“十四五”规划纲要提出,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。在国家“双碳”战略的大背景之下,数据中心作为数字新基建的重要组成,不仅承担着支撑数字经济发展的重任,也是实现“双碳”目标的重要组成部分。

近年来,我国数据中心产业快速发展,保持平均每年30%左右的增速,预计未来仍将保持快速增长势头。与此同时,数据中心的能耗也是水涨船高。据统计,2020年国内数据中心总用电量达到1969.6亿千瓦时,数据中心行业面临巨大能源压力,数据中心加强节能减排已刻不容缓。

为了帮助IDC产业加速实现“双碳”目标,从规划设计到建设投产运营,华为践行“懂行”之道,从数据中心的全生命周期出发,构建了一系列创新解决方案,以提升数据中心能源效率、提高新能源利用率、减少碳排放。并坚持开放合作战略,从技术、产品、产业各个层面,与供应商、集成商、客户等产业链上下游,以及产业组织、标准组织等积极开展全方位合作,助力IDC产业绿色升级,加速能源数字化,助力早日实现碳中和目标,共建绿色美好未来。

IDC产业加速转型 绿色低碳成为主旋律

在“碳中和、碳达峰”背景下,IDC行业的高能耗已成为行业的主要矛盾,既能够加强数据中心建设,又能高效降低能耗的绿色数据中心成为发展趋势。

为了推动绿色IDC建设,2021年7月,工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》明确指出,用3年时间基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局;到2023年,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,绿色低碳等级达到4A级以上。

当下,IDC产业的能耗现状不容乐观,来自智研咨询统计显示,IDC产业整体耗电量呈快速增长趋势。2020年,国内数据中心年耗电量约为2045亿千瓦时,占全社会用电量的2.7%;2025年,数据中心年耗电量约为3950亿千瓦时,占全社会用电量的4.1%。

耗电量的快速增长一方面来源于行业规模扩大,另一方面来源于国内IDC平均PUE水平较高,目前我国IDC的平均PUE约为1.7,海外先进数据中心PUE可达到1.2,国内整体PUE还有较大优化空间。

如今,IDC产业主要有三大趋势:首先,大型IDC将成为未来主流。相比较小型IDC,大型IDC通过将服务器资源集中,能够更有效部署高能效服务器,对电源进行合理使用,优化散热。目前已经有多个城市在数据中心建设方面提出淘汰小型IDC,并且在资源分配上设置最低单项目配置数量。

其次,打造单体低PUE的IDC将是大势所趋。近年来,国家持续出台相关政策,在IDC降功耗方面提出明确规划并给予扶持。北京、上海等地已出台的政策,更是对新建数据中心PUE进行明文限制。

第三,能耗指标的获取能力是IDC厂商的重要竞争力。在低PUE的趋势下,IDC厂商若想降低能耗水平,需要从机房整体设计、服务器设备部署、运营阶段资源调度等多方面进行综合考量。只有具备能耗指标获取能力的IDC厂商,未来才具备更强的市场竞争力。

顺应这一趋势,数据中心建设的服务商也在持续推动数据中心技术和服务的创新,帮助IDC产业实现绿色低碳。为此,华为也在产品和技术方面不断实现创新突破,并携手行业客户、合作伙伴、第三方组织等,构建开放合作共赢的产业生态,践行绿色可持续发展理念,助力IDC产业实现碳中和目标。

助力IDC产业绿色发展 华为打造全生命周期服务

工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》指出,着重引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色低碳发展道路。推动绿色数据中心创建、运维和改造,鼓励应用高效IT设备、制冷系统、供配电系统、辅助系统技术产品。

为此,华为正在充分发挥数字技术与电力电子技术这两大领域优势,将瓦特技术、热技术、储能技术、云与AI技术和ICT技术等根技术创新融合,聚焦清洁发电、交通电动化、绿色ICT基础设施、工业与建筑节能、智能配电、储能等领域,加速能源数字化,推动IDC产业的绿色发展。

在制冷方面,随着数据中心绿色节能、高密度、超大规模的发展趋势,特别是大型互联网企业的新建数据中心,传统风冷型制冷技术已经无法满足所需的散热能力,水冷制冷系统和蒸发冷却已经成为趋势。其中,以间接蒸发为代表的自然冷却技术能最大限度利用自然冷源,显著降低数据中心的能耗,已受到行业的广泛认可。

跟随制冷技术的发展脚步,华为构建了融极简、绿色、智能、安全于一身的间接蒸发冷却解决方案。该方案借助模块化和预制化的架构,实现“一箱一系统”,将制冷系统交付时间缩短50%;通过有效利用自然冷源,典型场景下相比于冷冻水制冷系统省电14%、省水40%;支持基于AI的iCooling能效优化技术,在同等硬件条件下,降低制冷系统能耗多达8%;并通过匹配AI智能算法,实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测,降低运维人力投入25%。

在ICTresearch发布的《2020-2021年中国数据中心蒸发冷却空调产品市场报告》中,华为间接蒸发冷却解决方案以34.5%的市场份额,稳居中国市场第一;赛迪顾问《2020-2021年中国机房空调市场研究年度报告》也显示,2020年,华为间接蒸发冷却解决方案已问鼎中国市场。

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数据来源:ICTresearch《2020-2021年中国数据中心蒸发冷却空调产品市场报告》

针对传统供电系统所面临的占地大、工期长、效率低、不可靠等问题,华为则推出了FusionPower6000智能电力模块方案,该方案在极简、绿色、智能、安全等方面同样表现突出,通过全链路融合和工程预制化,可将交付工期从2个月降低到2周,降低75%安装时间;而智能在线模式系统效率更是高达97.5%,大大降低了能耗;在智能安全方面,借助200+测点实现了全链路可视,借助AI故障预警真正变被动响应为预测性主动维护。

同时,华为也在寻求在数据中心备电技术上的突破,并打造出创新的智能锂电SmartLi,该产品寿命可达10-15年,2倍于铅酸寿命,10年TCO节省30%;占地小,承重要求低,相对于铅酸节省70%占地,承重一般为铅酸0.6-0.8;同时支持新旧混用,可实现分期扩容,弹性部署;主动均流,不均流度<2%,电池一致性好,故障率低。

除此之外,针对传统动环监控系统运维效率低、手工调优效果差等问题,华为推出的智能网管NetEco6000,基于华为200多个数据中心及20余年的数据中心运维最佳实践,可实现数字化、智能化的数据中心运维管理,降低运维人力成本35%;并采用业界领先的AI技术,通过数据中心能耗的看、诊、调、优,自动调节制冷系统运行状态,降低数据中心PUE约8~15%,大幅节省能源支出。

以IDC产业为依托 加速“双碳”目标落地

位于河北省廊坊市区以北7公里的廊坊华为云数据中心,建筑面积54,000平方米,共部署了4000+个IT机柜。为提升冷却系统运行能效,该数据中心采用华为iCooling AI能效优化解决方案,利用人工智能,建立能耗与负载、气候条件、设备运行数量等可调节参数间的机器学习模型,在保障设备、系统可靠的基础上,实现了从年平均PUE1.42降至1.26,年省电费过两千万,实现了数据中心的节能减排高效运行。

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廊坊华为云数据中心

世纪互联苏州国科数据中心为了打造一个面向未来业务能够弹性部署的智能数据中心,同时考虑提升出柜率、降低能耗,简化运维,提升收入。通过采用华为智能SmartLi UPS,对比传统方案,10年TCO降低20%,机柜出柜率提升10%,AI预测手段变被动运维为主动预警,简化运维。

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世纪互联苏州国科数据中心

华为云东莞松山湖FDC数据中心,是华为云全国“前店后厂”战略部署在华南区的关键前店节点。通过在建设过程中采用华为预制模块化数据中心方案交付,相对于传统建设方式节省一半以上的交付时间,有效支撑华为云海量业务快速上线需求。其中项目一期的供电系统采用10套FusionPower6000智能电力模块方案,对比传统方案节省占地30%,提升出柜率10%,供电系统整体效率高达97.5%,数据中心年均PUE低至1.28。

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华为云东莞松山湖FDC数据中心

此外,万国数据廊坊一号数据中心和廊坊二号数据中心采用华为智能间接蒸发冷却方案,充分利用自然冷源,有效延长自然冷却使用时间,最大限度降低数据中心制冷系统能耗,相比传统冷冻水方案节能8~10%。

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万国数据廊坊一号数据中心和廊坊二号数据中心

低碳化、电气化、智能化是实现碳中和的关键要素。华为正在以建成零碳社会为目标,融合数字技术和电力电子技术,推动能源革命,共建绿色美好未来。

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