數(shù)據(jù)中心能源管理：向可再生能源過渡

過去幾年，全球新冠疫情大流行帶來了快速的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，我們?cè)诰W(wǎng)上度過的時(shí)間比以往任何時(shí)候都多，數(shù)據(jù)中心是這一數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心。但是，盡管數(shù)據(jù)中心極大地造福了我們的生活，但它們也消耗了大量的電力。鑒于發(fā)電排放在氣候變化中的作用，從而使得數(shù)據(jù)中心碳排放成為一個(gè)關(guān)鍵問題。

那么我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問題呢？數(shù)據(jù)中心所有者可以使用哪些方案來減少對(duì)氣候的影響？

數(shù)據(jù)中心用電

據(jù)估計(jì)，數(shù)據(jù)中心消耗的電力約占全球用電量的1%。全球數(shù)據(jù)中心的消耗量估計(jì)超過200TWh，消耗的電量超過波蘭一個(gè)國(guó)家的總消耗量。

然而，數(shù)據(jù)中心在過去十年中在能源效率方面取得了巨大進(jìn)步。在最近的一項(xiàng)研究中，研究者估計(jì)2018年數(shù)據(jù)中心用電量比2010年增長(zhǎng)了6%。而同期全球數(shù)據(jù)中心計(jì)算實(shí)例增長(zhǎng)了550%。對(duì)于該行業(yè)來說，這是一個(gè)巨大的成功故事。

資料來源：全球數(shù)據(jù)中心能源使用估算

減少影響的效率實(shí)踐

數(shù)據(jù)中心通常使用標(biāo)準(zhǔn)的效率指標(biāo)，即電源使用效率 (PUE)。數(shù)據(jù)中心PUE通過比較所需的建筑總功率與運(yùn)行計(jì)算設(shè)備所需的功率來深入了解其能源效率。根據(jù)Uptime Institute的調(diào)查，平均PUE在過去十年中從 ~2.0 下降到 ~1.6。目前，Google 的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行效率最高，PUE 約為 1.1。

資料來源：Uptime Institute 2020 年全球數(shù)據(jù)中心調(diào)查

PUE 在過去十年中的進(jìn)步是由于以下原因。

數(shù)據(jù)中心清潔能源領(lǐng)導(dǎo)者

提高能源效率并不是減少數(shù)據(jù)中心對(duì)氣候影響的唯一途徑。可再生能源采購(gòu)是該行業(yè)用于減少甚至消除范圍 2 排放的另一項(xiàng)關(guān)鍵策略，范圍2排放占該業(yè)務(wù)的最大份額。對(duì)于尚未購(gòu)買可再生電力的數(shù)據(jù)中心，有多種購(gòu)買可再生能源的選擇。其中包括簽署虛擬或?qū)嶓w企業(yè)購(gòu)電協(xié)議、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電、綠色關(guān)稅和可再生能源證書。

在過去十年中，數(shù)據(jù)中心行業(yè)一直是可再生能源采購(gòu)的核心驅(qū)動(dòng)力。2020 年，科技巨頭亞馬遜、谷歌和 Facebook 躋身清潔能源十大買家之列。這三者都有重要的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)。

資料來源：FDI 情報(bào)/可再生能源買家聯(lián)盟 (REBA)

托管公司也一直活躍在可再生能源領(lǐng)域，Equinix等公司成為清潔能源采購(gòu)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

跟蹤數(shù)據(jù)中心的 24/7 可再生能源之旅

對(duì)于已經(jīng)購(gòu)買可再生能源的數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在有機(jī)會(huì)讓您的采購(gòu)更上一層樓。谷歌、微軟和Iron Mountain等行業(yè)參與者可以提供靈感來源。

跟蹤數(shù)據(jù)中心的 24/7 可再生能源之旅

對(duì)于已經(jīng)購(gòu)買可再生能源的數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在有機(jī)會(huì)讓采購(gòu)更上一層樓。谷歌、微軟和Iron Mountain等行業(yè)參與者可以提供靈感來源。這些市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者計(jì)劃從每年100%可再生能源過渡到每小時(shí)100%可再生能源。這些參與者采用了這種策略，因?yàn)槿藗冋J(rèn)為每年進(jìn)行匹配不足以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)完全脫碳的目標(biāo)。

資料來源：谷歌 - 到 2030 年全天候使用無碳能源運(yùn)營(yíng)

全天候可再生能源

在他們的白皮書中，谷歌制定了實(shí)現(xiàn)24/7小時(shí)可再生能源的戰(zhàn)略。他們強(qiáng)調(diào)了一些可以用來實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略的創(chuàng)新方法。

需要混合可再生能源采購(gòu)方案。例如，太陽能光伏發(fā)電不會(huì)在夜間發(fā)電，因此夜間需要備用可再生能源。這意味著潛在的24/7電源可以包括太陽能光伏、風(fēng)能、水力和生物能的混合，以實(shí)現(xiàn)高比例的每小時(shí)可再生能源匹配。谷歌估計(jì)，通過其位于智利的一個(gè)數(shù)據(jù)中心混合使用太陽能和風(fēng)能，它可以實(shí)現(xiàn)超過90%的每小時(shí)匹配率。

即使混合使用可再生能源，也很難始終實(shí)現(xiàn)100%的可再生能源。將需要某些形式的能量存儲(chǔ)?？梢酝ㄟ^鋰離子或液流電池提供短期能量存儲(chǔ)。Power-to-X 解決方案可以提供更長(zhǎng)期的存儲(chǔ)。綠色氫是一種Power-to-X燃料，可用于在燃料電池或氫渦輪機(jī)中產(chǎn)生清潔能源。這種可再生能源可以幫助填補(bǔ)間歇性風(fēng)能和太陽能造成的電力缺口。

碳智能負(fù)荷轉(zhuǎn)移也可以在24/7可再生能源中發(fā)揮作用。通過這種方法，具有負(fù)載靈活性的公司將他們的用電量轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)碳系數(shù)較低的小時(shí)數(shù)。

例如，加利福尼亞電網(wǎng)主要由正午太陽能發(fā)電主導(dǎo)。這意味著這些時(shí)間的碳系數(shù)通常比夜間低。通過將電力消耗轉(zhuǎn)移到更低的碳小時(shí)，企業(yè)將對(duì)碳排放產(chǎn)生積極影響并支持電網(wǎng)的運(yùn)行。

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