淺談天津市綠色數據中心發展瓶頸與建議

魏振東

（天津市工業和信息化研究院 天津 300000）

引言

伴隨著數據中心建設的快速發展，數據中心的土地、電、水、材料等資源消耗量及其在社會整體消耗量中占比逐漸攀升，已經引起政府相關部門重視。數據中心行業存在能源消耗高、空置率大、能源利用效率低下等諸多問題。當前，天津市既要加強數據中心作為數字社會基礎設施的建設，還要控制好數據中心的整體能耗，謀劃好數據中心綠色發展方向。本文通過分析天津市綠色數據中心發展瓶頸，并提出建議，意在幫助數據中心行業提高能效水平，推動數據中心綠色發展，同時對于天津市的節能工作也能起到突出的作用。

1 天津市數據中心現狀

根據從電力公司掌握的客戶情況，目前天津市互聯網數據中心（IDC）共有38 個，其中在運客戶24 個，在建客戶13 個，潛在客戶1 個（騰訊IDC）。

從地理分布看，天津市數據中心呈現連片發展態勢，且主要集中在部分重點經濟園區內。在運數據中心中，濱海高新區4個、北辰宜興阜6 個、東麗空港經濟區3 個、武清開發區2 個。在建數據中心中，武清開發區5 個，東麗空港經濟區3 個、濱海高新區3 個、津南八里臺2 個。從用電量看，天津市數據中心將與部分高耗能行業用電量相當。天津市在運數據中心累計年用電量約3.3 億千瓦時，約占2019 年全社會用電量的0.4%。初步估算，當在建數據中心全部投產后，我市數據中心累計年用電量將達到10 億千瓦時，將占全社會用電量的1.5%左右，接近非金屬礦物制品業（1.9%），超過有色金屬冶煉和壓延加工業（1.01%）和農業（1.14%），相當于電氣化鐵路運輸業的總耗電量（1.56%）。

2 天津市綠色數據中心發展瓶頸

目前，國家和天津市尚未出臺相關的能耗限額標準，政府相關部門在制定數據中心能評準入政策時沒有強制性的標準作為依據。目前工信部、機關事務管理局和國家能源局出臺的《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》中關于“到2022 年，數據中心平均能耗基本達到國際先進水平，新建大型、超大型數據中心的電能使用效率達到1.4 以下1”的主要目標并非強制性標準，而是指導性標準。政府相關部門應明確數據中心能耗限額，有助于開展節能監察及能評管理。

同時天津市尚未制定數據中心整體布局規劃，而天津市正處在京津冀核心地區，尤其是武清區高村產業園，是三省交接處，目前在運數據中心三個，設計機架數合計8758 個，已用機架數4582 個，上架率52%，在建數據中心三個，設計機架數合計22364 個。由于武清區優越的地理位置，大量大型、超大型數據中心集中涌入，使得電力資源和水資源短時間內無法配套，對數據中心建設造成障礙。隨著5G、工業互聯網等新基建蓬勃發展，邊緣計算類和低延時類數據中心成為各大互聯網用戶的首選，武清區獨特的位置完美覆蓋了北京、天津和河北的用戶，大量聚集造成了電力資源的不均勻分配。

其次，對于數據中心建設時所需要考慮的各種因素來說，其首要考慮的是安全性和可靠性，其次才是節能降耗。因為數據中心在互聯網中處于非常重要的位置，一旦數據中心某個環節出現故障，會造成很多無法預料的損失，嚴重時甚至會造成數據丟失、被竊取等等。目前的數據中心IT 設備、制冷設備和配電設備等技術已經較為成熟，設備穩定性較好，技術更新緩慢。數據中心廠商在建設機房過程中首選的是技術成熟穩定的設備，以保障物聯網數據中心的安全性、可靠性和穩定性。節能降耗作為次要考慮因素，只有當一種節能降耗技較為成熟、穩定后，數據中心廠商才會嘗試。通過與數據中心相關人員溝通發現，數據中心營業收入主要為對外出租服務器和構建云服務計算。通常來講，對外出租服務器所帶來的營業收入和利潤都非常低，因為統計角度來看，數據中心收入僅為服務器租賃收入。例如A 公司租賃了B 數據中心的服務器，支付給B 租賃費，但A 使用數據產生的大量廣告、消費等附加值并不能體現在數據中心的營業收入上。其次云服務初期投入大，回報周期長，除了三大運營商和實力雄厚的互聯網公司，中小型數據中心在這方面業務較少，也難以維持成本。以上原因導致數據中心行業普遍營業收入單耗和利潤單耗相比傳統工業來講十分不利，甚至不如鋼鐵、電力供應等傳統高耗能行業。

3 天津市綠色數據中心發展建議

有關部門應結合我市數據中心規模情況、上架率情況、能耗水平、區域分布狀況和業務類型，出臺數據中心布局規劃，統籌各區數據中心建設指導意見。明確數據中心準入能耗限額，實行數據中心機架等量替代，優先提高數據中心上架率，提升數據中心能效，同時按照數據中心用戶業務類型和分布區域，合理指導數據中心落地。只有綜合考慮市場需求和各地自然、經濟、技術等區位優勢，科學合理統籌規劃全市數據中心建設，推進數據中心集約化建設，科學評估數據中心的建設規模、功能定位和運行績效，杜絕無序建設和低水平建設，限制發展不符合規劃導向和集約化、綠色化建設要求的項目，才能避免資源、資金、空間浪費和布局失衡。

針對部分數據中心能耗數據缺失，側面反映出我市數據中心行業能耗的檢測缺乏監管，沒有形成有效的監管體系，有關部門無法對企業的能耗進行實時監控和有效管理，這對于數據中心行業的綠色發展是一個巨大的阻礙。只有強化技術與管理手段的綜合應用，建立涵蓋技術、管理手段創新應用的數據中心運維管理體系。在各中大型數據中心建設能耗在線監測系統，接入能耗在線監測平臺，同時強化各地相關政府部門對監測系統的管控，定期對數據中心能耗、能效情況進行科學評估，對不符合節能要求的數據中心要及時責令整改。建設能耗監測系統，可以在各數據中心能源管理系統的基礎上進行進一步的集中監管，要求各數據中心將實時能耗數據通過對應內網或專線上傳至市級能耗監測管理系統平臺，通過市級平臺可以對各數據中心IT設備、制冷系統以及輔助設施等運行狀況進行分析、核查。

在節能技術上，加強綠色智能服務器、能源管理信息化系統、熱場管理、余熱利用、自然冷源、水循環利用、分布式供能、直流供電等機房管理技術的研發與應用。推廣絕熱冷卻工程設計和建設，擴大太陽能等新能源應用，有效降低傳統電源的用電負荷。提高節能技術應用支持力度，通過技術應用補助等激勵手段，降低技術應用成本，提高數據中心技術應用積極性。

積極培育數據中心行業第三方監測機構，引導數據中心自主開展能效自我聲明等行為，既可以提高單個數據中心企業競爭力，也可以有效降低數據中心運營成本。還要對數據中心企業進行全面、深入的節能司未培訓，引導企業管理層對員工的節能意識進行強化，特別是針對一線的技術工程師，不僅要增強節能意識，還要及時更新節能知識儲備，特別是數據中心行業具有設備迭代周期短，技術開發塊的特點，減少不必要的能源消耗。

結語

數據顯示，全國2018 年中國數據中心總用電量為1,608.89億千瓦時，占中國全社會用電量的2.35%，超過上海市2018 年全社會用電量2。數據中心高耗能已經引起各地重視，合理有效的統籌綠色數據中心發展，在數據中心建設之初，綜合考慮發色發展，節省建設投資，提高數據中心行業能效，降低運營成本，不僅可以加快新基建進度，打造天津市“一基地三區”的戰略定位，還為踐行習近平總書記生態文明建設的重要思想做出重要貢獻。