陸數海算，海南先行

2022年12月中旬，海南陵水，海底數據倉入海（ 王存福/ 攝）

互聯網數據中心由于高耗能、高耗水等資源消耗特性，長期困擾著行業發展。在“雙碳”背景下，如何綠色升級，提高能效，提高可再生能源利用率，是數據中心行業可持續發展的關鍵。

近期，全球首個商用UDC（海底數據中心）項目在海南省陵水黎族自治縣開機運行，為解決高耗能、高耗水等問題帶來了新的突破口。據悉，陵水示范項目還將承擔起驗證相關商業模式的重任，為根植于蔚藍海洋空間的數據中心帶來無盡的想象空間。

近期，在海南省陵水黎族自治縣英州鎮清水灣靠海一帶區域，海南海底數據中心項目（一期）岸站、海蘭信海洋科技展廳和海蘭云機房等基地正在加緊建設。距離岸線幾公里開外，一艘作業船正在對海底數據艙進行入海安裝和維護。

UDC由岸站、水下中繼站、水下數據終端和海纜組成，岸站承載電力、網絡接入和中央監控等設施，水下中繼站是負責電力及網絡分發、控制和回傳的中間接續水下設施的統稱，水下數據終端則集中放置電子信息設備和水下設施。其中，水下中繼站和水下數據終端部署在指定目標海底。

“UDC（ 海底數據中心）是陸地數據中心的補充而不是替代，定位于低耗能數據中心的細分賽道，在特定地域發揮價值，具有高行業壁壘的特征。項目目前的劣勢表現在海底單艙布放的用船成本高，但隨著規模部署和運維，成本將顯著降低。”

這個項目的核心裝備海底數據艙呈圓柱形罐體狀，可保證艙內恒濕、恒壓和無氧的安全密閉環境；重量達1300噸，相當于1000輛小汽車的重量，罐體直徑達3.6米，與空間站天和核心艙相當，是目前全球最大的海底數據艙，結構設計壽命為25年，應用水深超30米。

UDC采用重力熱管原理，利用海水作為自然冷源，總體能效較傳統機房能效提升60%。

陵水縣自然資源和規劃局局長蘇軍表示，該項目作為海南省自貿港數字化建設的“新基建”創新示范工程，是“海南省 2022 年重點（重大）項目預備項目”，已被納入《海南省超常規穩住經濟大盤行動方案》和《海南省海洋經濟發展“十四五”規劃》。

此前，承建方深圳海蘭云數據中心科技有限公司聯合國家海洋環境監測中心，對海底數據中心建設海域進行全島篩選。最終，項目落戶陵水。

深圳海蘭云數據中心科技有限公司是海蘭信控股（以下簡稱海蘭信）的子公司。海蘭信董事長申萬秋稱，陵水項目的主要優勢體現在低耗能、省資源、省資金；可在沿海發達城市海岸部署，實現低延時；艙內惰性氣體的密閉環境，可提高IT設備的安全性和可靠性；基本沒有土建，可模塊化部署，不存在機架空置情況，與海上綠色能源可實現多能互補。

海蘭信在UDC領域的探索，可追溯到三年前。其在2020年完成對加拿大深海裝備公司OceanWorks收購之后，便在國內啟動UDC技術探索；同年11月，在珠海完成了第一次小試樣機測試，單艙PUE值（數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值）僅為1.076，達到微軟同等技術指標。專業環評機構出具的環評報告顯示，該方案對水流下方3米內僅產生小于0.2攝氏度的溫升，對海洋環境友好。

緊接著，在2021年5月至8月，海蘭信聯合中國電信海南公司在海南省澄邁縣進行了第二次測試，將運營商提供的IT業務拉“下海”，實驗結果證明其網絡效能屬于互聯網數據中心最高級別，可以承載對延時性、互通量要求最高的業務。除了PUE指標外，UDC在WUE（用來表征數據中心單位IT設備用電量下數據中心的耗水量）、土地資源占用、服務器失效率、交付周期和碳排放方面較陸地數據中心亦有著獨特的優勢。

據海蘭信相關技術人員介紹，陵水項目計劃分三期完成。第一期（2022-2023年）為示范開發工程項目，首期計劃布放3個海底數據中心模塊，共6個艙體，總投資2億元；第二期（2023-2024年）為規模化開發項目，預計將完成合計30個艙體的建設，預計總投資規模將達到12億元；第三期（2025年-）為商業化推廣開發項目，將完成合計100個艙體的建設，預計投資規模將達到約56億元。

作為數字經濟底座的數據中心產業，將進入新一輪爆發期。與前幾年快速成長不同的是，數據中心產業高耗能、高耗水等資源消耗特性已受到社會關注，不少地方近年來紛紛出臺了相應的限制政策。

《海南省海洋經濟發展“十四五”規劃》提出建設海南海底數據中心，布放100個數據艙，并逐步建設以海底數據中心為核心的綜合性海洋新技術產業園。全球首個商用UDC示范應用項目，正好響應了這一政策的要求。目前，陵水項目一期客戶已經確定，它們是海南電信、商湯科技和光環新網，分別代表電信運營商、人工智能和第三方IDC運營商這三個不同應用場景。二期將重點開拓頭部互聯網和超算客戶。長期來看，海南自貿港全島封關運作后，將迎來大量的離岸數據中心需求。

作為UDC首批客戶之一，中國電信海南公司總經理李云莊說，中國電信和深圳海蘭云數據中心科技有限公司于2021年5月簽訂海南UDC示范項目合作協議，落戶陵水的首個海底數據艙將用于部署中國電信天翼云海南海底媒體存儲節點、CDN節點以及海南省國資專屬云資源池，打造專屬海底數據中心的天翼云平臺，共計可提供800G網絡帶寬能力，5200vCPU、17000GB內存和8.68PB云存儲等計算存儲網絡能力。

申萬秋表示，除現有的托管服務以外，接下來會推出服務器租賃、海底云空間和云算力租賃等商業模式，對于海外市場、軍方市場和互聯網頭部企業，也可采用更靈活的代建代維等合作模式。

“UDC是陸地數據中心的補充而不是替代，定位于低耗能數據中心的細分賽道，在特定地域發揮價值，具有高行業壁壘的特征。海底數據中心項目目前的劣勢表現在海底單艙布放的用船成本高，但隨著規模部署和運維，成本將顯著降低。”申萬秋說。

對時延要求不高的業務，可以按照國家“東數西算” 引導政策，放到西部地區的數據中心去處理；但沿海發達地區若發展自動駕駛汽車等需要數據精準同步的產業，數據反饋時間延長哪怕1毫秒，都可能造成嚴重后果。

中國工程院院士鄔賀銓認為，UDC這種硬核科技值得鼓勵和支持。

當前，數據中心發展面臨較大的挑戰，機柜密度不斷增加，給機柜的熱量管理、電源分配和安裝遷移等方面帶來難題。鄔賀銓認為，創新模式的UDC，將數據中心部署在海底，利用海水的巨量流動、穩定溫差為服務器散熱，這種“自然免費的不間斷冷源、無壓縮機/冷卻塔制冷”的優勢，能解決現存的很多問題。同時，UDC在災備場景下有著獨特的價值，特別在防火、防洪和防臺風方面。

人類對數據的需求越來越強，數據中心對能源的消耗也越來越大，困境如何解決？

業內對UDC的探索一直沒有停歇。近年來，谷歌、微軟、臉書和騰訊等頭部企業紛紛對數據中心行業節能降耗開展了探索，圍繞充分利用自然冷源、向可再生能源大幅度靠攏，已是共識。

UDC的探索始于微軟2015年啟動的納迪克項目。2020年9月，微軟宣布項目驗證成功，服務器在海底、密閉惰性氣體環境中工作的可靠性是陸地機房的8倍。

中國工程院院士倪光南認為，相比于陸上數據中心，UDC省電、省地、省水，綠色環保，總成本具有明顯優勢。UDC對岸上土地占用極少，沒有冷卻塔，運營過程中每年每個機柜可以節約200立方米的水資源；并且，UDC對海洋的利用不是排他性的，布放的海域既可以包容海洋牧場、漁業網箱等生態類項目，又可以與海上風電、海上石油平臺等工業類項目互相服務。因此，UDC是陸海統籌、生態用海和集約用海的綜合實踐。

目前，我國沿海地區集聚了全國超過45%的人口和近60%的GDP。業內普遍認為，UDC不僅節省土地，還在靠近用戶和降低延時等方面具有獨特價值。對時延要求不高的業務，可以按照國家“東數西算”引導政策，放到西部地區的數據中心去處理；但沿海發達地區若發展自動駕駛汽車等需要數據精準同步的產業，數據反饋時間延長哪怕1毫秒，都可能造成嚴重后果。

UDC將數據中心放置在沿海城市附近的水下，可實現更快速流暢的網絡服務。對于東京、新加坡、上海和深圳這一類沿海超大城市，UDC價值尤為突出；如果沿著“一帶一路”海域投資建設UDC，可為國家“一帶一路”建設提供深遠意義的支撐。

2021年底以來，國家發改委工信部等部門先后印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》《“十四五”工業綠色發展規劃》等文件，鼓勵探索利用河湖、海洋等優勢資源，建設利用自然冷源散熱的數據中心，充分發揮氣候水文和地形地貌等自然條件天然優勢，因地制宜促進數據中心節能降耗。

海南省、廣東省和山東省等地制定海洋經濟發展“十四五”規劃，也都提出要促進海底數據中心研發及建設。

鄔賀銓表示，東部沿海地區，特別是經濟發達的長三角、粵港澳大灣區和渤海經濟圈等，可以考慮做算力平衡、熱數據的陸海統籌嘗試，充分利用海洋可再生能源，把海洋能源轉化為海洋算力，在能耗和能源方面雙管齊下。

中國工程院院士蔣興偉認為，海洋經濟數字化轉型潛力巨大。全球60%的人口居住在離海岸200公里以內的沿海地區，海洋經濟占據經濟總量的重要部分。在建設海洋強國的時代背景下，海洋大數據以新基建和海洋科技創新作為驅動力，是高質量發展的重要內容，對管理決策具有重要支撐作用。

蘇軍表示，UDC的建設將為我國實現“雙碳”目標提供新方案，為陸海統籌及立體用海提供新思路，為“東數西算”戰略工程提供“陸數海算”新補充，為“海洋經濟+數字經濟”創建新賽道，為我國綠色低碳發展作出海洋新貢獻。