2021年低碳数据中心发展白皮书.pdf

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低碳数据中心发展白皮书 (2021 年) 2021 数据中心高质量发展大会 2021-5-13当前 , 5 G 、云计算 、人工智能等新一代信息技术快速发展 ,信息技术与传统产业加速融合 ,数字经济蓬 勃发展 。数据中心作为各个行业信息系统运行的物理载体 ,已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施 ,在 数字经济发展中扮演至关重要的角色。 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 ,数据中心产业能源消耗 、绿色和低碳发展进程正在不断引发社会 关注。 2 0 2 0 年 9 月 2 2 日习近平总书记在 7 5 届联合国大会上首次作出我国 “二氧化碳排放力争于 2 0 3 0 年前达 到峰值 ,努力争取 2 0 6 0 年前实现碳中和”的庄严承诺 ,具有重大战略意义 ,彰显出我国应对气候变化的决 心和雄心 。 2 0 2 0 年的中央经济工作会议把 “做好碳达峰 、碳中和工作 ”作为八大重点任务之一 ,明确大力发 展新能源 。在 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四五个五年规划和 2 0 3 5 年远景目标纲要中 ,明 确提出到 2 0 3 5 年 , “生产生活方式绿色转型成效显著 ,能源资源配置更加合理 、利用效率大幅提高 ,单位 国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低 1 3 . 5 % 、 1 8 % ” , “非化石能源占能源消费总量比重提高到 20%”。数据中心亟需顺应这一发展趋势,降低碳排放,逐步实现数据中心“碳中和”目标。 前言编写单位 主编单位:中国信息通信研究院云大所 特别鸣谢:百度、阿里巴巴、腾讯、中金数据、秦淮数据、万国数据、 河北省凤凰谷零碳发展研究院、绿色和平等单位的大力支持低碳数据中心发展白皮书 一、 全球低碳数据中心产业发展现状 . 1 (一)全球低碳数据中心政策. . 1 1.全球主要国家碳中和政策. . 1 2.全球数据中心绿色低碳政策. . 1 (二)全球低碳数据中心发展现状. . 2 1.全球低碳数据中心绿色发展情况. . 2 2.全球数据中心碳减排目标与路线图设立情况 . 2 3.全球低碳数据中心可再生能源利用情况. . 4 4.全球低碳数据中心能源数据信息披露情况. . 4 二、 我国低碳数据中心产业发展现状 . 6 (一)我国数据中心绿色低碳政策. . 6 1.国家层面政策. . 6 2.地方层面政策. . 6 (二)我国绿色低碳数据中心发展现状 . 7 1.我国低碳数据中心绿色发展情况. . 7 2.我国数据中心碳减排目标与路线图设立情况 . 7 3.我国低碳数据中心可再生能源利用情况. . 7 4.我国低碳数据中心能源数据信息披露情况. . 8 三、 我国低碳数据中心未来发展路径 . 9 (一)提高数据中心效率,降低数据中心 PUE. . 9 (二)积极采购可再生能源和清洁能源 . 9 1.市场化采购可再生能源和清洁能源. . 9 2.购买可再生能源绿色电力证书. . 9 (三)大力建设应用可再生能源和清洁能源. . 10 1. 投资建设分布式可再生能源项目. . 10 2. 投资建设大型集中式可再生能源项目. . 10 (四)创新研发节能减碳技术. . 10 1.大力开展储能技术研发应用. . 10 2.持续探索碳捕集与封存技术. . 10 (五)推动使用碳中和金融工具. . 11 (六)加强碳中和管理制度和体系建设 . 11 四、加快低碳数据中心发展的政策建议 .12 附录一我国太阳能、风能及水能资源丰富地区 .13 (一)太阳能资源丰富地区. . 13 (二)风能资源丰富地区. . 14 (三)水能资源丰富地区. . 14 附录二低碳数据中心优秀案例介绍 .15 1.百度云计算(阳泉)中心 1# 模组. . 15 2.秦淮数据环首都 太行山能源信息技术产业基地一期. . 15 3.阿里巴巴乌兰察布数据中心开发区园区 A 楼. . 16 4.中金数据昆山一号数据中心. . 16 4 目录低碳数据中心发展白皮书 1 一、全球低碳数据中心产业发展现状 (一)全球低碳数据中心政策 1. 全球主要国家碳中和政策 全球主要国家都承诺最晚于本世纪中叶完成 国家层面碳中和计划。政府间气候变化委员会 1 在 2 0 1 8 年 1 0 月 8 日发布特别报告提出将全球变暖限 制在 1.5 C, 需要在土地、 能源、 工业等方面加速转型, 到 2050 年左右达到“净零”排放。 2 表 1 全球主要国家碳中和计划时间 欧盟设定了到 2 0 2 0 年所有新建筑都需接近零 能源消耗的目标 ,并且需要 2 0 5 0 年完成在 绿色 协议 制定的整个欧盟的净零排放目标 。美国政府 承诺到 2 0 3 0 年 ,温室气体排放水平比 2 0 0 5 年减少 50-52%。 3 最终到 2 0 5 0 年 ,使美国实现碳中和 。 亚洲国家日本和韩国也都在 2 0 2 0 年年底发布了国 家层面的绿色发展战略 ,日本 绿色增长战略 提 出目标要在 2 0 5 0 年实现碳中和 。韩国也在 2 0 2 0 年 1 0 月正式宣布到 2 0 5 0 年实现碳中和 ,成为继中国 和日本之后第三个宣布碳中和目标的亚洲国家。 2. 全球数据中心绿色低碳政策 当前,多国发布的数据中心相关政策仍以绿 色发展为主题。如美国政府通过 D C O I 数据中心优 化倡议 4 、 F D C C I 美国联邦数据中心整合计划 5 、 F I T A R A 联邦政府信息技术采购改革法案 6 等一系列 举措, 以整合和关闭数据中心、 资源虚拟化、 可用性、 设定数据中心 P U E 及服务器使用率具体标准 、退役 老旧机器的方式, 实现了数据中心数量减少 7000 个, 大约占比 5 0 % ;数据中心 P U E 从平均 2 . 0 以上下降 到近一半大型数据中心达到 1 . 5 甚至 1 . 4 以下 ,部 分服务器使用率从 5 % 提升到 6 5 % 以上 。新加坡发 布的 绿色数据中心技术路线图 , 基于本国情况, 指出需在不影响系统性能和安全要求的情况下尽可 能降低数据中心能源消耗 ,并提出提高冷却设备效 率 、 I T 设备温湿度耐受能力 、数据中心的资源调度 和负荷分配集成优化能力等建议。 欧盟率先提出 IC T 行业的降碳目标,计划在 2030 年 提 前 达 到 气 候 中 性。 欧盟方面则是通过 2 0 2 0 年欧盟数据中心能源效率行为准则的最佳实践 指南 7 和欧洲数据中心能源效率现状白皮书 8 进一 1.IPC C:Int er g o v ernment al.P anel.on.Clima t e.Chang e 2.ht tps:/ .ipc c. ch/sit e/ asse t s/ uplo ads/2018/11/pr_181008_P48_spm_zh.pdf 3.ht tps:/ne ws.un. or g /zh/s t or y /2021/04/1082682 4.D ata .Cent er.Op timiz a tion.Initia tiv e 5.F eder al.D ata .Cent er.Consolida tion.Initia tiv e 6.F eder al.Inf orma tion.T echnolog y.Ac quisition.R ef orm.A ct 7.2020.Bes t.Pr ac tic e.Guidelines.fo r .the.EU.Code.of.Conduc t.on.D ata .Centr e.Ener g y.Efficienc y 8.The.C urr ent.S t ate .of.D ata .Cent er.Ener g y.Efficienc y.in.Eur ope 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 1 一、 全球低碳 数据中 心产业发 展现状 ( 一 ) 全 球 低 碳 数 据 中 心 政 策 1. 全 球主要 国家碳中 和政策 全 球 主 要 国 家 都 承 诺 最 晚 于 本 世 纪 中 叶 完 成 国 家 层 面 碳 中 和 计 划 。 政府间气候 变 化委员会 1 在 2018 年 10 月 8 日发布 特 别报告提 出 将 全球变 暖限 制在 1.5C , 需要 在土地 、能源 、工 业等方 面加速 转 型,到2050 年左右 达到“净 零”排 放 。 2 表1 全球主要国家碳中和计划时间 数据 整理: 中国信 息通信研 究院 欧盟设定 了到 2020 年所有新 建筑都 需 接近零能 源消耗 的 目标, 并且需 要 2050 年完 成在绿 色协议 制定的整 个欧盟 的 净零排放 目 标。美国政府承诺到 2030 年,温室气体排放水平比 2005 年减少 50-52% , 3 最终到2050 年, 使美国 实现碳 中和。 亚洲国 家日 本和韩国 1 IPCC:Intergovernmental Panel on Climate Change 2 ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/11/pr_181008_P48_spm_zh.pdf 3 news.un/zh/story/2021/04/1082682 序号 国家 碳中和时间点 1 美国 2050 2 欧盟 2050 3 英国 2050 4 日本 2050 5 韩国 2050 6 奥地利 2040 7 加拿大 2050 8 法国 2050 9 芬兰 2035 10 德国 2050 11 新西兰 2050 12 南非 2050 13 瑞典 2045 14 乌拉圭 2030 数据整理: 中国信息通信研究院低碳数据中心发展白皮书 2 步细化和规范了数据中心 P U E 、 S U E 9 、DCiE 10 等绿 色指标 。塑造欧洲的数字未来 11 中表示 I C T 基础设 施和数据中心应确保在 2 0 3 0 年之前达到气候中性 (clima t e. neutr al) 12 ,在 2 0 5 0 年成为世界第一个 实现气候中性的大陆。 13 (二) 全球低碳数据中心发展现状 1. 全球低碳数据中心绿色发展情况 数据中心虽总能耗高,但是单位实例能耗强度 下降,总体能效不断优化提升。数据中心总体耗电 较高, 根据 2020 年初 Scienc e 刊登的文章 14 重 新校准全球数据中心能耗估算 , 2 0 1 8 年全球数据 中心总耗电达到 2 0 5 T W h ,占当年度全球总用电量 的 1%。 但是从单计算实例来看, 全球数据中心能耗 强度自 2 0 1 0 年以来每年下降 2 0 % ,能源效率显著 提升 15 。此外 ,冷却系统 、供配电 、服务器单位功 耗和资源池虚拟化技术的发展和优化 ,推动 P U E 值 持续降低,数据中心总体能效水平有所提高。 2. 全球数据中心碳减排目标与路线图设立情况 国际互联网科技巨头大都承诺在 2030 年以前 实现碳中和,具体情况见图 1。 国际互联网科技企业优化运营管理持续推进数 据中心降碳 。 Google 在 2007 年 依 靠 购 买 可 再 生 能源和高质量碳抵消项目 16 完 成 碳 中 和。2017 年 至今一直保持全球运营范围全年总用电量维度下的 1 0 0 % 可再生能源使用率 ,但是在某些区域或某些 9.SUE(服务器使用效率)是对 PUE 的补充,在计算数据中心能源效率时也考虑了 IT 设备的效率。 10.D ata .Cent er.Infr as truc tur e.Efficienc y 由 Gr een.Grid 提出,IT 设备功率除以总设备功率计算的百分比表示。 11.Shaping.Eur opes.Digit al.F utur e 12. 当一个组织的活动对气候系统没有产生净影响时 ,就是气候中立 。在气候中立的定义中 ,还必须考虑区域或局部的地球物理效应 ,例 如辐射效应(例如来自飞机凝结轨迹的辐射效应)。 13.p .27,A.Eur ope an.st r ateg y .fo r .d ata 14. 1 . Eric. Masane t 等,R ec alibr a ting. glob al. d ata . c ent er. ener g y-use. es tima t es,. Scienc e. 28. Fe b . 2020:V ol。367,Issue. 6481,pp . . 984-986. 15.Eric. Masane t 等,R ec alibr a ting. glob al. d ata . c ent er. ener g y-use. es tima t es,. Scienc e. 28. Fe b . 2020:V ol。367,Issue. 6481,pp . 984- 986:与 2010 年相比,2018 年全球数据中心计算实例增加了 550%,而同期全球数据中心的耗电量仅增加了 6%。 16.过去 13 年 g oogle 开展 40 个碳抵消项目,总计抵消了 2000 万吨二氧化碳。碳抵消项目包含从垃圾填埋场和养殖场捕获甲烷气体等 时段仍依赖电网碳基能源。 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 4 情 况见 图 1 。 数 据整理 :中国 信息通 信研究 院 图 1 部分国际互联网科技企业碳中和目标情况 国 际 互 联 网 科 技 企 业 优 化 运 营 管 理 持 续 推 进 数 据 中 心 降 碳 。 Google 在 2007 年依靠购买 可再生 能 源和高质 量碳抵 消 项目 16 完成碳 中和。2017 年至今一直保持全球运营范围全年总用电量维度下的 100% 可再生能源 使 用率, 但 是在某 些区 域或某些 时段仍 依 赖电网碳 基 能源。 来 源:Google 247-carbon-free-energy 2020 图 2 Google 数据中心以小时单位无碳能源全年使用情况示意图 为实现真 正意义 上 的 100% 可再生能源 , Google 在2020 年9 月提 16 过去 13 年 google 开展 40 个 碳抵消项目,总计抵消了 2000 万吨二氧化碳。碳抵消项目包含从垃圾填埋 场和养殖场捕获甲烷气体等 2007 2012 2020 2030 2040 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 谷歌 微软 脸书 苹果 亚马逊 碳中和目标时间点 图.1.部分国际互联网科技企业碳中和目标情况 数据整理:中国信息通信研究院 . 为实现真正意义上的 1 0 0 % 可再生能源 , Google 在 2020 年 9 月 提 出 计 划 到 2030 年 在 全 球 范围内所有数据中心以小时单位实现实时可再生能 源供电,也就是 24/7 零碳运营管理计划。 G o o g l e 首先在单一数据中心设施开展测试 ,为 来源 : Google.247-c arbon-fr ee -ener g y.2020 图.2.Google 数据中心以小时单位无碳能源全年使用情况 示意图 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 4 情况见 图 1 。 数 据整理 :中国 信息通 信研究 院 图 1 部分国际互联网科技企业碳中和目标情况 国 际 互 联 网 科 技 企 业 优 化 运 营 管 理 持 续 推 进 数 据 中 心 降 碳 。 Google 在 2007 年依靠购买 可再生 能 源和高质 量碳抵 消 项目 16 完成碳 中和。2017 年至今一直保持全球运营范围全年总用电量维度下的 100% 可再生能源 使 用率, 但 是在某 些区 域或某些 时段仍 依 赖电网碳 基 能源。 来 源:Google 247-carbon-free-energy 2020 图 2 Google 数据中心以小时单位无碳能源全年使用情况示意图 为实现真 正意义 上 的 100% 可再生能源 , Google 在2020 年9 月提 16 过去 13 年 google 开展 40 个 碳抵消项目,总计抵消了 2000 万吨二氧化碳。碳抵消项目包含从垃圾填埋 场和养殖场捕获甲烷气体等 2007 2012 2020 2030 2040 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 谷歌 微软 脸书 苹果 亚马逊 碳中和目标时间点低碳数据中心发展白皮书 3 实现对小时单位电能数据的监测 , G o o g l e 和两家企 业(T omorr o w 和 W a t t Time) 合 作, 建 立 并 打 通 了数据通路并取得符合实时性和颗粒度要求的数据。 G o o g l e 全年数据中心电能需求和供应随时间变 化的对比具体见图 2 。黑色部分代表全年数据中心 电耗需求随时间轴变化情况 。绿色区域代表时间点 的可再生能源供应能力随时间轴变化情况 。由于全 年区域可再生能源供应能力不稳定 ,实时数据中心 电耗和可再生能源供应量尚存在差值 ,达到小时单 位精度的可再生能源实时供应是非常有挑战性的任 务。 Google 设置了零碳电力占比 17 和二氧化碳减排 量两个关键性指标来度量进展 ,前者对应数据中心 达到 7 / 2 4 实时零碳运营的程度 ,后者帮助企业在不 同时间和地区设计确定可再生能源采购的优先级。 17.基于 T omorr o w 公司提供接口得到的地区单位小时的能源消耗组合。 总体来看 ,尽管当前部分区域电网以小时单位 的发电结构数据难以获得 , 但是 2 4 / 7 实时零碳管理 提供了一种更全面降低区域碳排放的理念和思路。 部分国际企业在数据中心降碳技术的研究和探 索上走在前列。 M i c r o s o f t 对于数据中心降碳提出的技术解决 方案是升级优化数据中心备用电力系统 ,包括储能 电 池 和 低 碳 燃 料( 氢 燃 料 )。2020 年 Micr osoft 已 经成功对氢燃料电池进行测试 ,为 2 0 3 0 年以前消 除对柴油发电机备用电源的依赖并实现碳负排放打 下坚实的基础 。技术持续研究 、测试和落地将推动 Micr osoft2050 年消除历史所有碳排放目标的实现低碳数据中心发展白皮书 4 3. 全球低碳数据中心可再生能源利用情况 国际互联网企业公布的可再生能源目标时间点 较为明确 ,数据中心企业也在加快可再生能源的应 用。Google、Apple 和 F ac ebook 分 别 在 2017、 2 0 1 8 和 2 0 2 0 年完成运营体系的 1 0 0 % 可再生能 源使用 ,包含其数据中心基础设施 。 M i c r o s o f t 和 A m a z o n 将完全实现可再生能源使用的目标节点定 为在 2025 年。 截止 2019 年 Amaz on 可再生能源使 用率为 4 2 % , M i c r o s o f t 的数据中心产业可再生能 源使用率为 60%,具体见表 2。 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 7 数据中心 企业Equinix 在2019 年全球 范 围内使用 超过5250 亿瓦 时的可再 生能源 ,2015 年到 2019 年可 再生能源 使用的 比 例从 34% 提 高到92% 20 。 4. 全 球低碳 数据中心 能源数 据信息披 露情况 国际 上 互 联 网企 业 数据 中 心 和 能 源 数据 信 息 披露 较 为完 善, 但 颗 粒 度仍 有 所差异 。 整体来看 , 国 际企 业披露信 息一般 包 括最近几 年的 数 据中心 能效 (PUE ) 、温室 气体 排放总 量和电 力消 耗总量 。部分 企 业还能提 供水资 源 利用率(WUE)和区 域电网能 源结构 等 信息。 来源 :Facebook Sustainability Report 2019 图 3 Facebook 公司数据中心可持续性统计报告 Facebook2019 年可持续年度 报告, 展 示了 2015 年到2019 年, 年度行业 平均PUE 和其自有 数据中心PUE 的发展趋 势和对 比情况。 相 对于行业 平均PUE1.5,Facebook 数据中 心更加高 效,最 近 五年始终 20 Equinix sustainability report FY2019 来源:F ac ebook.Sus t ainability.R eport.2019 .图.3.F ac ebook 公司数据中心可持续性统计报告 18.G W(吉瓦)是功率单位。1 吉瓦 =10 亿瓦 =1000 兆瓦 =1 百万千瓦。 19.F ac ebook.R ene w able.ener g y.April.2021 20.E quinix.sus t ainability.r eport.FY2019 21.WUE 的单位为 lit er s.per.kWh.IT.lo ad,每千瓦时 IT 设备负载所需水量。 22.p .15,.F ac ebook.sus t ainability.r eport.2019 F a c e b o o k 也在快速推进可再生能源使用 ,大 量签约购买可再生能源 ,已经在全球范围内签订了 超 过 6 GW 18 的可再生能源合同 19 。 在 2020 年, 可 再生能源项目甚至实现了对企业员工远程在家办公 电能消耗的统计覆盖。 数据中心企业 E quinix 在 2019 年全球范围内使 用 超 过 5250 亿 瓦 时 的 可 再 生 能 源,2015 年 到 2019 年可再生能源使用的比例从 34% 提高到 92% 20 。 4. 全球低碳数据中心能源数据信息披露情况 国际上互联网企业数据中心和能源数据信息披 露较为完善,但颗粒度仍有所差异。整体来看 ,国 际企业披露信息一般包括最近几年的数据中心能效 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 6 对柴油发 电机备 用 电源的依 赖并实 现 碳负排放 打下坚 实 的基础。 技术 持续研究 、 测试 和落 地将推动 Microsoft2050 年消除 历史所 有碳排放 目标的实 现。 3. 全 球低碳 数据中心 可再生 能源利用 情况 表 2 全球部分互联网科技企业 100% 可再生能源的目标和进展 数 据整理 :中国 信息通 信研究 院 国 际互 联网企业公 布的可 再 生能源 目标 时间 点 较为 明确, 数 据中 心 企业 也 在加快 可再生 能 源的 应用。Google 、Apple 和 Facebook 分 别在 2017 、2018 和 2020 年完成 运营 体系的 100% 可再生 能源使用 , 包含其数 据中心 基 础设施。Microsoft 和 Amazon 将完全 实现可再 生 能源使用 的目标 节 点定为在 2025 年。 截止 2019 年 Amazon 可再生能 源使用率为 42% ,Microsoft 的数据中心产业可再生能源使用率为 60% ,具体见表2 。 Facebook 也在 快速 推进可 再生 能源 使 用,大 量签 约购 买 可再生 能源,已经在全球范围内签订了超过 6GW 18 的 可再 生能源 合同 19 。在 2020 年 , 可再生 能源 项目 甚至实 现了对 企业 员工远 程在家 办公 电能 消耗的统 计覆盖 。 18 GW (吉瓦)是功率单位。1 吉瓦=10 亿瓦=1000 兆瓦=1 百万千瓦。 19 Facebook Renewable energy April 2021 序号 企业名称 100%可再生能源目标时间 进展情况 1 Google 2017年 已实现 2 Apple Inc 2018年 已实现 3 Facebook 2020年 已实现 4 Microsoft 2025年 60%(2019年数据中心产业) 5 Amazon 2025年 42%(2019年) 6 Adobe 2035年 47.9%(2020年) 7 Digital Reality 长期目标 30%(2019年) 8 Equinix 长期目标 92%(2019年) 表.2.全球部分互联网科技企业 100% 可再生能源的 目标和进展 数据整理:中国信息通信研究院 ( P U E ) 、温室气体排放总量和电力消耗总量 。部 分企业还能提供水资源利用率 ( W U E )和区域电网 能源结构等信息。 F ac ebook2019 年 可 持 续 年 度 报 告, 展 示 了 2 0 1 5 年到 2 0 1 9 年 ,年度行业平均 P U E 和其自有数 据中心 P U E 的发展趋势和对比情况 。相对于行业平 均 PUE1.5,F ac ebook 数 据 中 心 更 加 高 效, 最 近 五 年 始 终 维 持 在 1.1 上 下。 另 外,F ac ebook 在 2012 年就开始监控统计 WUE 指标。 从 2015 年到 2019 年, WUE 21 指标一直维持在 0 . 2 1 到 0 . 2 7 的范围内 ,同 期业界平均 W U E 为 1 . 8 0 。单位负载的用水效率可 以 达 到 行 业 平 均 水平的 6.7 到 8.6 倍,具体见图 3。 22 . 2020 年 9 月,F ac ebook 又 公 布 了 针 对 数 据 中 心的可持续发展数据 ,更加详细的披露了最近五年 用电量 、年度平均 P U E 、可再生能源占比 、年度平 均 W U E 、温室气体排放 (范围 1 / 2 / 3 )等信息 ,还 列出了同期每个数据中心分别的用电量 、温室气体 排放(范围 1/2)和用水量等信息,具体见图 4低碳数据中心发展白皮书 5 数据中心运营商也正逐步完善信息披露 。 E q u i n i x 是当前在数据中心运营商中披露较为完善 的企业之一。 公布了用电量、 可再生能源使用比例、 温室气体排放 (范围 1/2) 、 碳排放强度等, 具体见 图 5 。此外 ,所有新数据中心都基于能源效率进行 .来源:F ac ebook.Sus t ainability.D ata .2019 图.4.F ac ebook 公司数据中心 PUE、温室气体排放等数据 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 8 维持在1.1 上下。 另外,Facebook 在2012 年就开 始监控 统计WUE 指 标 。从 2015 年到2019 年,WUE 21 指标一 直 维持在 0.21 到0.27 的范围 内,同期 业界平均 WUE 为1.80 。单位负 载的用水 效率可 以 达到行业 平均水平的6.7 到8.7 倍,具体 见图3 。 22 来 源:Facebook Sustainability Data 2019 图 4 Facebook 公司数据中心PUE、温室气体排放等数据 2020 年 9 月,Facebook 又公布了针 对 数据中心 的可持 续 发展数 据, 更 加详细 的披 露了最近 五年用 电 量、 年 度平均 PUE、 可再生能 源 占比、年 度平 均 WUE 、温室气体 排放( 范围 1/2/3)等信 息,还列 出 了同期每 个数据 中 心分别的 用电量 、 温室气体 排放 (范 围 1/2)和 用 21 WUE 的单位为 liters per kWh IT load ,每千瓦时 IT 设备负载 所需水量。 22 p.15, Facebook sustainability report 2019 .来源:E quinix.Sus t ainability.r eport.FY2019 图.5.E quinix 电能和温室气体排放统计 低碳数据中心发展白皮书(2021 年) 9 水量等信 息,具 体 见图 4 。 来 源:Equinix Sustainability report FY2019 图 5 Equinix 电能和温室气体排放统计 数 据中 心托 管 企业 也 正逐 步 完 善 信息 披 露 。Equinix 是当前在数 据中心托 管领域 披 露较为完 善的企 业 之一。 公布 了用电 量、 可再生 能 源使用比 例、 温 室 气体排放 (范围 1/2) 、 碳排 放强度 等 , 具体见 图 5 。 此外, 所有新 数 据中心都 基于能 源 效率进行 了精细 规 划, 针对 PUE 指标进行 了区域 差 异化设计。 基于年 平均用电 效率, 将 美洲目标 定在 1.30-1.40,亚太地 区(包括 大洋洲 )1.33-1.43,EMEA 23 1.29-1.42。 24 二、 我国低碳 数据中 心产业发 展现状 23 EMEA 为 Europe, the Middle East and Africa ,代表欧洲、中东 、非洲三地区 24 P61, CLICKING CLEAN: WHO IS WINNING THE RACE TO BUILD A GREEN INTERNET? 23.EMEA 为 Eur ope,.the.Middle.Eas t.and.A fric a,代表欧洲、中东、非洲三地区 24.P61,.CLICKING.CLEAN:.WHO.IS.WINNING.THE.R AC E .TO .BUILD.A.GREEN.INTERNET? 了精细规划, 针对 PUE 指标进行了区域差异化设计。 基于年平均用电效率 ,将美洲目标定在 1 . 3 0 - 1 . 4 0 , 亚 太 地 区( 包 括 大 洋 洲 )1.33-1.43,EMEA 23 1.29- 1.42。 24低碳数据中心发展白皮书 6 二、我国低碳数据中心产业发展现状 (一)我国数据中心绿色低碳政策 1. 国家层面政策 国家发布一系列政策推进数据中心绿色发展。 2 0 1 3 年 ,工信部联合四部委发布 关于数据中心建 设布局的指导意见 ,充分考虑资源环境条件 ,引 导大型数据中心优先在能源相对富集 、气候条件良 好 、自然灾害较少的地区建设 。 2 0 1 9 年 ,工信部联 合国家机关事务管理局 、国家能源局发布 关于加 强绿色数据中心建设的指导意见 , 提出到 2022 年, 数据中心平均能耗基本达到国际先进水平 ,水资源 利用效率和清洁能源应用比例大幅提升 。 2 0 1 9 年 , 工业和信息化部发布 关于组织申报 2019 年度国家 新型工业化产业示范基地的通知 ,明确提出支持 数据中心采用水电、 风电、 太阳能等绿色可再生能源。 国家发布政策引导温室气体排放核查工作规范 发展。2 0 1 3 年 ,国家发展和改革委员会发布 企业 温室气体排放核算方法与报告指南 ,明确了各行 业温室气体的核算边界 、核算方法 、质量保证等 。 2 0 1 7 年 1 2 月 ,国家发展和改革委员会发布 关于 做好 2 0 1 6 、 2 0 1 7 年度碳排放报告与核查及排放检 测计划制定工作的通知制定企业碳排放补充数据 核算报告模板 、企业排放监测计划模板 。 2 0 2 0 年 12 月, 生态环境部发布 企业温室气体核查指南 (试 行 ) (征求意见稿) 对企业温室气体排放的核查 工作进行规范 ,明确了核查程序 、核查要点 、核查 工作流程、技术服务机构要求等。 我国积极开展碳排放权交易试点工作,持续推 进碳排放权交易市场建设。 2011 年 10 月, 国 家 发 展和改革委员会发布 国家发展改革委办公厅关于 开展碳排放权交易试点工作的通知 ,批准在 7 个 省市开展碳排放权交易试点工作 。 2 0 1 5 年 1 月 ,国 家发展和改革委员会发布 碳排放权交易管理暂行 办法 ,明确了我国统一碳排放权交易市场的基本 框架 。 2 0 2 0 年 1 2 月 ,生态环境部发布 碳排放权 交易管理办法 (试行) , 对碳排放配额分配和清缴, 碳排放权登记 、交易 、结算 ,温室气体排放报告与 核查等活动做出规定。 2. 地方层面政策 地方政府出台政策引导数据中心绿色发展。 2 0 1 8 年 ,北京市更新 北京市新增产业的禁止和限 制目录 , 城六区禁止所有新建和扩建数据中心项目, 其他区域禁止建设 , P U E 在 1 . 4 以下的云计算数据 中心除外 。 2 0 2 1 年 ,北京市发布 北京市数据中心 统筹发展实施方案 (2021-2023 年) , 提出以集约化、 绿色化 、智能化为目标 ,打造世界领先的高端数据 中心发展集群 。上海市发布 上海市推进新一代信 息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三 年 行 动 计 划(20182020 年 ) 和 上 海 市 数 据 中 心建设导则 ( 2 0 2 1 ) 等政策 ,指出要严格控制新 建数据中心 ,确有必要建设的必须确保绿色节能 。 深圳市发布 深圳市发展和改革委员会关于数据中 心节能审查有关事项的通知 ,指出建立完善能源 管理体系 ,对于 P U E 值低于 1 . 2 5 的数据中心优先 支持 。广东省发布 广东省 5 G 基站和数据中心总 体 布 局 规 划(2021-2025 年 ), 指 出 优 先 规 划 布 局绿色数据中心 ,各地市有序推进数据中心建设 , 先提高上架率,后扩容与新增。 各试点城市围绕碳排放核查陆续出台了相关政 策规定。北京市要求重点排放单位或用能报告单位 建立重点能源消耗活动水平数据和排放因子定期测 量检测机制 ,编制二氧化碳排放年度报告 。上海市低碳数据中心发展白皮书 7 要求二氧化碳年排放量超 1 万吨的企业实行碳排放 报告制度 。深圳要求控排企业必须量化并提交上一 年度温室气体排放情况。 地方政府发布碳市场相关政策,为市场交易主 体明确交易配额。在市场交易主体的确定和准入方 面 ,各试点城市和地区均以二氧化碳的年排放量为 标准 (湖北除外 ) ,湖北 、重庆 、广东还以能耗作 为标准 。从配额分配方式看 ,北京根据企业的历史 能源消耗量分配配额 。广东省对控排企业使用基准 法或历史法计算各部分配额 。上海的准入行业中电 力 、航空 、机场 、港口采用基准线法分配配额 。深 圳对电力 、供水 、燃气行业按照基准线方法分配 , 依据价值量碳强度指标确定制造业的交易配额。 (二)我国绿色低碳数据中心发展现状 1. 我国低碳数据中心绿色发展情况 我国数据中心能效水平不断提高,部分优秀绿 色数据中心案例已全球领先。 截 至 2019 年 年 底, 全国超大型数据中心平均 P U E 为 1 . 4 6 ,大型数据 中心平均 P U E 为 1 . 5 5 ;规划在建数据中心平均设计 P U E 为 1 . 4 1 左右 ,超大型 、大型数据中心平均设计 P U E 分别为 1 . 3 6 、 1 . 3 9 ,预计未来几年仍将进一步 降低 。从绿色技术来看 ,国内数据中心不断创新绿 色节能新应用 ,多个数据中心获得开放数据中心委 员会 (ODC C) 与绿色网格 (T GGC) 联合开展的 “数 据中心绿色等级评估” A A A A A 等级 。如 2 0 1 9 年 , 字节跳动官厅湖大数据产业基地一期大规模应用了 间接蒸发冷却技术,年均运行 PUE 达到 1.17。 2. 我国数据中心碳减排目标与路线图设立情况 头部互联网企业纷纷启动碳中和目标和碳减排 路线图规划,践行碳中和战略。 2020 年 底, 秦 淮 数 据集团提出计划在 2 0 2 3 年实现中国运营范围内所 有新一代超大规模数据中心 1 0 0 % 采用 “可再生综 合能源解决方案” ,直接参与投资不少于 2 G W 的清 洁能源 。蚂蚁集团承诺 2 0 3 0 年实现净零排放 ,并 提出积极稳妥推进绿色投资 ,推动供应链减排 、积 极采用液冷等新技术 ,加强温室气体排放控制科学 管理等具体实施路径 。 2 0 2 0 年 1 2 月 ,腾
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