数据中心能源管理：向可再生能源过渡

　　过去几年，全球新冠疫情大流行带来了快速的数字化转型，我们在网上度过的时间比以往任何时候都多，数据中心是这一数字化转型的核心。但是，尽管数据中心极大地造福了我们的生活，但它们也消耗了大量的电力。鉴于发电排放在气候变化中的作用，从而使得数据中心碳排放成为一个关键问题。

　　那么我们如何解决这个问题呢?数据中心所有者可以使用哪些方案来减少对气候的影响?数据中心用电

　　据估计，数据中心消耗的电力约占全球用电量的1%。全球数据中心的消耗量估计超过200TWh，消耗的电量超过波兰一个国家的总消耗量。

　　然而，数据中心在过去十年中在能源效率方面取得了巨大进步。在最近的一项研究中，研究者估计2018年数据中心用电量比2010年增长了6%。而同期全球数据中心计算实例增长了550%。对于该行业来说，这是一个巨大的成功故事。

　　资料来源：全球数据中心能源使用估算 减少影响的效率实践

　　数据中心通常使用标准的效率指标，即电源使用效率 (PUE)。数据中心PUE通过比较所需的建筑总功率与运行计算设备所需的功率来深入了解其能源效率。根据Uptime Institute的调查，平均PUE在过去十年中从 ~2.0 下降到 ~1.6。目前，Google 的数据中心运行效率最高，PUE 约为 1.1。

　　资料来源：Uptime Institute 2020 年全球数据中心调查

　　PUE 在过去十年中的进步是由于以下原因。 优先考虑在较凉爽地区(即冰岛和挪威)建立的数据中心 自由冷却作为一种冷却机制，可以避免使用昂贵的电动冷水机组 在配电/变压器/UPS/照明中使用更高效的设备 现有数据中心的设计改进 - 热/冷通道气流遏制 更好的冷却和温度控制 使用机器学习和人工智能优化系统 数据中心清洁能源领导者

　　提高能源效率并不是减少数据中心对气候影响的唯一途径。可再生能源采购是该行业用于减少甚至消除范围 2 排放的另一项关键策略，范围2排放占该业务的最大份额。对于尚未购买可再生电力的数据中心，有多种购买可再生能源的选择。其中包括签署虚拟或实体企业购电协议、现场发电、绿色关税和可再生能源证书。

　　在过去十年中，数据中心行业一直是可再生能源采购的核心驱动力。2020 年，科技巨头亚马逊、谷歌和 Facebook 跻身清洁能源十大买家之列。这三者都有重要的数据中心运营。

　　资料来源：FDI 情报/可再生能源买家联盟 (REBA)

　　托管公司也一直活跃在可再生能源领域，Iron Mountain等行业参与者可以提供灵感来源。 跟踪数据中心的 24/7 可再生能源之旅

　　对于已经购买可再生能源的数据中心，现在有机会让采购更上一层楼。谷歌、微软和Iron Mountain等行业参与者可以提供灵感来源。这些市场领导者计划从每年100%可再生能源过渡到每小时100%可再生能源。这些参与者采用了这种策略，因为人们认为每年进行匹配不足以实现电网完全脱碳的目标。

　　资料来源：谷歌 - 到 2030 年全天候使用无碳能源运营 全天候可再生能源

　　在他们的白皮书中，谷歌制定了实现24/7小时可再生能源的战略。他们强调了一些可以用来实现这一战略的创新方法。 多技术购电协议 (PPA)

　　需要混合可再生能源采购方案。例如，太阳能光伏发电不会在夜间发电，因此夜间需要备用可再生能源。这意味着潜在的24/7电源可以包括太阳能光伏、风能、水力和生物能的混合，以实现高比例的每小时可再生能源匹配。谷歌估计，通过其位于智利的一个数据中心混合使用太阳能和风能，它可以实现超过90%的每小时匹配率。 储能

　　即使混合使用可再生能源，也很难始终实现100%的可再生能源。将需要某些形式的能量存储。可以通过锂离子或液流电池提供短期能量存储。Power-to-X 解决方案可以提供更长期的存储。绿色氢是一种Power-to-X燃料，可用于在燃料电池或氢涡轮机中产生清洁能源。这种可再生能源可以帮助填补间歇性风能和太阳能造成的电力缺口。 碳智能负荷转移

　　碳智能负荷转移也可以在24/7可再生能源中发挥作用。通过这种方法，具有负载灵活性的公司将他们的用电量转移到电网碳系数较低的小时数。

　　例如，加利福尼亚电网主要由正午太阳能发电主导。这意味着这些时间的碳系数通常比夜间低。通过将电力消耗转移到更低的碳小时，企业将对碳排放产生积极影响并支持电网的运行。