APC UPS电源-未来数据中心的能源趋势三种概括

APC UPS电源-未来数据中心的能源趋势三种概括

目前，全球数据中心每年消耗约200TWh的电力，约占全球用电量的1%。但是，近年来，数据中心行业在提高能效方面取得了很大进步，数据中心能耗趋于稳定，在实现稳定能耗的同时，满足了客户大幅增长的服务需求。

　　施耐德电源是数据中心电源领域的关键专家。其产品和（APCUPS电源）电源解决方案服务于中国和世界上数百个领先的数据中心。基于我在数据中心行业的专业经验，我对数据中心行业，尤其是能源趋势有自己的看法。

　　全球数据中心能耗趋势

　　环保意识的增强促使人们关注零碳排放

　　从航空公司到数据中心，越来越多的行业开始注重减少碳排放和零碳排放。数据中心在使用200TWh电能的过程中，会产生大量的碳排放。这是因为数据中心仍然采用以化学燃料为主的全球发电模式。

　　数据中心行业中最流行的两种零碳排放方式是直接使用可再生能源和使用可再生能源信用(RECs)。

　　可再生能源的直接使用：大多数数据中心由可再生能源供电，如地热、水力、太阳能和风能。虽然更有利于环保，但由于可再生能源的不稳定性，数据中心运营商一般选择现有的清洁能源电厂(我国多采用商业用电)供电，在某些情况下也选择储备能源来应对这一挑战。

　　可再生能源信用的使用：在这种情况下，数据中心运营商购买可再生能源和相关的可再生能源信用。当可再生能源发电站点远离数据中心时，运营商将可再生能源转售给电网，并使用可再生能源信用额度来抵消其碳排放。这是整个数据中心行业的普遍做法，也是Google成为全球可再生能源企业最大买家的主要原因。这种方法的优点是，即使数据中心不一定使用可再生能源，它仍然可以使用可再生能源供应商来获得客户对新项目的投资。换句话说，这种方法可以向电网输送越来越多的可再生能源，供每个人使用。

　　各种能量

　　这两种方式有望在数据中心行业的零碳排放道路上共存。

　　增加现场发电

　　数据中心通常使用电网作为主要电源。虽然向电网供电更加方便，但数据中心的不断扩大可能会给现有的电网基础设施带来额外的压力，导致电网的不稳定。在某些领域，数据中心的增长和能源需求可能超过电网基础设施的容量和投资。为了应对这些挑战，一些数据中心运营商将部署现场发电设备。光伏阵列、天然气发电机组和燃料电池是现场发电的常见能源。这些能源被称为分布式能源(DER)，可以与电网联合运行，也可以与商业电力分开运行(称为孤岛运行)。固态储能可以集成到微电网中，以增强独立于商用电源的独立运行能力。

　　现场发电允许数据中心运营商在清洁能源充足时使用清洁能源，在清洁能源不足时补充其他能源。此功能有助于实现可持续发展目标，同时保持数据中心的可靠电力服务。

　　提高能效

　　数据中心为提高能效提供了绝佳的机会。近年来，数据中心设施和能源专业人员正在充分利用其优势，从信息技术和非信息技术基础设施两方面提高能效。

　　信息技术基础设施：历史上，数据中心通过提高单个信息技术设备的利用率和虚拟化服务器来提高信息技术基础设施的能效。

　　融合基础设施和超融合基础设施有望引领数据中心能效的提高。简单来说，CI是由存储和计算设备组成的独立功能单元产品；HCI依靠一个软件来结合计算、存储和网络连接功能。两种技术和两种方法的结合可以实现更灵活的架构，这有助于提高能效。为了在数据中心应用该技术获得相同的计算结果，可以使用更少的服务器、存储和网络设备。

　　非IT基础设施：用电效率(PUE)是数据中心总能耗与计算设备能耗之比，是衡量数据中心能效的常用指标。行业(美国)平均PUE从2007年的2.5上升到2019年的1.67(中国标准为1.1-1.5)，这清楚地表明非IT基础设施、供暖、制冷和照明对数据中心能耗的贡献正在缩小。

　　展望未来

　　冷却系统的改善将成为非IT基础设施能效提升的中心。自然冷却，即使用周围的冷空气或来自附近冷冻水源的冷却设施，将影响数据中心的位置。

　　数据中心每个部分的功耗

　　此外，日益突出的液冷技术将影响数据中心冷却系统的设计。同时，在IT基础设施方面，对在较高环境温度下运行的IT设备的需求不断增加，这将降低单位计算能力的冷却需求。