數據中心巨量余熱被白白浪費 多種因素導致回收難

來源:互聯網 2021-06-21 10:59中投網 A-A+

  發一條朋友圈要用多少電?從我們點擊發送的那一刻起,圖文就被迅速傳輸至某個數據中心,那些閃著藍光、層層堆疊的服務器全年無休進行運算,電量基本消耗在了這里。我國數據中心已成為名副其實的“耗能大戶”,其年用電量占到全社會用電量的2%左右,耗電量連續8年以超過12%的速度增長。

  電腦用久了會發燙,數據中心數以千億計的芯片晝夜不停一起“開工”也會產生大量余熱。近日,在走訪調研中了解到,我國相當一部分數據中心運行過程中產生的余熱大多被直排,其溫度可致周圍百米寸草不生。數據中心余熱利用節能環保、市場廣闊,為何鮮有運行案例?

  數據中心余熱直排浪費嚴重

  中國電子節能技術協會數據中心節能技術委員會秘書長呂天文指出,2020年,數據中心總耗電量1600-1800億千瓦時。注意到,世界裝機規模最大水電站--三峽水電站2020年的發電量為1118億千瓦時。換言之,2020年數據中心耗電量約等于三峽水電站年發電量的1倍多。

  與驚人耗電量相伴的是其運行過程中產生的大量余熱。中國建筑設計研究院智能工程中心副總工程師勞逸民稱,以我國數據中心耗電量為1600億千瓦時測算,其中可有效利用178.76億千瓦時電力消耗產生的余熱。“如果這些余熱被完全利用,按照北京市相關建筑能耗標椎,可滿足北京市2.56億平方米的采暖用熱。”

  然而這些余熱未能“變廢為寶”。據中國電子信息產業發展研究院統計,我國大約有8萬座數據中心,相當大一部分數據中心將其產生的余熱直排,浪費巨大。

  中國通信服務股份有限公司高級工程師楊軍指出,目前,我國數據中心余熱回收應用案例僅有阿里巴巴千島湖數據中心、騰訊天津數據中心和中國電信重慶云計算基地等寥寥數家企業。“數據中心余熱利用的顯著意義在于節能。以騰訊天津數據中心為例,其提取園區1/40熱量即可滿足辦公樓采暖需求,每年可節省采暖費50余萬元,減少能耗標煤量達1620.87噸,相當于減少約4000噸二氧化碳排放。”

  據國網能源研究院預測,到2030年我國數據中心用電量將突破4000億千瓦時,占全社會用電量的比重為3.7%。數據中心能耗與日俱增,屆時余熱排放量也將水漲船高。

  多種因素導致余熱難回收

  市場廣闊、節能環保,為何余熱回收的案例屈指可數?勞逸民指出,數據中心像電爐子但又與電爐子不同,相同點是都會產生熱量,不同點是產熱是電爐子的主業,而對數據中心而言是需要額外付出的代價。

  經濟性成為擺在數據中心余熱利用面前的第一道坎。楊軍指出,余熱利用投資回收期一般在5年以上,調研中發現多數業主表示其可承受的節能技改投資回收期在18個月左右。同時,安裝余熱利用設施需要企業部分停工停產、延長項目交付時間,直接影響其經濟效益。

  在楊軍看來,數據中心余熱回收最大的難點在于“給誰用”。“數據中心附近是否有消納點,如賓館、學校、醫院、居民小區等?而大型數據中心大多建在人口非密集地區。其次,即使數據中心附近有消納場景,溝通協調、鋪設管道等環節需要各類審批手續,運營手續復雜。”

  如若消納場所確定、手續辦理齊全,用戶會選擇數據中心的供熱嗎?呂天文指出,數據中心建設周期長且上柜率周期更長,初期熱回收不具規模。再者,數據中心大多為民營企業,經營存在一定市場風險。如果企業經營不善瀕臨破產,難以為繼的居民供熱也就成了民生問題。因此,能否滿足供熱需求,用戶也心存疑慮。

  勞逸民指出,安全問題也不容忽視。“一些重點保障性需求的數據中心,比如金融交易系統,其安全性需求高于節能性需求。如果增加數據中心的節能組件,理論上出現故障的可能性也會提高,故障損失足以抵消長期節能帶來的收益。”

  有需求沒市場,多重因素導致數據中心業主余熱回收動力不足。喜德深德云計算科技有限責任公司總經理白旭稱,碳排放有明確政策約束,但排熱沒有相關政策約束。“目前國內尚未出臺數據中心余熱利用設計、設備及運維標準,數據中心余熱利用的質量和規格也參差不齊,客觀上進一步增加了推廣難度。”

  因地制宜避免“一刀切”

  從投資收益、安全運維方面來看,數據中心余熱利用難點不少,但這并非“無解題”。

  “目前我國綠色數據中心的建設和實施處于發展初期,缺乏節能建設相關工程經驗和完善方法理論。這種情況下,需要完善標準體系及鼓勵技術研發,推動技術成熟,建立余熱利用示范推廣中心,制定技術推廣路線圖和實施方案,組織開展現場推廣活動,搭建節能技術產品供需對接橋梁。”楊軍說。

  同時,楊軍指出,數據中心余熱利用要因地制宜,避免盲目投資。“隨著數據中心規模越來越大、能耗越來越高,在碳達峰、碳中和目標約束下,數據中心節能越來越重要。節能技術的應用,最佳方案是'圖紙'階段就開始規劃。建議各地區按照數據中心自身的條件,因地制宜開展研究,避免盲目投資。”

  勞逸民建議,在制定政策的時候充分考慮不同因素的影響,盡量避免“一刀切”。“針對小型數據中心,應當以節能為目標;大型和超大型數據中心應當在節能的基礎上增加余熱利用的碳中和要求。對于經營性數據中心,市場的經濟杠桿是最好的調節手段。從企業內部,需要將負責安全運行人員的效益與節能效益相結合,才能進一步提升節能減排的積極性。”

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