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“耗能大户”数据中心巨量余热被白白浪费

北极星售电网  来源:中国能源报  作者:赵紫原  2021/6/16 8:41:59  我要投稿  
所属频道: 能源服务   关键词: 用电量 全社会用电量 碳中和

北极星售电网讯:发一条朋友圈要用多少电?从我们点击发送的那一刻起,图文就被迅速传输至某个数据中心,那些闪着蓝光、层层堆叠的服务器全年无休进行运算,电量基本消耗在了这里。我国数据中心已成为名副其实的“耗能大户”,其年用电量占到全社会用电量的2%左右,耗电量连续8年以超过12%的速度增长。

电脑用久了会发烫,数据中心数以千亿计的芯片昼夜不停一起“开工”也会产生大量余热。近日,记者在走访调研中了解到,我国相当一部分数据中心运行过程中产生的余热大多被直排,其温度可致周围百米寸草不生。数据中心余热利用节能环保、市场广阔,为何鲜有运行案例?

数据中心余热直排浪费严重

中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会秘书长吕天文指出,2020年,数据中心总耗电量1600-1800亿千瓦时。记者注意到,世界装机规模最大水电站——三峡水电站2020年的发电量为1118亿千瓦时。换言之,2020年数据中心耗电量约等于三峡水电站年发电量的1倍多。

与惊人耗电量相伴的是其运行过程中产生的大量余热。中国建筑设计研究院智能工程中心副总工程师劳逸民告诉记者,以我国数据中心耗电量为1600亿千瓦时测算,其中可有效利用178.76亿千瓦时电力消耗产生的余热。“如果这些余热被完全利用,按照北京市相关建筑能耗标椎,可满足北京市2.56亿平方米的采暖用热。”

然而这些余热未能“变废为宝”。据中国电子信息产业发展研究院统计,我国大约有8万座数据中心,相当大一部分数据中心将其产生的余热直排,浪费巨大。

中国通信服务股份有限公司高级工程师杨军指出,目前,我国数据中心余热回收应用案例仅有阿里巴巴千岛湖数据中心、腾讯天津数据中心和中国电信重庆云计算基地等寥寥数家企业。“数据中心余热利用的显著意义在于节能。以腾讯天津数据中心为例,其提取园区1/40热量即可满足办公楼采暖需求,每年可节省采暖费50余万元,减少能耗标煤量达1620.87吨,相当于减少约4000吨二氧化碳排放。”

据国网能源研究院预测,到2030年我国数据中心用电量将突破4000亿千瓦时,占全社会用电量的比重为3.7%。数据中心能耗与日俱增,届时余热排放量也将水涨船高。

多种因素导致余热难回收

市场广阔、节能环保,为何余热回收的案例屈指可数?劳逸民指出,数据中心像电炉子但又与电炉子不同,相同点是都会产生热量,不同点是产热是电炉子的主业,而对数据中心而言是需要额外付出的代价。

经济性成为摆在数据中心余热利用面前的第一道坎。杨军指出,余热利用投资回收期一般在5年以上,调研中发现多数业主表示其可承受的节能技改投资回收期在18个月左右。同时,安装余热利用设施需要企业部分停工停产、延长项目交付时间,直接影响其经济效益。

在杨军看来,数据中心余热回收最大的难点在于“给谁用”。“数据中心附近是否有消纳点,如宾馆、学校、医院、居民小区等?而大型数据中心大多建在人口非密集地区。其次,即使数据中心附近有消纳场景,沟通协调、铺设管道等环节需要各类审批手续,运营手续复杂。”

如若消纳场所确定、手续办理齐全,用户会选择数据中心的供热吗?吕天文指出,数据中心建设周期长且上柜率周期更长,初期热回收不具规模。再者,数据中心大多为民营企业,经营存在一定市场风险。如果企业经营不善濒临破产,难以为继的居民供热也就成了民生问题。因此,能否满足供热需求,用户也心存疑虑。

劳逸民指出,安全问题也不容忽视。“一些重点保障性需求的数据中心,比如金融交易系统,其安全性需求高于节能性需求。如果增加数据中心的节能组件,理论上出现故障的可能性也会提高,故障损失足以抵消长期节能带来的收益。”

有需求没市场,多重因素导致数据中心业主余热回收动力不足。喜德深德云计算科技有限责任公司总经理白旭告诉记者,碳排放有明确政策约束,但排热没有相关政策约束。“目前国内尚未出台数据中心余热利用设计、设备及运维标准,数据中心余热利用的质量和规格也参差不齐,客观上进一步增加了推广难度。”

因地制宜避免“一刀切”

从投资收益、安全运维方面来看,数据中心余热利用难点不少,但这并非“无解题”。

“目前我国绿色数据中心的建设和实施处于发展初期,缺乏节能建设相关工程经验和完善方法理论。这种情况下,需要完善标准体系及鼓励技术研发,推动技术成熟,建立余热利用示范推广中心,制定技术推广路线图和实施方案,组织开展现场推广活动,搭建节能技术产品供需对接桥梁。”杨军说。

同时,杨军指出,数据中心余热利用要因地制宜,避免盲目投资。“随着数据中心规模越来越大、能耗越来越高,在碳达峰、碳中和目标约束下,数据中心节能越来越重要。节能技术的应用,最佳方案是‘图纸’阶段就开始规划。建议各地区按照数据中心自身的条件,因地制宜开展研究,避免盲目投资。”

劳逸民建议,在制定政策的时候充分考虑不同因素的影响,尽量避免“一刀切”。“针对小型数据中心,应当以节能为目标;大型和超大型数据中心应当在节能的基础上增加余热利用的碳中和要求。对于经营性数据中心,市场的经济杠杆是最好的调节手段。从企业内部,需要将负责安全运行人员的效益与节能效益相结合,才能进一步提升节能减排的积极性。”

原标题:数据中心巨量余热被白白浪费

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