在第二十三屆中國國際高新技術(shù)成果交易會智慧城市展區(qū)，觀眾在了解華為智能網(wǎng)聯(lián)。新華社記者 梁 旭攝
工作人員在位于貴州貴安新區(qū)的中國移動貴州數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)巡檢。新華社記者 歐東衢攝
數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)中心、5G建設強勁發(fā)展的同時，其高耗能問題也日益凸顯。作為支撐未來經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略資源和公共基礎設施，數(shù)據(jù)中心、5G建設也是關(guān)系新型基礎設施節(jié)能降耗的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
特別是在“雙碳”目標之下，以數(shù)據(jù)中心、5G建設為代表的新基建，必須要成為加速綠色化進程的先鋒。
要數(shù)據(jù)也要環(huán)境
在數(shù)字化浪潮席卷之下，數(shù)據(jù)中心走向規(guī)?；?，成為蒸蒸日上的產(chǎn)業(yè)。人們將其在當今經(jīng)濟社會中的重要作用，比作承載著經(jīng)濟社會“數(shù)據(jù)呼吸”與“計算吞吐”的“數(shù)據(jù)心臟”。
然而，它所帶來的問題也令人瞠目。中國信息通信研究院和開放數(shù)據(jù)中心委員會發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心白皮書》顯示，數(shù)據(jù)中心總體耗電量較高。微觀層面，一個超大型數(shù)據(jù)中心每年的耗電量超億千瓦時；宏觀層面，根據(jù)2020年初《Science》刊登的文章《重新校準全球數(shù)據(jù)中心能耗估算》，2018年全球數(shù)據(jù)中心的耗電規(guī)模達到全球總用電量的1%。
華為數(shù)字能源中國區(qū)副總裁、華為數(shù)據(jù)中心能源軍團中國區(qū)CEO胡春池告訴記者，從我國公開的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，不同機構(gòu)的統(tǒng)計口徑雖略有不同，但基本上整個數(shù)據(jù)中心用電量是全社會耗電量的1.5%左右。
5G建設的高耗能同樣不容忽視。在華為舉辦的“綠色π”活動上，能源研究領(lǐng)域?qū)＜曳窒淼臄?shù)據(jù)顯示，一個5G基站的能耗是傳統(tǒng)4G基站的3倍左右。同時，由于信號傳輸距離縮短，基站覆蓋面積變小，5G基站數(shù)量約為4G基站數(shù)量2倍以上才能達到相同覆蓋范圍。據(jù)統(tǒng)計，三大運營商移動基站總電費每年高達200億元左右。
而數(shù)據(jù)中心、5G建設從高增長到平穩(wěn)期還需數(shù)年。根據(jù)華為發(fā)布的《數(shù)字能源目標網(wǎng)助力運營商加速碳中和白皮書》，以某運營商為例，根據(jù)未來5年5G建設計劃預測，以其傳統(tǒng)方式建設站點將帶來34%的運營成本增長，其中電費是主要增長因素。同樣，電費在數(shù)據(jù)中心10年發(fā)展總擁有成本中占比超過60%，成為數(shù)據(jù)中心盈利的關(guān)鍵因素。
要節(jié)能還要賦能
解決以數(shù)據(jù)中心、5G建設為代表的新基建高耗能問題，成為政府、業(yè)界共同發(fā)力的方向。
當前，北京、上海、深圳等城市紛紛出臺低電能利用效率（PUE）標準，降低數(shù)據(jù)中心能耗。
國家層面相關(guān)政策陸續(xù)出臺。去年7月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年）》，提出深化新型數(shù)據(jù)中心綠色設計、施工、采購與運營管理，全面提高資源利用效率。支持采用合同能源管理等方式，對高耗低效的數(shù)據(jù)中心加快整合與改造。新建大型及以上數(shù)據(jù)中心達到綠色數(shù)據(jù)中心要求，綠色低碳等級達到4A級以上。
不久前，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等聯(lián)合印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》，提出到2025年，數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。數(shù)據(jù)中心運行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上。
華為無線網(wǎng)絡產(chǎn)品線SRAN領(lǐng)域副總裁段浩介紹，華為將在設備高集成化、站點極簡化、網(wǎng)絡智能化、全生命周期環(huán)?；?個方向持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建5G全綠色網(wǎng)絡，支撐網(wǎng)絡能效提升。
技術(shù)創(chuàng)新是華為應對可持續(xù)發(fā)展訴求的殺手锏。胡春池介紹，華為在智能微模塊解決方案、綠色方案、電力模塊方案、安全方案、數(shù)字化方案等方面的創(chuàng)新，都是沿著工程產(chǎn)品化、產(chǎn)品模塊化、模塊智能化、數(shù)據(jù)中心低碳化方向發(fā)展，目標是構(gòu)建更智能、更低碳的數(shù)據(jù)中心。
“比如，原來建設模式下的傳統(tǒng)機房PUE高，節(jié)能效果差。通過我們的智能微模塊方案，可把原來傳統(tǒng)、雜亂的數(shù)據(jù)機房打造成一個節(jié)能、高集成度設計、遠程可監(jiān)控的數(shù)據(jù)中心。將傳統(tǒng)PUE大于3.0的機房降到1.3以內(nèi)。”胡春池說。“再比如，智能鋰電是當下創(chuàng)新熱點，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房采用的鉛酸電池體積大、量重、壽命短。而我們采用智能鋰電技術(shù)來做這個系統(tǒng)，能量密度提升了3倍以上，占用不到30%的空間資源。”
胡春池介紹，AI技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的部署，可降低能耗8%左右。“數(shù)據(jù)中心通過AI技術(shù)自動調(diào)優(yōu)，類似于辦公室中人走了自動關(guān)燈，空調(diào)根據(jù)人員流動自動調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)中心根據(jù)外界溫度、IT制冷需求，調(diào)節(jié)不同的參數(shù)，實現(xiàn)更節(jié)能。”
就新型基礎設施建設的碳排放影響，生態(tài)環(huán)境部國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心戰(zhàn)略規(guī)劃部主任柴麒敏指出，在需求驅(qū)動視角下，新型基礎設施建設將帶來明顯的增耗效應。而在技術(shù)創(chuàng)新視角下，新型基礎設施建設將帶來顯著的減排效益。有研究表明，5G技術(shù)單位數(shù)據(jù)傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機、物聯(lián)網(wǎng)等終端設備的電池消耗。
綠色新基建已在路上
“既要節(jié)能的新基建，也要新基建的節(jié)能。”這是“綠色π”活動上專家們的共識。
柴麒敏認為，綜合考慮增耗和減排的直接及間接效應，“十四五”期間，新基建每年平均將增加二氧化碳排放約7300萬噸。長期看，信息技術(shù)和能源技術(shù)“雙重革命”的疊加效應會進一步顯現(xiàn)，新型基礎設施對行業(yè)智能化升級改造、綠色化要素協(xié)同的減排效益將充分發(fā)揮。
全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)的報告指出，在歐洲和北美，移動通信技術(shù)對社會節(jié)能減排的貢獻在2019年達到1∶10，這意味著移動通信每消耗1千瓦時電的同時，降低社會用電達到10千瓦時。GSMA認為，這一數(shù)字將在2025年達到1∶20。
廣東省第二人民醫(yī)院數(shù)據(jù)中心采用了華為全新的FusionModule2000智能微模塊，通過模塊化的設計和工廠預制，數(shù)據(jù)中心建設周期縮短50%。此外，采用iCooling等技術(shù)后將PUE值從2.0降低至1.5以下。改造后的數(shù)據(jù)中心，每天節(jié)省的電量相當于一個普通病房兩年的用電量，目前醫(yī)院能耗已下降到原先的70%。
人們欣喜地發(fā)現(xiàn)，伴隨綠色節(jié)能新應用的實施，像廣東省第二人民醫(yī)院數(shù)據(jù)中心綠色化技術(shù)迭代的例子越來越多。
柴麒敏表示，“雙碳”目標下，新基建高質(zhì)量實施“雙碳”戰(zhàn)略還有很多事情要做。為此，他建議，要提前布局轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，搶占全球零碳產(chǎn)業(yè)新賽道。加強頂層設計，強化新型基礎設施的綠色低碳導向，有效應對基礎設施碳排放鎖定效應和擱置資產(chǎn)風險。同時，引領(lǐng)資本流向，發(fā)揮公共投資的綠色低碳撬動作用。此外，應該出臺扶持政策，實施綠色新型基礎設施激勵計劃，提供新基建碳中和綜合解決方案等。
