中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。
1.雙碳北京使數(shù)據(jù)中心余熱回收成為趨勢
2020年的中央經(jīng)濟工作會議把“做好碳達峰、碳中和工作”作為八大重點任務之一,明確大力發(fā)展新能源。在中國雙碳大背景下,數(shù)據(jù)中心亟需順應這一發(fā)展趨勢,降低碳排放,逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳中和的目標。在2021年1月21日北京市經(jīng)信局發(fā)布《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實施方案(2021-2023年)》(征求意見稿),其中重點任務提到,鼓勵數(shù)據(jù)中心進行熱源利用。鼓勵數(shù)據(jù)中心采用余熱回收利用措施,為周邊建筑提供熱源,提高能源再利用效率。
2.數(shù)據(jù)中心是熱量生產(chǎn)大戶
數(shù)據(jù)中心作為互聯(lián)網(wǎng)的大腦和跳動的心臟,正在消耗大量能量。數(shù)據(jù)中心通過散熱系統(tǒng)將服務器產(chǎn)生的大量余熱排出,耗能巨大。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)中心消耗的電能中有近90%會轉化為熱能。目前多數(shù)數(shù)據(jù)中心基本沒有利用這種熱量。實際上如果利用得當,它可以成為非常寶貴的資源。
3.數(shù)據(jù)中心余熱回收案例
目前,國內已有部分數(shù)據(jù)中心開展余熱回收利用的相關嘗試,主要集中利用數(shù)據(jù)中心余熱為相關辦公區(qū)供暖。例如騰訊,阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心等。以騰訊天津數(shù)據(jù)中心為例,騰訊開展的余熱回收利用項目利用DC1棟機房冷凍水余熱二次提溫替代市政供熱,節(jié)省采暖費用的同時降低冷卻水系統(tǒng)耗電量,且進一步增強機房冷卻效果,減少煤炭或天然氣能源的消耗。其提取園區(qū)1/40熱量即可滿足辦公樓采暖需求,每年可節(jié)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,碳排放當量約為種植22萬棵大樹,年節(jié)能量達461.62噸,總節(jié)能率達28.48%。有效減少地球不可再生能源的消耗”
除了為就近設施供暖之外,國外一些數(shù)據(jù)中心進行了有趣的熱回收實踐。瑞士IBM利用數(shù)據(jù)中心余熱來加熱當?shù)氐挠斡境?。亞馬遜數(shù)據(jù)中心將余熱利用到西雅圖市中心的商務圈項目中。巴黎電信數(shù)據(jù)中心利用余熱為現(xiàn)場的氣候植物園供暖,該植物園用來模擬未來法國盛行的氣候條件。加拿大某一數(shù)據(jù)中心將余熱輸送售賣到附近一家制作報紙的工廠,使得報紙公司重新利用數(shù)據(jù)中心余熱提高自己的能源效率,降低生產(chǎn)成本。還有一些有趣的嘗試例如鍋爐給水預熱、生產(chǎn)冷卻,吸附制冷、海水淡化、食品生產(chǎn)、轉換為電能等等。
4.現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中心余熱難回收的因素
很早就有人注意到數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)熱巨大,但為什么遲遲沒有大規(guī)模普及數(shù)據(jù)中心的余熱回收?宏觀分析有以下原因:首先,是數(shù)據(jù)中心釋放的空氣、水的溫度難以直接使用,需要額外增加系統(tǒng)和相關管道設施,增加額外的造價。其二,生產(chǎn)者和消費者的問題。數(shù)據(jù)中心生產(chǎn)的熱能需要售賣給何方。數(shù)據(jù)中心的能量密度是辦公室空間的30-50倍,因此,如果你想要利用數(shù)據(jù)中心余熱來提升辦公室溫度,那么數(shù)據(jù)中心就必須相當小或者辦公室空間足夠大。一個典型的數(shù)據(jù)中心通常全天候都會在相對穩(wěn)定的負荷條件下運行,如果熱量負荷無法持續(xù)的吸收輸出的熱量,那么回收的熱量還是會散發(fā)掉。因此在考慮數(shù)據(jù)中心建設選址的時候就需要考慮周邊相關的熱量隱性消費者。需要一個全年都需要余熱的應用場景,將浪費的資源轉化為收入和碳節(jié)約。
5.余熱再利用重新引發(fā)注意
現(xiàn)在,數(shù)據(jù)中心的排放量已經(jīng)超過航空業(yè),而航空業(yè)已經(jīng)被監(jiān)管部門進行嚴格監(jiān)管。因此,不久之后數(shù)據(jù)中心也會被列入重點監(jiān)管行列,只注重經(jīng)濟效益顯然是行不通的。數(shù)據(jù)中心余熱利用的顯著意義在于節(jié)能。而隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大、能耗越來越高,在碳達峰、碳中和目標約束下,數(shù)據(jù)中心節(jié)能越來越重要。
(來源:數(shù)據(jù)中心基礎設施運營管理)
原標題:數(shù)據(jù)中心余熱回收再思考