數據中心托管的服務器需要全年不間斷運行以向互聯(lián)網用戶提供服務，同時需要空調等輔助制冷設備實時供應冷能以維持其可靠運行，因此電能消耗量巨大。隨著數據中心的大量建設，數據中心將面臨日益增長的資源和電力需求，高能耗成為阻礙產業(yè)發(fā)展的主要問題之一。

數據中心能耗增長，IT設備與空調系統(tǒng)為主要能耗構成

數據中心是公認的高耗能行業(yè)，過去十年間，我國數據中心整體用電量以每年超過10%的速度遞增，其耗電量在2020年突破2000億千瓦時，約占全社會用電量的2.71%，2014-2020年，數據中心耗電量占比逐年升高。

數據中心的耗能部分主要包括IT設備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及其他設施(包括安防設備、滅火、防水、傳感器以及相關數據中心建筑的管理系統(tǒng)等)。整體來看，由服務器、存儲和網絡通信設備等所構成的IT設備系統(tǒng)所產生的功耗約占數據中心總功耗的45%。其中服務器系統(tǒng)約占50%，存儲系統(tǒng)約占35%，網絡通信設備約占15%。空調系統(tǒng)仍然是數據中心提高能源效率的重點環(huán)節(jié)，它所產生的功耗約占數據中心總功耗的40%。電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)分別占數據中心總耗電量的10%和5%。

數據中心供電以火電為主，產生大量大氣污染物

當前中國的電力結構仍以燃煤發(fā)電為主，在數據中心供電結構中，火電占比超過70%，會產生大量的溫室氣體及其他污染物。根據《中國數據中心能耗與可再生能源使用潛力研究》，2018年全國數據中心用電中火電量約為1171.81億千瓦時。每1千瓦時火電造成的潛在環(huán)境影響包括0.04克煙塵、0.2克二氧化硫、0.19克氮氧化物。用電量分別乘以上述單位電量污染物排放量，即可得出整個數據中心行業(yè)對大氣環(huán)境產生的主要污染物總量。

如果未來五年數據中心使用的市電中火電占比保持在2018年的水平，且數據中心行業(yè)不主動提高可再生能源的消費量，2023年新增用電量中火電量可能達到771億千瓦時，將額外造成的大氣污染排放量為煙塵3085噸，二氧化硫15426噸，氮氧化物14655噸。

PUE值仍存較大提升空間，PUE成為新建數據中心的重要制約因素

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量數據中心運行效率的指標，其越接近于1，代表數據中心對于電能的利用越有效率。2020年12月，《關于加快構建全國一體化大數據中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導意見》提出，大型、超大型數據中心運行電能利用效率降到1.3以下。

根據《全國數據中心應用發(fā)展指引(2020)》數據，目前國內在用超大型和大型數據中心PUE值分別為1.46和1.55，尚有較大的優(yōu)化空間。

為了降低能耗及成本，很多企業(yè)將數據中心放在水電資源豐富的貴州、云南等省份，由此可見，中西部地區(qū)數據中心機架數量占比呈上升趨勢。雖然低廉的電價可以讓企業(yè)節(jié)省大筆用電費用，但相對于中東部地區(qū)，由于遠離數據中心用戶聚集之地，需要在光纖、基站等長距離傳輸設備的架設和維護上耗費較高的精力和成本，并未從根本上解決數據中心的能耗瓶頸。

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