當(dāng)前數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳所面臨的四大挑戰(zhàn)分別是：

問題：大量的建設(shè)需求和日趨嚴(yán)格的地方政策限制以及供給減少帶來的挑戰(zhàn)。

風(fēng)險(xiǎn)：直接導(dǎo)致新建數(shù)據(jù)中心無法通過能評(píng)、無法拿到政府合法批文進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

問題：客戶業(yè)務(wù)復(fù)雜性所帶來的技術(shù)架構(gòu)和節(jié)能方案的選擇難度增大。

風(fēng)險(xiǎn)：直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本升高、投資虧損或因?yàn)槟苄Р贿_(dá)標(biāo)而引發(fā)的高額罰款或被迫整改工作。

問題：外部電力資源利用效率低。

風(fēng)險(xiǎn)：直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的得電率低、出柜率低。

問題：IT設(shè)備算力的提高帶來的單機(jī)柜功率密度不斷增加。

風(fēng)險(xiǎn)：直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心內(nèi)部熱點(diǎn)難以消除，使得較嚴(yán)重的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)不斷增高。

對(duì)于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者來說，要不斷提升技術(shù)能力，充分研究、合理應(yīng)用系列先進(jìn)的可落地的節(jié)能減排技術(shù)，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色、低碳、節(jié)能的運(yùn)行，為未來數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)“碳中和”的最終目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

01 整體節(jié)能技術(shù)。

● 全預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心技術(shù)

預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心采用全棧建設(shè)理念，融合數(shù)據(jù)中心土建工程及機(jī)電工程，功能區(qū)域采用全模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地、綜合布線等子系統(tǒng)預(yù)集成于預(yù)制模塊內(nèi)，所有預(yù)制模塊在工廠預(yù)制、預(yù)調(diào)測(cè)，同步現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)進(jìn)行地基土建建設(shè)。交付過程，預(yù)制功能模塊從工廠運(yùn)輸?shù)秸军c(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，無需進(jìn)行大規(guī)模土建，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單吊裝、實(shí)現(xiàn)快速建設(shè)及部署，相比傳統(tǒng)方式上線時(shí)間提前50%。

● 高可靠性和高可用性保障的低PUE整體架構(gòu)技術(shù)

技術(shù)方案在高可靠性和高可用性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可落地交付性和適用可行性。供配電系統(tǒng)采用模塊化預(yù)制化設(shè)計(jì)、密集母線、集中補(bǔ)償、新能效1級(jí)變壓器、高頻UPS、融合型智能電力模組。制冷系統(tǒng)充分利用自然冷源、冷熱通道隔離、全變頻氟泵、獨(dú)立加濕機(jī)和除濕機(jī)以及AI智能制冷等技術(shù)。

02 數(shù)據(jù)中心電氣節(jié)能技術(shù)

UPS智能在線模式

UPS智能在線是指在滿足GB/T 7260.3（IEC62040-3）中規(guī)定電網(wǎng)輸入條件下，UPS可以從VFI模式0ms切換到VFD/VI模式，并可以根據(jù)負(fù)載情況在VFD和VI模式之間實(shí)現(xiàn)0ms切換。當(dāng)電網(wǎng)條件不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電網(wǎng)輸入條件下，UPS可以從VFD/VI模式 0ms切換至VFI模式。

高效UPS

高效UPS雙變換效率最大可達(dá)到97%（R載），使用超高效UPS（97%效率）比普通UPS（94%效率）生命周期可減少二氧化碳排放。

固態(tài)變壓器

電力電子變壓器是一種通過電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量傳遞和電力變換的新型變壓器，電力電子變壓器的本質(zhì)是通過電力電子器件將電能高頻化，以減小變壓器體積和成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的交流直流可控。

電力模塊技術(shù)

電力模塊是一種包含變壓器、低壓配電柜、無功補(bǔ)償、UPS及饋線柜、柜間銅排和監(jiān)控系統(tǒng)的一體化集成、安全可靠的全新一代供配電產(chǎn)品，輸入為三相無中線+PE的10kV、50Hz的交流電源，輸出為380V三相四線+PE交流輸出。節(jié)省機(jī)房占地面積、提升供配電系統(tǒng)效率、安裝省時(shí)省力、提升供電系統(tǒng)的整體可靠性。

自備電溫控技術(shù)

溫控自備電技術(shù)是通過設(shè)備內(nèi)部集成備電功能，從而可以取消動(dòng)力設(shè)備前端集中UPS和電池，簡(jiǎn)化溫控動(dòng)力設(shè)備供電鏈路，提高供電效率。在設(shè)備內(nèi)部集成備電功能后，可以完全實(shí)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵供電不間斷，真正意義上做到連續(xù)制冷。

供配電系統(tǒng)全功率鏈融合型智能電力模組技術(shù)

供配電系統(tǒng)全功率鏈融合型智能電力模組技術(shù)是一種集成化系統(tǒng)級(jí)方案，供配電全功率鏈設(shè)備可做到工廠預(yù)制、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境解耦，使得現(xiàn)場(chǎng)工程安裝部署工作大大簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的快速交付，具有極簡(jiǎn)、快速、可靠、節(jié)地、美觀以及節(jié)能等多方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)，支持超高效率的UPS或HVDC產(chǎn)品集成，方便實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)。

03 數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能技術(shù)

高溫冷凍水空調(diào)技術(shù)

高溫冷凍水空調(diào)系統(tǒng)由機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)末端和機(jī)房外部制冷機(jī)組組成，機(jī)房外部制冷機(jī)組分風(fēng)冷冷凍水系統(tǒng)與水冷冷凍水系統(tǒng)。高溫冷凍水空調(diào)通過提升冷凍水溫度，可有效提升制冷運(yùn)行效率，降低運(yùn)行PUE和OPEX，減少碳排量。

氟泵技術(shù)

氟泵系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓縮機(jī)機(jī)械制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷，可以有效的節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)碳排放的減少。搭載氟泵技術(shù)的制冷循環(huán)系統(tǒng)，在室外低溫的工況時(shí)不需要壓縮機(jī)壓縮氣態(tài)制冷劑以達(dá)到所需的冷凝壓力，此時(shí)采用氟泵就可克服系統(tǒng)阻力，驅(qū)動(dòng)整個(gè)制冷循環(huán)。在過渡季節(jié)，采用氟泵技術(shù)的混合模式提升了冷凝器后的液態(tài)制冷劑壓力，從而在相同的電子膨脹閥開度的情況下，提升蒸發(fā)壓力，減少壓縮機(jī)做功，從而達(dá)到節(jié)能效果。

多聯(lián)空調(diào)技術(shù)

數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域多聯(lián)系統(tǒng)組成：壓縮機(jī)、油分、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置、氣分及管路組成，其中室外機(jī)模塊之間、室內(nèi)機(jī)模塊之間采用分歧管進(jìn)行并聯(lián)連接，保證模塊間冷媒分配均勻，也可采用環(huán)網(wǎng)管道將內(nèi)外機(jī)模塊進(jìn)行連接。制冷模式下，可以根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)分為純壓縮機(jī)模式、氟泵模式、混合模式三種。

相變蓄冷技術(shù)

相變蓄冷是利用材料在不同物態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的熱力學(xué)狀態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)冷量的存儲(chǔ)與釋放。夜間環(huán)境溫度較低，開啟冷水機(jī)組機(jī)械冷卻模式，同時(shí)啟動(dòng)相變蓄冷（邊供冷邊蓄冷）。白天環(huán)境溫度升高，在高峰時(shí)段冷水機(jī)組關(guān)閉，啟動(dòng)蓄冷模式放冷，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。

冷板式液冷技術(shù)

冷板式液冷技術(shù)利用工作流體作為中間熱量傳輸?shù)拿浇椋瑢崃坑蔁釁^(qū)傳遞到遠(yuǎn)處再進(jìn)行冷卻。在該技術(shù)中，工作液體與被冷卻對(duì)象分離，工作液體不與電子器件直接接觸，而是通過液冷板等高效熱傳導(dǎo)部件將被冷卻對(duì)象的熱量傳遞到冷媒中。由于液體比空氣的比熱大，散熱速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，因此制冷效率遠(yuǎn)高于風(fēng)冷散熱。該技術(shù)可有效解決高密度服務(wù)器的散熱問題，降低冷卻系統(tǒng)能耗而且降低噪聲。

浸沒式液冷技術(shù)

數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷技術(shù)根據(jù)冷卻液換熱過程中是否發(fā)生相變可分為單相浸沒式液冷與兩相浸沒式液。數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷技術(shù)的能耗主要來源于促使液體循環(huán)的泵和室外冷卻設(shè)備。由于浸沒式液冷的室外側(cè)通常是高溫水，其室外冷卻設(shè)備往往可以利用自然冷源且不受選址區(qū)域的限制，從而起到節(jié)能減排的目的。

間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)

間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是指利用干濕球溫度差，通過非接觸式換熱器將直接蒸發(fā)冷卻得到的濕空氣冷量傳遞給需要處理的熱空氣從而實(shí)現(xiàn)等濕降溫的過程。間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)由單體大冷量的間接蒸發(fā)冷設(shè)備直接對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行制冷，其冷量來自于室外低溫空氣；當(dāng)室外氣溫較高時(shí)，通過蒸發(fā)噴淋或壓縮機(jī)機(jī)械制冷輔助，全年運(yùn)行時(shí)其具備三種運(yùn)行模式：干工況、濕工況和混合工況。

預(yù)制式全變頻及全時(shí)自然冷的無水極致節(jié)能氟泵技術(shù)

預(yù)制式全變頻及全時(shí)自然冷技術(shù)是以風(fēng)冷全變頻風(fēng)冷氟泵精密空調(diào)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過實(shí)時(shí)的全自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)室外自然冷源的實(shí)時(shí)、充分利用，全面滿足數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的低初投資、低運(yùn)行成本、運(yùn)維簡(jiǎn)便、高可靠性、快速交付等核心需求。可以跟隨室外氣候環(huán)境溫度的變化實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳匹配節(jié)能，并且全程不需要任何水處理，大大降低了維護(hù)的工作量。在不同室外氣候環(huán)境溫度下，空調(diào)機(jī)組運(yùn)行具備全變頻壓縮機(jī)模式、部分混合模式和完全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式等三種自動(dòng)切換的運(yùn)行模式。

AI節(jié)能自控技術(shù)

數(shù)據(jù)中心AI節(jié)能自控技術(shù)，機(jī)器學(xué)習(xí)精準(zhǔn)節(jié)能，采用AI挖掘和分析更多數(shù)據(jù)去適應(yīng)數(shù)據(jù)中心復(fù)雜情況，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制溫度、消除局部熱點(diǎn)、降低PUE等功能，縮小實(shí)際能效與設(shè)計(jì)能效的 差距，起到輔助優(yōu)化作用。

相變冷卻技術(shù)

相變冷卻技術(shù)將無油概念引入到制冷循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)極致逆卡諾循環(huán)，相較傳統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)能效大幅提升。

04 數(shù)據(jù)中心資源回收技術(shù)

污水回收技術(shù)

將排污廢水經(jīng)過超濾、脫鹽等處理，產(chǎn)出符合要求的冷卻水，再進(jìn)入數(shù)據(jù)中心內(nèi)制冷系統(tǒng)循環(huán)利用，大幅度提高水資源的循環(huán)使用效率。

老舊設(shè)備替代

舊設(shè)備能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類新設(shè)備，技術(shù)上也不能滿足軟件化、智能化發(fā)展需要，技術(shù)持續(xù)迭代推動(dòng)的產(chǎn)品更新?lián)Q代加速，加快數(shù)據(jù)中心的升級(jí)改造，提高整體能效。

熱回收技術(shù)

數(shù)據(jù)中心內(nèi)大量的電能最終是以服務(wù)器發(fā)熱的形式損耗掉，大量的熱源浪費(fèi)是節(jié)能減排的巨大浪費(fèi)，將數(shù)據(jù)中心巨大的熱量輸送給有需要的場(chǎng)地，即可以幫助整個(gè)社會(huì)節(jié)能減排，還能減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗一舉兩得。

冷卻蒸發(fā)水回收

水冷型的數(shù)據(jù)中心每天都需要蒸發(fā)掉大量的水，可考慮進(jìn)行冷卻蒸發(fā)水的回收，同樣是目前比較綠色的措施。

電子脈沖節(jié)水

采用電子脈沖除垢技術(shù)，無須再添加化學(xué)藥劑進(jìn)入水系統(tǒng)中，還能提高水處理的效率，也是很好的減排措施。

廢舊設(shè)備處理

妥善處理數(shù)據(jù)中心內(nèi)淘汰的各類廢棄物，加強(qiáng)固體廢物、危險(xiǎn)廢物管理，防止其在貯存、處置過程中造成二次污染。

05 其他節(jié)能技術(shù)

智能照明系統(tǒng)

采用智能照明系統(tǒng)，做到人走燈滅，盡可能降低人為的用電損耗。

光伏發(fā)電

隨著光伏技術(shù)發(fā)展、以及政府支持清潔能源發(fā)展的政策不斷落地，光伏發(fā)電的成本在不斷降低。隨著廣泛的運(yùn)用，帶來的節(jié)能減排效果顯而易見。數(shù)據(jù)中心可以利用屋面、園區(qū)空閑面積建立光伏發(fā)電站，推動(dòng)降低數(shù)據(jù)中心碳排放量。

IT服務(wù)器節(jié)能減排的技術(shù)

數(shù)據(jù)中心總能耗是指維持?jǐn)?shù)據(jù)中心正常運(yùn)行的所有耗電，包括IT設(shè)備、制冷設(shè)備、供配電系統(tǒng)和其他設(shè)施的耗電的總和。在保證IT設(shè)備算力、穩(wěn)定性的同時(shí)，降低IT設(shè)備的能耗，未來IT設(shè)備從多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一種使用量子邏輯進(jìn)行通用計(jì)算的設(shè)備，在已經(jīng)有提出速算的量子算法情況下運(yùn)算速度比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快數(shù)億倍，量子計(jì)算對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，其最本質(zhì)的特征為量子疊加性和量子相干性。量子計(jì)算機(jī)的處理器雖然自身功耗很小，只有不到1微瓦，但由于需要工作在絕對(duì)零度溫度附近，因此制冷系統(tǒng)的功耗巨大。盡管如此，量子計(jì)算機(jī)的單位能耗提供的計(jì)算能力仍大幅優(yōu)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，會(huì)以更低的碳排放提供更高的算力。

專有處理器芯片

推出適合于AI和云計(jì)算業(yè)務(wù)的專有處理器芯片，以代替現(xiàn)有的CPU和GPU架構(gòu)。在云計(jì)算市場(chǎng)，使得CPU的核能全部釋放出來用于計(jì)算，能釋放更多有效計(jì)算性能，有明顯的性能與能耗優(yōu)勢(shì)。解決數(shù)據(jù)中心多節(jié)點(diǎn)服務(wù)器互聯(lián)效率

問題，提升節(jié)點(diǎn)間的通訊效率，降低TCP/IP時(shí)延，從而達(dá)到降低流量的功耗和成本。

多系統(tǒng)協(xié)同

數(shù)據(jù)中心通過CPU等核心器件定制，服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，動(dòng)力環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施高效化，運(yùn)營(yíng)運(yùn)維智能化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群，暖通空調(diào)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的全系統(tǒng)協(xié)同節(jié)能降耗。在同等算力情況下，數(shù)據(jù)中心整體節(jié)能可達(dá)到達(dá)65%。逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全系統(tǒng)數(shù)字化建模，全生命周期智能統(tǒng)籌聯(lián)動(dòng)，根據(jù)算力需求直接控制能量輸入。

碳捕獲利用封存

碳捕集與封存，又稱為碳封存或碳收集及儲(chǔ)存等（簡(jiǎn)稱CCS），是指收集從點(diǎn)源污染（如火力發(fā)電廠）產(chǎn)生的二氧化碳，將它們運(yùn)輸至儲(chǔ)存地點(diǎn)并長(zhǎng)期與空氣隔離的技術(shù)過程。此項(xiàng)技術(shù)的主要目的是防止在發(fā)電過程中或其他行業(yè)使用化石燃料而釋放大量二氧化碳至大氣層，同時(shí)是一種潛在手段以減輕因?yàn)槭褂没剂蠒r(shí)所釋出的排放物而造成的全球暖化及海洋酸化。

生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存

生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存（BECCS）是一種溫室氣體減排技術(shù)，結(jié)合了碳捕獲和儲(chǔ)存和生物質(zhì)的使用，能夠創(chuàng)造負(fù)碳排放。以生物質(zhì)能源捕獲二氧化碳能夠有效地從大氣中清除二氧化碳。碳捕獲和儲(chǔ)存（CCS）這個(gè)技術(shù)能夠攔截二氧化碳釋放到大氣中，并把它重定向到地質(zhì)儲(chǔ)存地點(diǎn)。

氫燃料電池

利用氫燃料電池代替柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)真正意義上的零碳排放，配合UPS不間斷電源和后備鋰電池對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)供電。

文章來源：CDCC《零碳中國(guó)·數(shù)據(jù)中心》