圖為工作人員對杭州市余杭區超山風(fēng)景區的5G基站進(jìn)行蓄電池梯級利用優(yōu)化改造工作。(國網(wǎng)浙江電力供圖)
數字經(jīng)濟快速發(fā)展推動(dòng)數據量爆發(fā)式增長(cháng),能耗問(wèn)題開(kāi)始顯現?!督?jīng)濟參考報》記者近日在浙江、海南、湖南等地采訪(fǎng)發(fā)現,數字經(jīng)濟帶動(dòng)數據傳輸、存儲、計算、應用環(huán)節和互聯(lián)設備能耗大幅上升,使得部分新基建成為耗電大戶(hù)。相關(guān)專(zhuān)家指出,部分新基建如果邁不過(guò)能耗這道坎,將會(huì )使綜合效益大打折扣,應采取措施推動(dòng)新基建進(jìn)一步實(shí)現綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
部分新基建能耗問(wèn)題凸顯
近年來(lái),新基建在我國發(fā)展迅猛。新基建項目主要包括的5G基建、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車(chē)充電樁、大數據中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、特高壓、人工智能等,這些領(lǐng)域也是當前各地高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。公開(kāi)資料顯示,深圳于2020年發(fā)布首批95個(gè)新基建項目,總投資額4119億元。同年,上海也發(fā)布了未來(lái)3年約2700億元的新基建投資項目。
與此同時(shí),部分新基建的能耗問(wèn)題日益凸顯。
以新基建中的核心基礎設施數據中心為例,其能耗巨大已成為一個(gè)無(wú)法回避的問(wèn)題,被公認為“不冒煙的鋼鐵廠(chǎng)”。
國家綠色技術(shù)交易中心副主任劉周斌介紹,數據中心是集中儲存和處理數據的場(chǎng)所,在驅動(dòng)服務(wù)器等硬盤(pán)設施所需的電力之外,還需要通過(guò)空調、冷水機等輔助設施降溫,以及備用電源提供不間斷電源保障。2020年1月至5月,一座東部城市的53座數據中心“吃”掉了總計5.97億千瓦時(shí)電量,相當于當地20萬(wàn)個(gè)家庭一整年的用電量。
國網(wǎng)杭州市余杭區供電公司綜合能源事業(yè)部常務(wù)副主任李楠告訴記者,5G卡的數據運行速度、頻率比4G快很多,但5G基站功耗約為4G基站的3.5倍。
同時(shí),由于信號傳輸距離縮短,基站覆蓋面積變小,5G基站數量必須比4G基站數量多很多才能達到相同覆蓋范圍,總體能耗也會(huì )大大增加。因為耗電量大,“5G時(shí)代,通信行業(yè)是給電力公司打工的”等調侃之語(yǔ)在業(yè)內廣為流傳。
中國移動(dòng)海南公司相關(guān)負責人告訴記者,隨著(zhù)5G、互聯(lián)網(wǎng)數據中心、云計算等新基建的建設及遠期6G網(wǎng)絡(luò )建設,企業(yè)能耗將長(cháng)期處于高速增長(cháng)態(tài)勢,處理好發(fā)展和減排的平衡問(wèn)題是企業(yè)面臨的新挑戰。
數字時(shí)代高度依賴(lài)數字設備,幾乎所有數字基礎設施均由電力驅動(dòng)且需24小時(shí)不間斷運行,5G基站、數據中心、邊緣計算服務(wù)器等消耗的電量遠大于日常電子消費品。但由于數字設備在傳統六大高耗能行業(yè)范圍之外,是新產(chǎn)業(yè)、新事物,人們往往會(huì )忽略其能耗狀況,數字設備能耗問(wèn)題難以受到應有的重視。
實(shí)現綠色新基建還有幾關(guān)
中國電子節能技術(shù)協(xié)會(huì )數據中心節能技術(shù)委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)呂天文等專(zhuān)家表示,部分新基建能耗總量控制問(wèn)題非常緊迫。近年來(lái),我國數字新基建能效水平不斷提高,一些優(yōu)秀綠色數據中心電源使用效率(PUE)全球領(lǐng)先,5G基站的單站能耗相比5G建設之初下降了約25%。但隨著(zhù)中國數字化業(yè)務(wù)呈倍數級增長(cháng),新基建的能耗和碳排放量的總體規模仍呈現上升趨勢。
咨詢(xún)機構ICTresearch預測,我國數據中心面積到2025年將由現在的3000萬(wàn)平方米快速增長(cháng)到6000萬(wàn)平方米。而據業(yè)內人士測算,一個(gè)數據中心從建成到退役的全生命周期成本中,能耗成本占據40%-50%。
“現在的區域布局存在一定問(wèn)題。由于帶寬、資源、環(huán)境、經(jīng)濟的一些因素,數據中心主要集中在京津冀、長(cháng)三角和珠三角。這種發(fā)展趨勢導致形成了一些電力使用的孤島,數據中心變成了吃掉當地能耗的‘電老虎’?!眳翁煳谋硎?。
中國數據中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟此前發(fā)布調研報告稱(chēng),中國中西部的數據中心資源相對過(guò)剩,西部的數據中心整體空置率在50%以上,部分區域上架率不足10%。報告顯示,造成西部空置率高的主要因素是:客戶(hù)需求不足、網(wǎng)絡(luò )資源支持不足、位置偏遠、 本地運維人才匱乏等。
同時(shí),基于降碳的緊迫性,新基建節能產(chǎn)品步入創(chuàng )新爆發(fā)期,一些高能效的供配電產(chǎn)品以及組裝和模式的創(chuàng )新不斷出現,如疊層數據中心、廂體數據中心、柜式數據中心等。
但部分新基建節能產(chǎn)品普遍存在的問(wèn)題在于缺少標準和被廣泛認可的概念、技術(shù)方案,給新基建產(chǎn)品節能改造帶來(lái)很大障礙?!皼](méi)有標準,設計院如何設計?如何把它們落地應用?就存在問(wèn)題?!眳翁煳恼f(shuō):“舉個(gè)例子,老舊數據中心節能改造市場(chǎng)發(fā)展非常迅速,但基本是散點(diǎn)式的,缺乏共識,就會(huì )導致部分項目難以落地?!?/p>
此外,部分新基建產(chǎn)品的能源效率尚未獲得全過(guò)程測算和管理,能源效率突出的問(wèn)題是片面要求基礎設施的能效,對于用電量最大的IT設備缺乏有效能效監管,服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )、存儲還沒(méi)有能效標準或正在制定標準,而這些都是耗電量非常大的設備。
多路徑探索新基建“減碳”
業(yè)內人士認為,新基建和綠色低碳不是“對手”而是“朋友”,需探索多條路徑持續為新基建“減碳”。
首先,應進(jìn)一步科學(xué)統籌地區間布局,高效使用綠電。業(yè)內普遍認為,“東數西算”將東部地區有關(guān)后臺加工、存儲備份等非實(shí)時(shí)算力需求盡可能向西部風(fēng)光資源富集、氣候適宜的地區轉移,能夠提升數據中心和5G基站綠色電能使用水平。
國家超級計算長(cháng)沙中心總工程師、湖南大學(xué)教授唐卓在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示:“‘東數西算’工程絕對不是對東部經(jīng)驗的直接復制,該工程對數據中心建設提出了更高的要求。新的數據中心在建設之初便要立足算力網(wǎng)絡(luò ),設計高存儲量、高帶寬,通過(guò)統一規劃,實(shí)現算力資源合理調度,進(jìn)而降低能耗?!?/p>
其次,加快創(chuàng )新節能技術(shù),建立相關(guān)標準。海南省綠色金融研究院管委會(huì )主任尤毅認為,應加快節能5G基站等推廣應用,采用新工藝、新材料、新方案、新設計,降低基站設備能耗。
劉周斌等專(zhuān)家建議,支持采用液冷、機柜式模塊化、余熱綜合利用等方式建設數據中心。2020年10月,浙江寧波北侖高塘變電站建設了浙江首臺PUE低于1.1的室外模塊化浸沒(méi)式液冷數據中心,相較于傳統數據中心,每年可節約電量49萬(wàn)千瓦時(shí)。
同樣不可忽視的是加強精細化管理,妥善處理能耗增長(cháng)點(diǎn)。李楠建議,用系統思維從全生命周期的角度,鼓勵在數據中心和5G網(wǎng)絡(luò )管理中應用人工智能技術(shù),加強自動(dòng)化、智能化能耗管理,“我們監測到,每天的飯后時(shí)間是5G基站用能高峰,功率最高、能耗最大。5G基站原本也有備用電池,通過(guò)技術(shù)改造可以在全社會(huì )用電低谷的凌晨1點(diǎn)至7點(diǎn)、中午13點(diǎn)至15點(diǎn)充電,在全社會(huì )用電高峰的上午9點(diǎn)至11點(diǎn)、傍晚18點(diǎn)至20點(diǎn)放電,電費可下降一半?!?/p>
浙江移動(dòng)董事長(cháng)鄭杰建議,將數字新基建納入碳排放權交易市場(chǎng)和用能權交易市場(chǎng),實(shí)行綠色金融配套的政策框架和激勵機制,探索節能降碳財政獎補機制。(記者 史衛燕 朱涵 夏天 張建 長(cháng)沙報道)
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