既耗能又可供能的数据中心 打造融合型综合能源系统

在新基建、数字化等热潮推动下，数据中心的建设正在加速。

作为典型的高能耗载体，数据中心被称为能耗巨兽。数据中心的能耗主要分IT设备及系统、空调散热系统、照明设备等三个部分，且能耗强度很高，是常规办公大楼的数十倍以上。

为兼顾数据中心用能和新能源消纳双重需求，2019年，国家工信部等三部委联合发布的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》提出，到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升。

如何解决数据中心的能源利用问题？除了尽可能100%地采用可再生能源外，日前，秦淮数据集团创始人、首席执行官居静在接受媒体专访时表示，数据中心应加强综合能源服务能力。

他解释称，在电网负荷管理上，数据中心能够参与部分地区的“削峰填谷”，实现智能化和精细化的调峰管理。在位于北方寒冷地区的数据中心，新一代超大规模数据中心配套的能源供给就像一个超级电池，春夏季为数据中心大量散热所需的电力提供能源。秋冬季时，寒冷的气候为数据中心提供自然冷源，而多出来的电力资源则可以为各家各户提供清洁供暖的能源。

清华大学能源互联网创新研究院此前亦有文章表示，对有条件的地区，应基于“产消者”视角，做好数据中心综合能源系统的顶层设计。数据中心完全可以被看作一个具有能源生产和消费双重身份的“产消者”。

一方面，作为能源消费者，数据中心节能降耗的首要任务就是负荷侧能耗的降低。具体措施包括采用更节能的机架、服务器及运行策略、配电系统和空调系统的优化，甚至自然或免费冷源的使用等等。

另一方面，作为能源生产者，数据中心也可以供能。实际上，数据中心的微处理器、存储器、逆变器、主板、风扇的散热温度，在85℃~30℃之间，而且高性能数据中心的散热强度甚至可高达10000W/㎡，即数据中心的散热余热，可占到数据中心总耗电的40%以上。因此，热工视角下，如果这些余热得以有效利用，这无疑是一个巨大的中低品位热源。

近年来，随着压缩式热泵、高效换热、相变蓄能与水蓄能等中低品位热能高效回收与利用技术的发展，使数据中心的余热回收成为可能。比如北欧一些国家，已经应用热泵技术回收数据中心大量的低品位热源余热，用于周边建筑的采暖、生活热水或游泳池水温的加热，在节省建筑采暖费用的同时，还能够降低数据中心散热能耗。再如，按现有数据中心规模，我国北方地区数据中心的可回收余热总量约有10GW，这意味着，不需要再消费另外能源，便可实现3亿㎡左右建筑的供暖，并实现二氧化碳减排约1000万吨。

为此，清华大学能源互联网创新研究院相关专家建议，在有条件的地区，应将数据中心能源系统的规划，提前纳入所在园区基础设施一体化建设规划或城市建设及供暖规划，构建融合数据中心的综合能源系统，统一施策，利于提供更加优质的综合能源服务，解决数据中心高能耗、低能效的问题。