中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)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(shì)
2020年的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議把“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”作為八大重點(diǎn)任務(wù)之一,明確大力發(fā)展新能源。在中國(guó)雙碳大背景下,數(shù)據(jù)中心亟需順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì),降低碳排放,逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳中和的目標(biāo)。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(shí)施方案(2021-2023年)》(征求意見(jiàn)稿),其中重點(diǎn)任務(wù)提到,鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行熱源利用。鼓勵(lì)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(dòng)的心臟,正在消耗大量能量。數(shù)據(jù)中心通過(guò)散熱系統(tǒng)將服務(wù)器產(chǎn)生的大量余熱排出,耗能巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中心消耗的電能中有近90%會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。目前多數(shù)數(shù)據(jù)中心基本沒(méi)有利用這種熱量。實(shí)際上如果利用得當(dāng),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(guó)內(nèi)已有部分?jǐn)?shù)據(jù)中心開(kāi)展余熱回收利用的相關(guān)嘗試,主要集中利用數(shù)據(jù)中心余熱為相關(guān)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(kāi)展的余熱回收利用項(xiàng)目利用DC1棟?rùn)C(jī)房冷凍水余熱二次提溫替代市政供熱,節(jié)省采暖費(fèi)用的同時(shí)降低冷卻水系統(tǒng)耗電量,且進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)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(fèi)50余萬(wàn)元,減少能耗標(biāo)煤量達(dá)1620.87噸,相當(dāng)于減少約4000噸二氧化碳排放,碳排放當(dāng)量約為種植22萬(wàn)棵大樹,年節(jié)能量達(dá)461.62噸,總節(jié)能率達(dá)28.48%。有效減少地球不可再生能源的消耗”
除了為就近設(shè)施供暖之外,國(guó)外一些數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了有趣的熱回收實(shí)踐。瑞士IBM利用數(shù)據(jù)中心余熱來(lái)加熱當(dāng)?shù)氐挠斡境亍嗰R遜數(shù)據(jù)中心將余熱利用到西雅圖市中心的商務(wù)圈項(xiàng)目中。巴黎電信數(shù)據(jù)中心利用余熱為現(xiàn)場(chǎng)的氣候植物園供暖,該植物園用來(lái)模擬未來(lái)法國(guó)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(bào)紙的工廠,使得報(bào)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?yán)珏仩t給水預(yù)熱、生產(chǎn)冷卻,吸附制冷、海水淡化、食品生產(chǎn)、轉(zhuǎn)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(méi)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(guān)管道設(shè)施,增加額外的造價(jià)。其二,生產(chǎn)者和消費(fèi)者的問(wèn)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(lái)提升辦公室溫度,那么數(shù)據(jù)中心就必須相當(dāng)小或者辦公室空間足夠大。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心通常全天候都會(huì)在相對(duì)穩(wěn)定的負(fù)荷條件下運(yùn)行,如果熱量負(fù)荷無(wú)法持續(xù)的吸收輸出的熱量,那么回收的熱量還是會(huì)散發(fā)掉。因此在考慮數(shù)據(jù)中心建設(shè)選址的時(shí)候就需要考慮周邊相關(guān)的熱量隱性消費(fèi)者。需要一個(gè)全年都需要余熱的應(yīng)用場(chǎng)景,將浪費(fèi)的資源轉(zhuǎn)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(guò)航空業(yè),而航空業(yè)已經(jīng)被監(jiān)管部門進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。因此,不久之后數(shù)據(jù)中心也會(huì)被列入重點(diǎn)監(jiān)管行列,只注重經(jīng)濟(jì)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(lái)越大、能耗越來(lái)越高,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)約束下,數(shù)據(jù)中心節(jié)能越來(lái)越重要。
(來(lái)源:數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理)
原標(biāo)題:數(shù)據(jù)中心余熱回收再思考