萬物互聯的世界，離不開數據中心在背后計算、存儲和傳遞信息，而數據中心日日夜夜運轉，離不開電力支撐。中國電子技術標準化研究院在今年5月發布的《綠色數據中心白皮書2019》（以下簡稱《白皮書2019》）中披露，2017年中國數據中心耗電量為1221.5億千瓦時，這相當于2017年全社會用電量的1.9%。具體到單個數據中心，電費可能占到其運營成本的五到七成。

 

北上深嚴控數據中心

 

網絡接入方便、用戶聚集度高是不少數據中心選址時考慮的因素，北上廣深無疑具備優勢。然而北京、上海、深圳等地卻在全國各地加快數據中心建設布局的背景下，收緊了數據中心建設的相關政策。

 

《北京市新增產業的禁止和限制目錄（2018年版）》規定，北京中心城區全面禁止新建和擴建數據中心。在全市層面，禁止新建和擴建互聯網數據服務、信息處理和存儲支持服務中的數據中心，只有PUE值在1.4以下的云計算數據中心除外。

 

PUE即電能利用效率（Power Usage Effectiveness），是數據中心年度總耗電與數據中心中IT設備年度總耗電的比值。PUE越小（趨近于1）意味著能效越高。根據《白皮書2019》，中國的數據中心的平均PUE值在2.2—3.0之間。

 

今年1月，上海發布的《關于加強本市互聯網數據中心統籌建設的指導意見》指出，有效控制互聯網數據中心建設規模和用能總量，到2020年，全市互聯網數據中心新增機架數嚴格控制在6萬架以內；新建互聯網數據中心PUE值嚴格控制在1.3以下，改建互聯網數據中心PUE值嚴格控制在1.4以下。

 

深圳沒有限制數據中心數量，而是選擇限制能源消費增量。4月發布的《深圳市發展和改革委員會關于數據中心節能審查有關事項的通知》規定，新建數據中心需按照“以高代低、以大代小、以新代舊”，即以高能效替代低能效、以大規模替代小規模、以新技術替代陳舊技術數據中心等減量方式，嚴格控制數據中心年綜合能源消費新增量。

 

節能是一種硬約束。《上海市節能和應對氣候變化“十三五”規劃》中上海的能源消費總量，碳排放總量獨有硬約束指標，重點電信企業單位在“十三五”期間綜合能耗（碳排放）下降率要累計達到10%。深圳則要求“十三五”期間，新建建筑的節能達標率和綠色建筑達標率必須達到100%。

 

在一線城市中，僅廣州沒有對數據中心做出明確限制，只是在節能減碳“十三五”規劃中表示要打造綠色數據中心。

 

北京、上海、廣東目前是我國數據中心的聚集區。隨著一線城市政策的收緊，在這些城市建設數據中心的難度日益加大。中國信息通信研究院和開放數據中心委員會于2018年10月聯合發布的《數據中心白皮書（2018）》（以下簡稱《白皮書2018》）顯示，截至2017年底，北京、上海、廣東三個數據中心聚集區的機架數占比由2016年的42%降低到37%。

 

不過，西部地區在用數據中心機架數的全國占比，則由2016年的20%提高到22%。占比提高的背后，離不開各地政府的努力。

 

各地花式降電價

 

相比于一線城市對數據中心有諸多限制，其他地方都在拼命拉攏。為了吸引數據中心，各地政府不惜血本。土地優惠、稅收優惠之外，最有吸引力的還是低廉的電價。

 

最早行動的是內蒙古。2013年，自治區政府就給出了每度電不高于0.38元的承諾，比目錄電價降低約14%。降價通過減免電價附加基金、定向電價扶持以及電力多邊交易共同實現。這一電價在蒙西電網范圍內執行，蒙西電網是內蒙古省屬國有企業，也是全國最大的地方電網。

 

當時新一輪電改還沒有重啟，內蒙古對于自備電廠的態度是明確鼓勵。為了支持產業發展，自治區政府還允許云計算企業與發電企業進行聯合重組，按企業自備電廠實施供電，價格也不超過每度電0.38元。

 

但內蒙古很快就被比下去了。2014年，寧夏物價局發函，專門給中衛西部云基地定下了0.36元/度的電價。

 

依靠涼爽的氣候和低電價，寧夏和蒙西吸引了一批數據中心。尤其是中衛，提出與美國鳳凰城對標，吸引了亞馬遜等諸多互聯網巨頭。

 

同樣涼爽的貴州2016年加入競爭，將大型數據中心用電價格降至0.35元/千瓦時。貴州在引進數據中心上也頗有成績，三大電信運營商、蘋果、華為都在貴安新區建有數據中心，而最為矚目的則是騰訊挖了五個山洞用于災備的七星數據中心。

 

競爭者越來越多，降電價也大有你追我趕之勢。

 

2018年，中部的河南省再降一分，對符合規劃布局、服務全省乃至全國的區域性、行業性數據中心用電價格在現有基礎上減半,控制在0.34元/千瓦時左右。

 

度電0.34元難不倒水電豐富的四川，雅安很快就做到了，電力直接交易帶來了更大的議價空間。2019年2月，雅安水電消納示范區“川西大數據產業”購售電框架協議簽約。根據協議，在2019年至2023年五個自然年交易周期內，作為售電公司的國網四川綜合能源服務有限公司，將確保雅安大數據企業享受電價優惠，全年平均按0.34元/度結算。

 

到了下半年，連東部省份山東也入局，對于符合規劃布局，服務全省乃至全國的區域性、行業性數據中心，通過各級財政獎補等方式把用電價格降到0.33元/度。

 

在各省電價一分一分往下降的時候，行動最早的蒙西直接把電價“一降到底”。從公開信息看，最遲從2016年開始，蒙西電網對數據中心實行0.26元/度的扶持電價，坐穩了全國最低電價的寶座。

 

依靠優厚的招商條件，一大批數據中心落戶西部。

 

今年上半年，內蒙古自治區大數據發展管理局披露，內蒙古數據中心服務器裝機能力超過100萬臺，總裝機量超過35萬臺。貴州的貴安新區電子信息產業園，目前騰訊、蘋果、華為、中國移動、中國聯通、中國電信等企業都在此建立數據中心，寧夏吸引了中衛美利云數據中心，亞馬遜AWS、奇虎360、中國移動、中國聯通、阿里巴巴、京東等。雅安的川西大數據產業園也在今年開園，預計到2020年建成。

 

大城市仍有吸引力

 

不過電價和氣候并不是數據中心選址的全部。《白皮書2018》分析，受用戶需求、網絡條件等因素影響，新建數據中心仍趨向于東部地區。

 

以阿里巴巴為例，阿里巴巴于2015年開始啟動北京、杭州“雙中心、雙總部”戰略，期望以北京為大本營，推進其在中國北方地區的戰略執行和業務發展。阿里巴巴還于2017年在江蘇南通國際數據中心產業園投建了云計算中心，服務器規模達30萬臺，與騰訊在貴州貴安投建的災備數據中心服務器規模相當；隨后，在2018年，阿里巴巴在廣東河源投建阿里巴巴廣東云計算數據中心，服務器規模預計總達45萬臺。

 

其實，從國際上看，數據中心也是聚焦在市場需求大的發達城市。例如，亞馬遜和IBM的數據中心大多在洛杉磯、華盛頓、倫敦、法蘭克福、東京、悉尼、北京等經濟發達的大型城市。

 

數據中心的功能定位影響到數據中心是建在大城市還是建在環境更適宜的偏遠地區，《白皮書2018》指出，冷數據備份、離線計算分析以及其他對網絡時延要求較低的應用將優先選擇能源充足、氣候適宜地區的數據中心，降低建設運行成本；面向區域、對時延敏感、以實時應用為主的業務將選擇在用戶聚集地區依市場需求靈活部署數據中心；對于虛擬/增強現實、車聯網等對時延極為敏感的業務，需要最大限度貼近用戶分布式部署微型數據中心，直達居民區、企業辦公場所等區域，滿足用戶極致體驗要求。

 

總體上看，東部一線城市數據中心目前處于較飽和的狀態。有數據顯示，北上廣深等城市數據中心上架率為60%—70%，浙江、天津等地區上架率也提升到60%以上。西部地區部分省份上架率可以達到30%以上，但是與東部城市還有差距。上架率即已上架的服務器與機架可承載的服務器數量之比。上架率越高，意味著數據中心的利用率越高。

 

綠色節能是抓手

 

為了防止服務器過熱，數據中心往往需要消耗大量電力來冷卻設備，IT設備的運行也需要消耗大量的電力。因此對運營數據中心的企業來說，電能無疑是最大成本，節能不僅僅是外在政策要求。為了省電，互聯網公司大開腦洞，把數據中心建到北極圈、海底、草原和沙漠。

 

瑞典北部的呂勒奧小鎮（Lulea），離北極圈約100公里，Facebook在這里建立了一個數據中心。該地全年大部分時間氣溫在10攝氏度以下，數據中心可以通過巨型風扇抽進室外的冷空氣，給機房降溫以降低能耗。當然，當地政府也為該園區的數據中心運營機構減免了大量的電力使用稅費。

 

Facebook的CEO扎克伯格曾表示：“跟傳統數據中心相比，這整套系統的效率要高出10%，而消耗的電力則少了將近40%。”

 

但不是所有數據中心都可以搬走，對于更多在大城市默默地進行著運算的數據中心來說，找到更經濟的用電方式才是關注重點。

 

目前數據中心通常采用市電（雙路或多路）接入的方式，若市電中斷，則靠柴油發電機和UPS（不間斷電源）來臨時實現持續供電。由于風電、光伏具有間隙性和波動性，不能給需要24小時連續工作的數據中心提供穩定的動力。因此，對數據中心而言，自建光伏電站或分布式光伏發電給IT設備的運行提供動力不太可行，但是可以將光伏發電應用在數據中心的照明系統、辦公系統等。例如，在2016 年投入使用的北京中經云亦莊數據中心，其大樓頂層設計安裝有 800kW光伏電站，可以為建筑的生活熱水、夏季空調使用等提供電力。

 

2014年投建的騰訊上海青浦數據中心，也早已安裝了分布式光伏系統，其發出的電通過逆變器并網供數據中心園區負載使用。該數據中心還配套了冷熱電三聯供項目，以燃氣為能源，通過對其產生的熱水和高溫廢氣的利用，實現冷、熱、電的供應。

 

阿里巴巴在杭州的千島湖數據中心為了節能，除了利用湖水制冷，還采用光伏太陽能、水力發電，服務器余熱也被回收用于辦公區采暖。

 

2017年，南都電源中標了中國移動的用戶側儲能項目，配套中國移動政企分公司信息港四號地A2-1、A2-2數據中心項目，通過儲能電站峰谷電價差套利降低數據中心運營成本。