在全球變暖、地球環境狀況日益嚴峻的當下,綠色節能、減少碳排放已成為全人類的共識。我國政府在近年來大力推進綠色、減排技術的研發及普及,并且提出了“2030年碳達峰、2060年碳中和”的戰略目標。這一目標不僅僅是政府層面的承諾,也是每一個社會生產參與者的責任,數據中心作為數字社會的基礎設施,同樣需要圍繞碳中和進行產業規劃。
兩難中的數據中心
數據中心的本質是將電力轉化為算力,因此隨著數字化需求的飛速增長,數據中心成為了知名的“能耗大戶”。據統計,目前全球數據中心用電量占總用電量2-3%。雖說與鋼鐵、水泥、造紙等高耗能產業不同,數據中心能耗最終都轉化為云計算、大數據、互聯網服務等應用類產業的產值,但也同樣承擔著數字經濟體系碳中和的終極任務。
發改委、網信辦、工信部、能源局四部門聯合印發的《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》等系列文件中明確提出,要引導數據中心集約化、規模化、綠色化發展。其中,集約化、規模化的一大意義同樣是促進數據中心產業集約、高效的使用能源,減少因為分散、無序發展造成的能源空耗問題。集約化、規模化也可以增加清潔能源的利用效率,是促進數據中心綠色化發展的一大前提。
目前,國內數據中心的規模化程度相比于國際來講還略有不足。根據最新的數據統計,中國數據中心總數量約占全球總量的25%左右。但從大規模、超大規模數據中心看,我國僅有60座左右,全球占比僅為10%。
未來,促進數據中心集約化、規模化發展,必然是數據中心產業碳中和的重要舉措之一。數據中心企業在進行發展規劃時,也必須要遵守產業發展趨勢以及政策方向,更多的進行大規模、超大規模數據中心的布局與建設。
此外,在產業端,碳中和的需求自下而上同樣觸達到數據中心企業。國際上蘋果、谷歌、Facebook等企業已經提出了敦促上游產業鏈碳中和的規劃。同樣,國內的BAT等互聯網產業巨頭同樣把數據中心碳中和作為一項目標來推進。
但對于數據中心企業來說,碳中和并不是一個輕松的話題。
多年來,數據中心產業不斷在節能、綠色技術上進行探索,很多高等級數據中心已經能將PUE值降到1.1甚至以下。但對于碳中和這一目標來講,節能只是一小步。包括碳交易、碳捕捉等手段也是如此。從根源上看,只有采用綠色能源,才是數據中心碳中和的最優解決方案。
我國國土遼闊,自然環境類型豐富,自然有眾多可以提供充足的風、光、水等可再生能源的地區。但從整體情況看,我國卻有東部、沿海地區人口密集、經濟發達、能源短缺,而西部地區人口稀少卻清潔能源富集的情況——全國一體化大數據中心以及“東數西算”布局的出臺也因于此。
在發展布局上,數據中心企業自然更希望能將數據中心建設在產業發達、人口稠密的熱點核心城市。選擇風、光、電等清潔能源,比如四川、新疆、貴州、內蒙古等地,卻需要遠離用戶,因此只能建設存儲、災備等對時延無嚴格需求的數據中心。既要用戶,又要綠電,數據中心企業在布局上陷入了兩難境地。
實際上,這兩難困境并非無解。正確的選址,將成為雙碳戰略的大背景下數據中心企業能否進一步獲取發展機會的關鍵。例如我們將目光投向數據中心發展熱點地區之一的京津冀地區,就會發現兼有發達的經濟與豐富的綠電資源的數據中心發展“樂土”。
京津冀產業“冷”與“熱”
京津冀地區無疑就是數據中心企業最青睞的“產業發達、人口稠密”地區,特別是北京作為國家的首都,我國數字產業創新策源地之一,數據中心產業應該迎來蓬勃的發展期。
然而事實并非如此,根據科智咨詢發布的《2020—2021年北京及周邊地區IDC市場研究報告》(下文簡稱“報告”)顯示,2020年北京地區數據中心產業增速降至19%,遠低于全國43.3%的增速,也是六年來最低。數據中心產業在北京地區似乎遭遇了“冷冬”。
究其根源,就在于大城市節能減排需求下能耗控制。近年來,北京出臺了一系列數據中心發展調控政策,并且限制條件逐年嚴苛。至今年4月底,北京發布了《北京市數據中心統籌發展實施方案(2021-2023年)》,要求新建數據中心PUE不得高于1.3,并且計劃關閉、騰退一部分高能耗數據中心。并計劃對于PUE>1.4且<=1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以內),執行的電價加價標準為每度電加價0.2元;對于PUE>1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以上),每度電加價0.5元。
一系列政策出臺,意在引導數據中心產業向綠色、節能的方向發展。但對于數據中心企業來說,符合當地法規進行的設計或改造,無論是高標準的建設,還是后期的運營,都面臨著較大的成本提升,并且可能面臨著能評審批等硬性門檻,核心城市可謂“居大不易”。
當然,嚴格的政策控制也引發了產業外溢。眾多數據中心企業紛紛尋找在北京周邊地區落地的機會,因此北京周邊地區“熱”了起來。前文所提《報告》判斷,未來三年,北京地區80%以上的新增機柜資源將集中在北京市中心城區以外的郊區、環京的廊坊、張家口以及武清區等地。
不過,落地環京地區只是解決了企業眼下的發展問題。而在基于碳中和發展趨勢的角度看,簡單的外溢行為只是逃離監管政策的權宜之計。不徹底解決數據中心的碳中和問題,企業的發展長遠看必將遭遇“碳瓶頸”。
懷來——不止是“環京”
張家口懷來,是一個典型的“環京”地區。本身屬于河北省的張家口市,卻與北京西北接壤,京、張兩地可說是“零距離”相接。乘坐京張城際鐵路來往兩地,僅需50分鐘左右。如果從懷來大數據產業基地算起,到北京知名的互聯網產業聚集地中關村,則僅有50公里左右的距離。
懷來自然風光
相較于近在咫尺的北京,張家口的自然條件分外優越。空氣質量連續保持京津冀地區最好水平、森林覆蓋率達到50%,近年來更是實現了地下水采補總體平衡、壩上地區地下水位實現“三連升”。在京津冀協同發展的大框架下,張家口市大力發展生態經濟、冰雪經濟、數字經濟,已成為承接北京非首都功能最重要的地區之一。
2015年,張家口與北京共同獲得2022年冬奧會舉辦權。其后,在國家和河北省政府的一系列政策推動下,張家口利用及其充沛的綠色能源優勢、結合大數據產業發展綠色數字經濟,開啟了“兩區”建設,并與雄安新區一起,成為河北發展的“兩翼”之一。
多年來,張家口十分重視數字產業的發展,連續印發系列指導文件,全面開啟"中國數壩"的建設進程,并且規劃了存儲核心(壩上四縣)、計算核心(宣經橋)、網絡核心(懷來)等三個發展核心。其中作為網絡核心的懷來,充分發揮承接和鏈接的作用,已經吸引了包括騰訊、阿里巴巴等在內眾多產業巨頭數據中心的入駐,并有更多數據中心企業和互聯網企業將目光投向了這里。
對于數據中心產業來說,懷來除了擁有一個良好的地理位置,是備受關注的重要環京區域外,在自然環境、能源供給等方面,也十分適合數據中心的發展。
解決數據中心“碳瓶頸”
首先,懷來地區年平均氣溫5℃~17℃,大幅降低了數據中心的制冷需求。建設于懷來本地的數據中心每年大部分時間都可以依靠自然冷卻來實現數據中心制冷,即便夏季空調開機時長和功率也遠低于北京地區,有利于數據中心低能耗、低PUE的實現。
其次,懷來地區擁有100%的清潔能源供給能力。作為全國唯一由國務院批復的可再生能源示范區,張家口地區2020年新能源裝機容量達到2000萬千瓦,2030年將達到5000萬千瓦,不僅可以滿足自身清潔能源供電,還有充裕的對外輸出能力。目前,為雄安新區輸送清潔能源的張北-雄安1000千伏特高壓交流輸變電工程已經開啟商務運營。北京冬奧會期間,張家口也將全力協助北京冬奧會場館實現奧運史上首次100%清潔能源供電。
清潔能源的使用,是數據中心真正實現碳中和的第一步。依托張家口市富集的風、光等可再生能源優勢,懷來縣實現了相關產業園區100%的綠電消納,為本地數字經濟產業的綠色發展提供了充足的支撐,也吸引了數據中心企業以及行業用戶青睞。
同時,懷來也具備“環核心”地區應有的其他優勢。比如擁有大面積的開發區土地,可供大規模、超大規模數據中心落地建設;豐富而低廉的綠色電力,可以讓企業在實現0碳運營的同時進一步降低成本支出;毗鄰北京,讓懷來可以更容易的連接到國家主干網以及國際網絡出口,更加適合建設低時延、高響應的數據中心。
懷來某數據中心產業園俯瞰圖
2020年初,工業和信息化部公布了第九批國家新型工業化產業示范基地名單。其中,懷來縣獲評以數據中心為特色的國家新型工業化產業示范基地。憑借地處環首都經濟圈、超低延時及大帶寬的骨干網絡支持、年均氣溫低,以及充足的清潔能源等固有優勢,懷來已成為環京地區實際已運營規模最大的數據產業基地集群。
在碳中和、智慧發展為主流的大趨勢下,數據中心承擔著雙重的責任。對于數據中心企業及用戶來說,謹慎選擇數據中心布局是重中之重。懷來緊隨國家“新基建”“實施全國一體化大數據中心建設”“布局區域級數據中心集群”等政策導向,積極承擔碳達峰、碳中和社會責任,為優化我國數字產業生態,幫助企業、地區構建高效率、低能耗、少排放的數字經濟格局提供了基礎保障。
可以毫不夸張的說,選擇懷來,是數據中心擺脫“碳瓶頸”,實現零碳數據中心的第一步。