1 行业发展的背景
　　
　　据相关统计,2017年,中国数字经济总量达到27.2万亿元人民币,同比增长20.3%,占GDP比重达32.9%,贡献了GDP增长的55%[1]。2018年,中国数字经济规模达到31.3万亿元人民币,按可比口径计算,同比增长20.9,占GDP比重达34.8%[2]。据相关估算,2018年,中国被创建、采集或是复制的数据总量约为7.6ZB(zettabyte),占全球数据总量的23.4%,居世界第二位。预计到2025年,这个数字将增长到48.6ZB,在全球数据总量中占比达到27.8%。[3](1ZB=10亿TB=1万亿GB)
　　
　　目前汇总到的各类数据均表明,中国数据中心行业近年来一直处于高速发展的阶段。
　　
　　投资总规模:据相关统计,每年在基础设施、服务器、网络存储、网络设备等方面新增投资规模约为1200亿元人民币。
　　
　　数据中心保有量:截至2017年底,具备一定规模的数据中心保有量约为5.9万个。预计到2020年,这一数字将超过8万个。
　　
　　2 绿色数据中心试点工作
　　
　　2015年3月,工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局联合开展国家绿色数据中心试点工作。试点工作的主要工作内容要求包括引入高效节能技术、建立能源管理体系、提高对水资源使用、废旧电子设备处理的管理水平等方面,具体工作方案由试点单位拟定并提交。目标是开展试点工作后,数据中心能效平均提高8%以上。经过征集,84家数据中心自愿参与了此项试点工作,最终有生产制造、电信、公共机构、互联网、金融、能源等6个重点领域的49家数据中心通过验收并获得了国家绿色数据中心的称号。
　　
　　参加试点工作的数据中心,在试点工作前的平均PUE值为2.2,与世界先进水平有较大差距。通过试点工作,试点单位的能源管理水平得到明显提升,能效水平有不同程度改善。其平均PUE值由2.2降至1.8左右,其中有约50%的试点单位的PUE值低于1.7,有约30%的试点单位的PUE值低于1.6,基本实现了降低能耗8%的目标。同时,发现了一批具有推广价值的先进案例。这进一步证明了在中国推动开展绿色数据中心建设的必要性,证明推动开展绿色数据中心建设,能够大幅度提高数据中心的能效水平。
　　
　　此次试点工作总达标率为58.3%,也说明开展绿色数据中心建设较为复杂。为建设好绿色数据中心,需要对数据中心行业进行更细致的指导。
　　
　　(1)案例1-液冷技术应用

     中国移动南方基地的502机房面积约299平方米,总装机功率93kW,其中功率密度为6kW的服务器机柜14架(每架可放15台服务器)、功率密度为3kW的网络机柜3架,可满足210台服务器的装机需求。
　　
　　利用自行研发的液冷解决方案,实现PUE值小于1.2。其液冷解决方案特点是:应用液冷型热管散热器和液体循环供冷系统,将高热流密度元件发出的热量导出至服务器外的水冷板中,再由外部水循环将该部分热量高效排出,全过程无需压缩机。针对低热流密度元件的散热,则依靠行间空调将发热量导出。
　　
　　(2)案例2-余热利用中国联通华北基地
　　　
　　中国联通华北(廊坊)基地占地面积800亩,总建筑规模60余万平方米。建设标准达到T3+或部分T4级。
　　
　　在试点过程中,对数据机房进行了冷通道封闭,应用了能耗监测及智能节能控制技术,PUE值小于1.5。
　　
　　该数据中心采用余热回收设计,办公区空调采用独立水环路,并在机房热排风通道设置板式换热器与该水环路进行连接。冬季可将循环水切换到板式换热器,利用机房排出的热空气对循环水进行加热,从而实现为办公区域提供暖风。通过余热回收,可基本满足办公区域的冬季供暖需求。
　　
　　3 最新国家政策
　　
　　在试点工作基础上,2019年2月,工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局联合发布了《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》。《指导意见》明确提出:建设绿色数据中心是构建新一代信息基础设施的重要任务,是保障资源环境可持续的基本要求,是深入实施制造强国、网络强国战略的有力举措。为了引导数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路,实现数据中心持续健康发展,《指导意见》明确了数据中心全生命周期绿色发展理念,提出了政策引领、市场主导,改造存量、优化增量,创新驱动、服务先行的原则。具体提出“提升新建数据中心绿色发展水平、加强在用数据中心绿色运维和改造、加快绿色技术产品创新推广、提升绿色支撑服务能力、探索与创新市场推动机制”五个方面举措。明确十项核心任务:强化绿色设计、深化绿色施工和采购、完善绿色运行维护制度、有序推动节能与绿色化改造、加强废旧电器电子产品处理、加快绿色关键和共性技术产品研发创新、加快先进适用绿色技术产品推广应用、完善标准体系、培育第三方服务机构等。绿色数据中心的考核指标,涵盖了节能、节地、节水、节材和环境保护等各个方面。
　　
　　4 绿色数据中心工作的发展目标
　　
　　《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》给出的中国绿色数据中心工作未来发展目标是:建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系,打造一批绿色数据中心先进典型,形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案,培育一批专业第三方绿色服务机构。到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升,废旧电器电子产品得到有效回收利用。
　　
　　5 后续重点工作
　　
　　据了解,相关政府主管部门将围绕推动绿色数据中心建设继续开展以下重点工作。
　　
　　①绿色数据中心的遴选和认证
　　
　　为鼓励绿色数据中心建设优秀典型,同时也为行业提供绿色数据中心建设范例,引领数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路,《绿色数据中心名单》将继续由相关政府主管部门遴选并发布。具体评价将涵盖用能、用水、运维管理、废旧电子设备处理等多个方面。
　　
　　②数据中心节能监察工作
　　
　　为督促数据中心加强节能与绿色管理,工业和信息化部已将达到重点用能单位标准的数据中心纳入工业和通信业节能监察工作管理范围,核算其电能使用效率,检查能源计量器具配备情况。
　　
　　③先进适用技术遴选及推广
　　
　　为加快绿色数据中心先进适用技术产品推广应用,工业和信息化部将在IT系统、制冷系统、供配电系统、辅助系统、运维管理等领域,遴选国内外各类已有成功规模化应用案例的先进适用技术,并发布《绿色数据中心先进适用技术产品目录》供行业参考使用。
　　
　　④标准建设
　　
　　为充分发挥标准对绿色数据中心建设的支撑作用，促进绿色数据中心提标升级，绿色数据中心标准建设工作将会得到相关政府主管部门更多地重视。具体工作将覆盖绿色数据中心设计、建设、运维、测评和技术产品等方面，并通过加强标准宣贯、强化标准配套衔接等措施，推动标准落实。
　　
　　⑤国际交流与合作
　　
　　为促进国际间绿色数据中心建设经验的交流与合作,相关政府主管部门将本着开放、合作、共赢的原则,在国际合作交流机制和平台的支持下,围绕绿色数据中心先进技术产品、标准制定、人才培养等方面,开展国际交流互访、组织业内企业参加国际会议、与国际组织合作进行人才培训、组织技术和政策交流研讨会、论坛、国际先进技术产品推介等多种形式的活动。
　　
　　6 地方政府的响应
　　
　　2018年9月,北京市政府公布《北京市新增产业的禁止和限制目录》(2018年版),后续将只允许在中心城区以外建设PUE值在1.4以下的云计算数据中心。2019年1月,上海市发布《关于加强本市互联网数据中心统筹建设的指导意见》,提出:“新建互联网数据中心PUE值严格控制在1.3以下,改建互联网数据中心PUE值严格控制在1.4以下”。浙江省发布的《浙江省数据中心“十三五”发展规划》,提出“到2020年,新建数据中心PUE值低于1.5,改造后的数据中心PUE值低于2.0,绿色数据中心和云计算数据中心比例均超过40%”。广东省在《广东省数字经济发展规划(2018-2025年)》(征求意见稿)中提出“有序推进绿色数据中心建设,引导数据中心向规模化、集约化、智能化、绿色化方向布局发展”。贵州省在《贵州省数据中心绿色化专项行动方案》中提出“新建数据中心能效值(PUE/EEUE)要低于1.4。同时已建数据中心能效值高于1.8的能效值降低8%。数据中心综合利用率提升到30%”。此外,江苏、四川等省市在具体工作中也开始强调数据中心的绿色节能。
　　
　　7 数据中心行业的响应
　　
　　既有的能源利用效率较低的数据中心将开展绿色节能改造工作,重点通过优化设备布局、改善外围护结构(密封、遮阳、保温等)、供配电方式、制冷架构以及各系统的智能运行策略,提升单机柜功率密度。力争通过改造使其PUE不高于1.8。新一代绿色数据中心得到用户的更多青睐,在数据中心的设计过程中,考虑绿色数据中心考核标系,尽量使用低能耗的产品与差异化的解决方案,降低数据中心的运行和维护成本。
　　
　　据统计,2018年,中国在用超大型数据中心平均PUE为1.63,大型数据中心平均PUE为1.54。规划在建数据中心平均设计PUE已降低到1.5左右,超大型、大型数据中心平均设计PUE值分别降低至1.41和1.48。
　　
　　8 未来展望
　　
　　我们预计,在国家、地方、企业的联合推动下,中国能够按期在2022年完成《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》给出的中国绿色数据中心工作未来发展目标。
　　
　　在该目标达成后,预计中国将推动数据中心行业进一步提高能源使用效率和可再生能源利用率,以支持“二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰值,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%”这一目标的早日实现。同时,推动数据中心行业进一步加强对“绿色供应链”、“绿色产品”、“设备梯次利用”等方面的关注,以减少对环境的影响。
　　
　　作者简介
　　
　　郭丰,高级工程师,中国电子学会节能减排工作推进委员会副秘书长,中国标准化杂志社编委,中国科技部及世界银行专家库入库专家,研究方向为绿色数据中心政策和技术研究,参与起草国家绿色数据中心工作相关政策性文件。
　　
　　编辑：Harris