算力是新質生產(chǎn)力的重要引擎，也是數(shù)字經(jīng)濟的核心生產(chǎn)力。在“雙碳”目標背景之下，我國算力產(chǎn)業(yè)不僅規(guī)模持續(xù)擴大，還呈現(xiàn)出綠色轉型的新趨勢。2024世界計算大會發(fā)布的報告顯示，近年來，我國綠色智能計算產(chǎn)業(yè)“井噴”發(fā)展，不僅“含智量”不斷增加，“含綠量”也在快速提升。算力設備整體效能不斷提升，數(shù)據(jù)中心單機架耗電量持續(xù)降低，綠色算力數(shù)據(jù)中心規(guī)模持續(xù)擴大，數(shù)據(jù)中心
節(jié)能技術加速涌現(xiàn)，算力產(chǎn)業(yè)正在走向低碳發(fā)展。
10萬畝數(shù)據(jù)中心的用電全部來自清潔能源
算力產(chǎn)業(yè)綠電使用占比不斷提升
青海省海東市平安區(qū)坐落著我國首個“零碳”大數(shù)據(jù)中心——中國電信（國家）數(shù)字青海綠色大數(shù)據(jù)中心。整個中心占地面積10萬畝，目前規(guī)劃的標準機架為1.536萬架，可提供的智能算力服務達16320P。如此多的設備運轉，需要耗費大量
電力。這些電力從哪里來，又是如何實現(xiàn)零碳的呢？
在數(shù)字青海綠色大數(shù)據(jù)中心內，有一個藍色大屏，通過這個大屏，可以清楚地看到該中心每一度電力消耗的來源：100%為清潔能源，且每一筆綠電都能夠追溯來源。大屏幕上的數(shù)據(jù)和圖表顯示出上一周及當天的用電量、
減排量以及每一種清潔能源的使用量與占比。數(shù)據(jù)中心有關負責人楊艷萍表示，截至2024年8月底，中心共使用清潔能源2000萬度，其中水電占50.42%，光電占49.06%，風電占0.52%，這些綠色電力主要來自周邊的清潔能源電站。青海省豐富多樣的清潔能源讓數(shù)字青海綠色大數(shù)據(jù)中心用電實現(xiàn)了風、光、水的有效互補，確保了供應的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)中心的用電又解決了青海省清潔能源就地消納困難的
問題，可謂一舉兩得。
在數(shù)字青海綠色大數(shù)據(jù)中心的辦公樓內，工作人員為手機插上充電器，這些電來自中心園區(qū)內部自建的分布式光伏車棚+電化學儲能的綠電供應系統(tǒng)。園區(qū)內，白色車棚頂部，660塊太陽能光伏板將太陽能轉換為電能，用于中心指定機架及內部的生活用電。整個綠電供應系統(tǒng)于2022年7月正式建成投入使用，容量180千瓦，年發(fā)電量20萬度左右，相當于100多戶家庭的年用電量，可以滿足整個數(shù)據(jù)中心的辦公用電。
綠電的支撐，讓算力中心、數(shù)據(jù)中心與新能源深度融合，實現(xiàn)綠色低碳轉型發(fā)展。根據(jù)國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布的《深入實施“東數(shù)西算”工程 加快構建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》，到2025年底，我國國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心的綠電占比將超過80%。
近年來，隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，綠色電力助力下的綠色算力基礎設施也逐步壯大起來。在
內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，豐富的風能資源和全年超3200小時的日照時長給予了當?shù)爻渥愕木G電資源，而綠色算力產(chǎn)業(yè)也為消納本地綠電資源提供了新的路徑。為推動“綠電”變“綠算”，烏蘭察布市源荷互動綠色大數(shù)據(jù)中心示范項目不久前建成運營，該項目可降低電網(wǎng)多次升降壓和長距離輸送的電能損失，滿足大數(shù)據(jù)中心綠色用電需求。
根據(jù)今年7月國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》，我國鼓勵數(shù)據(jù)中心通過參與綠電綠證交易等方式提高可再生能源利用率，鼓勵有關地區(qū)探索開展數(shù)據(jù)中心綠電直供。預計到2025年底，我國算力電力雙向協(xié)同機制初步形成。
空調投放量少了，散熱環(huán)境反而更均勻了
智能調控體系讓機房高能效運行
年節(jié)電突破800萬度，年減碳逾6400噸，PUE（電源使用效率）從原來的年均1.482下降到目前年均1.297。這組數(shù)據(jù)是
浙江省金華市浙中人工智能算力中心2023年的節(jié)能降碳成績單。其中，PUE是評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標，指數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設備能耗的比值。PUE的數(shù)值越接近1，表示數(shù)據(jù)中心的非IT設備，如制冷設備的耗能越少，即該中心的綠色化程度越高。
算力中心是耗能大戶，特別是隨著近年來國家計算和存儲需求的大幅增長，算力產(chǎn)業(yè)的能源消耗量也隨之增長，提升能源利用效率、發(fā)展綠色算力已成為算力產(chǎn)業(yè)面臨的重要課題。
作為長三角一體化算力網(wǎng)絡省級樞紐節(jié)點，浙中人工智能算力中心在算力規(guī)模不斷擴大的同時，也在不斷降低能耗、提升能效上下功夫，通過人工智能等技術，實現(xiàn)機房的高能效運作。
機房，大概是算力中心最耗能的地方。計算機服務器高速運轉，不僅運算本身要消耗大量電力，其運行過程還會釋放許多熱量。為了減少機房的能源消耗，提升能效，浙中人工智能算力中心充分利用人工智能技術，打造綜合性機房柔性AI調控體系，對機房環(huán)境進行智能調控。
“AI調控體系的一大特點是柔性調控理念，通過大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)制冷各環(huán)節(jié)的效率最優(yōu)?！闭阒腥斯ぶ悄芩懔χ行牡墓ぷ魅藛T介紹，“在熱負荷不斷變化、氣流組織多種多樣的機房環(huán)境中，人工智能技術可以實現(xiàn)冷量與熱負荷的精準匹配，在冷凍水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)利用能耗平衡法實現(xiàn)全程能效最優(yōu)，在機房末端空調效率分析上實現(xiàn)自動效率識別和預警。比如，通過柔性人工智能手段，我們中心A2樓的末端空調投放量從原來的39臺減少到27臺。雖然空調投放量少了，但機房IT設備的散熱環(huán)境不僅沒變差，反而更均勻了，消除了過去常常發(fā)生的熱點現(xiàn)象，也避免了過冷情況，這就是大數(shù)據(jù)計算加人工智能分析調控得出的科學結果?！?/div>
相較于人工巡檢，AI調控體系還能夠準確預測空調效率的變化，及時發(fā)現(xiàn)空調效率的下降問題，對效率下降的末端空調提前實現(xiàn)預警?！翱照{本身的效率往往會因為運行過程中各種原因而導致下降，一般維護中極難發(fā)現(xiàn)這種下降，而柔性調控可以將這個狀態(tài)顯性化，讓空調都能夠保持自身的高效性。我們中心已經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)末端效率下降問題，并提交運維進行及時處置?！闭阒腥斯ぶ悄芩懔χ行牡墓ぷ魅藛T表示。
為了更好地掌握機房的能耗情況，浙中人工智能算力中心還搭建了智能運維平臺，通過可視化技術呈現(xiàn)機房溫濕度云圖、設備運行狀態(tài)、AI節(jié)能運行狀態(tài)等可視圖表，智能識別各種氣流組織問題。據(jù)浙中人工智能算力中心的工作人員介紹，智能運維平臺可以從大樓能耗、各機房溫濕度環(huán)境和空調系統(tǒng)運
行情況等三方面來展示數(shù)據(jù)。目前在該中心每個大樓的1樓大廳和運維辦公室內都設有大屏可方便運維人員隨時查看。在調控系統(tǒng)本身自動化的工作狀態(tài)下，大屏可以展示調節(jié)的最終效果。系統(tǒng)會提示有價值的效率預測，對末端和冷凍水系統(tǒng)的效率可及時反饋給運維人員，讓整個中心的溫濕調控保持高效率運行。
把“怕熱”的數(shù)據(jù)中心搬進海底
最大限度利用自然冷源降低散熱能耗
由于服務器在高速運行過程中會散發(fā)許多熱能，因此，算力中心、數(shù)據(jù)中心有一個很大的弱點——“怕熱”。而要使用空調等制冷設備給如此龐大的數(shù)據(jù)中心、算力中心降溫散熱，自然要消耗大量電能。因此，最大限度地利用自然冷源，延長自然冷源的利用時間，成為算力產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉型的重要方向。
近年來，國內數(shù)據(jù)中心和算力中心在利用自然冷源上進行了不少技術創(chuàng)新。地處
安徽省的華為云華東（蕪湖）數(shù)據(jù)中心首創(chuàng)直通風和間接通風自適應融合方案，在室外環(huán)境溫度低于26攝氏度時，采用直通風制冷，使得該數(shù)據(jù)中心1年內有將近10個月的時間可以利用自然冷源，降低了數(shù)據(jù)中心的散熱能耗。地處
新疆維吾爾自治區(qū)的絲路新云綠色算力中心利用西部地區(qū)干燥的氣候特點，采用新風加濕膜蒸發(fā)模式，在機柜背面放置特制“濕膜”，利用溫度差在冷水蒸發(fā)過程中帶走熱量，再由強力新風系統(tǒng)經(jīng)熱風通道排至室外。相比純靠電力制冷的空調，可極大降低用電能耗。
在國內眾多的數(shù)據(jù)中心中，
海南陵水商用海底數(shù)據(jù)中心是一個特殊的存在。作為全球首個商用海底數(shù)據(jù)中心，海南陵水商用海底數(shù)據(jù)中心把“家”安置在海底深處，充分利用海水這個自然冷源來帶走熱量。
為了防止服務器進水，海南陵水商用海底數(shù)據(jù)中心建造了具有極強密封性和耐腐蝕性的海底數(shù)據(jù)艙來存放服務器。這些數(shù)據(jù)艙像一個圓柱形的易拉罐，內部是恒濕、恒壓的密閉環(huán)境。目前，陸上數(shù)據(jù)中心的制冷一種是吹冷氣降溫的“風冷”方式，一種是“洗冷水澡”的液冷方式，有數(shù)據(jù)顯示，海底數(shù)據(jù)中心的運行能耗比這兩種都要低。以100個海底數(shù)據(jù)艙為例，相較于同等規(guī)模的陸地傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，海底數(shù)據(jù)中心每年能節(jié)省用電總量1.22億千瓦時、節(jié)省淡水10.5萬噸。
海南陵水商用海底數(shù)據(jù)中心的散熱技術采用的是重力熱管技術，整個冷卻系統(tǒng)由冷凝管、冷卻管、換熱管等不同管道組成，通過管道之間的高度差創(chuàng)造重力條件，散熱過程無需動力驅動，艙內設備導致的溫升和海水之間的溫差驅動冷媒循環(huán)散熱，實現(xiàn)數(shù)據(jù)艙的自然冷卻。相較于陸上數(shù)據(jù)中心的散熱系統(tǒng)，海水散熱擁有海水這個“自然免費的不間斷冷源”，不僅更省電，而且省水。深處海水的包圍中，海南陵水商用海底數(shù)據(jù)中心不需要陸上數(shù)據(jù)中心常用的蒸發(fā)散熱裝置和冷卻塔，整個散熱過程幾乎不消耗淡水資源。此外，與陸上數(shù)據(jù)中心動輒上萬畝的占地面積相比，海底數(shù)據(jù)中心不占用土地資源，它所布放的海域還可以同時建設海洋牧場、漁業(yè)網(wǎng)箱等生態(tài)類項目，并與海上風電等綠色能源實現(xiàn)多能互補。
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