數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟重要的底層支撐，伴隨著數(shù)字經(jīng)濟成為“十四五”規(guī)劃的重點發(fā)展方向，數(shù)據(jù)中心也迎來了發(fā)展的黃金時代，但數(shù)據(jù)中心是碳排放大戶，在“3060”雙碳戰(zhàn)略目標的背景下，如何構(gòu)建低碳、零碳，甚至是“負碳”數(shù)據(jù)中心成為整個IDC產(chǎn)業(yè)上下游共同關(guān)注的焦點話題。

自2019年初，工信部等三部門聯(lián)合發(fā)布《加快構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心的指導(dǎo)意見》以來，在發(fā)改委、工信部、能源局等多個部門發(fā)布的包括《關(guān)于進一步加強數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查的若干規(guī)定》《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)》等在內(nèi)的多份全國性及地方性政策文件中均提及，要推進綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

IDC上下游企業(yè)層面，無論是IDC服務(wù)商，還是設(shè)備廠商，都積極響應(yīng)國家號召，投身綠色技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用，為“碳中和”盡一份力。

余熱回收的必要性

設(shè)備散熱作為數(shù)據(jù)中心電力消耗之一，也是數(shù)據(jù)中心PUE產(chǎn)生的根本源頭，降低設(shè)備熱功耗一直是眾多廠商努力研發(fā)的一個方向，但就目前技術(shù)而言，實現(xiàn)設(shè)備完全不散熱簡直是“天方夜譚”。

基于此，如果能將設(shè)備產(chǎn)生的熱量回收，加以利用，進而減少生活中供熱的碳排放，也可為“雙碳”宏偉目標貢獻一份力量。

可能看到這里您會覺得：我數(shù)據(jù)中心應(yīng)用純綠電的話，已經(jīng)實現(xiàn)了“零碳”數(shù)據(jù)中心了，為何還要“多此一舉”利用余熱回收，變相降低“碳排放”呢?

即使數(shù)據(jù)中心已經(jīng)可以做到純綠電供電，筆者認為，還是有必要利用余熱回收，收集熱量。具體好處可總結(jié)為兩點。

一方面，回收的熱量可用作生活熱水、供暖等生活供熱，從而降低這些生活供熱的碳排放，為整個社會的碳中和作出貢獻，彰顯企業(yè)社會責(zé)任心;

另一方面，回收的熱量可以進行銷售，平攤數(shù)據(jù)中心運營成本，以現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心逐漸規(guī)模化，超大型數(shù)據(jù)中心逐步增多的趨勢看，甚至有可能為數(shù)據(jù)中心帶來盈利。

綜上，筆者認為，無論數(shù)據(jù)中心是否應(yīng)用純綠電，是否已經(jīng)成為“零碳”數(shù)據(jù)中心，都應(yīng)應(yīng)用余熱回收技術(shù)，在“零碳”數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，打造“負碳”數(shù)據(jù)中心，助力其他行業(yè)實現(xiàn)“碳中和”。

余熱利用市場前景廣闊

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在運行的過程中，產(chǎn)生大量的余熱，這些余熱有著易提取、熱源充足等特點，利用熱泵技術(shù)將數(shù)據(jù)中心余熱回收利用，在數(shù)據(jù)中心有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在我國北方地區(qū)，可有效幫助用戶降低用熱成本。據(jù)粗略統(tǒng)計，按現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心規(guī)模計算，我國北方地區(qū)數(shù)據(jù)中心的可回收余熱總量約 10GW，理論上可支持3億平方米建筑供暖。

但目前來看，我國數(shù)據(jù)中心余熱回收利用情況并不理想。目前我國大約有8萬座數(shù)據(jù)中心，絕大部分余熱直接排向空氣，浪費巨大。據(jù)統(tǒng)計，目前利用余熱回收技術(shù)回收余熱加以利用的數(shù)據(jù)中心僅有阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心、騰訊天津數(shù)據(jù)中心、中國電信重慶云計算基地、萬國數(shù)據(jù)北京三號數(shù)據(jù)中心，以及即將投產(chǎn)的UCloud優(yōu)刻得烏蘭察布云計算中心等寥數(shù)家數(shù)據(jù)中心。

其中，據(jù)UCloud提供數(shù)據(jù)顯示，UCloud優(yōu)刻得烏蘭察布云計算中心項目每年可回收廢熱78000GJ，每年減少二氧化碳排放7380噸，相當(dāng)于種植了40萬棵樹。而據(jù)統(tǒng)計，騰訊天津數(shù)據(jù)中心，一期余熱回收項目，每年也可減少能耗標煤達525噸，相當(dāng)于減少1310噸二氧化碳排放量，等效于種植7.2萬棵樹。通過數(shù)據(jù)可以看出，利用余熱回收技術(shù)可實現(xiàn)的節(jié)能減排的體量，非常可觀。

不過，現(xiàn)階段我國IDC行業(yè)的節(jié)能重點主要集中在“前端”上，如：綠電的應(yīng)用、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排、IT系統(tǒng)的降耗等方面，余熱回收利用往往被忽視。伴隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量都呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。更大規(guī)模、更多數(shù)量的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，將有更多的設(shè)備，產(chǎn)生更多的余熱，這些余熱如果能被加以利用，不僅推動了數(shù)據(jù)中心“碳中和”進程，還能為其他行業(yè)“碳中和”貢獻一份力量。

從近期出臺的眾多政策性文件不難看出，國家對數(shù)據(jù)中心的節(jié)能要求定會越來越高，筆者關(guān)注到，北京市發(fā)展和改革委員會(簡稱北京發(fā)改委)近期發(fā)布的《關(guān)于進一步加強數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查的若干規(guī)定》(簡稱《規(guī)定》)中指出，“數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)充分利用自然冷源，通過自用、對外供熱等方式加強余熱資源利用。”不僅于此，在對《規(guī)定》的解讀中，北京發(fā)改委更是明確指出了“鼓勵數(shù)據(jù)中心充分利用機柜余熱等技術(shù)。”就數(shù)據(jù)中心而言，余熱回收作為之前并不被行業(yè)重視的一個“碳中和”手段，在政策大趨勢的引導(dǎo)下，將獲得更多關(guān)注，市場發(fā)展前景廣闊。

余熱回收任重道遠

現(xiàn)階段，我國數(shù)據(jù)中心余熱回收之所以應(yīng)用不算廣泛主要可以從兩個方面來看：

觀念層面，就像前文提到的，現(xiàn)階段，大多國內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)研究方向還主要集中在制冷設(shè)備性能能效提升、冷熱源技術(shù)方案優(yōu)化、可再生能源及自然冷源利用等方面。且在政策層面，我國尚未發(fā)布數(shù)據(jù)中心余熱利用相關(guān)的規(guī)范及指導(dǎo)方案，數(shù)據(jù)中心余熱利用的質(zhì)量和規(guī)格參差不齊，這也一定程度上增加了余熱回收在數(shù)據(jù)中心普及的難度。

應(yīng)用層面。首先，現(xiàn)階段余熱回收利用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一次性投資成本較大，投資回收期長，一般在3-5年以上，且安裝相應(yīng)設(shè)備需要企業(yè)部分停工停產(chǎn)，延長項目交付周期，影響數(shù)據(jù)中心交付周期，進而可能影響經(jīng)濟效益。

其次，余熱回收系統(tǒng)安全運維較復(fù)雜。對數(shù)據(jù)中心安全穩(wěn)定性要求較高的行業(yè)(如金融行業(yè))來說，增加數(shù)據(jù)中心余熱回收設(shè)備，不僅對此業(yè)務(wù)部署沒有益處，反而還有可能提升出現(xiàn)故障的概率，故障損失修復(fù)帶來的影響足以抵消長期節(jié)能帶來的收益。

再次，回收的余熱理想化應(yīng)用場景主要為生活供熱，而數(shù)據(jù)中心大多建設(shè)在離市區(qū)人口密集區(qū)較遠的地方，余熱消納應(yīng)用場景不多，要建設(shè)長途運輸管道等設(shè)備又將加大投資成本，這也是現(xiàn)階段我國數(shù)據(jù)中心為普及余熱回收利用技術(shù)的一大原因。

同時，值得注意的是，現(xiàn)階段大多數(shù)據(jù)中心采用風(fēng)冷降溫，相較于液冷數(shù)據(jù)中心，風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心余熱收集及運輸難度較大，成本較高。從技術(shù)角度看，風(fēng)冷系統(tǒng)攜帶熱量介質(zhì)為空氣，存在余熱流動緩慢、不適合長距離運輸、品味低等缺陷，需要鋪設(shè)更大的管道，投資成本高，且回收利用率低;液冷系統(tǒng)攜帶熱量介質(zhì)為冷卻液，流動性強、品味較高、方便運輸，相對于風(fēng)冷系統(tǒng)，投資成本較低，利用率較高，更適合余熱回收利用。

放眼國際，歐美各國數(shù)據(jù)中心余熱回收利用的成功經(jīng)驗或許可為我國數(shù)據(jù)中心余熱回收提供些許經(jīng)驗。歐美各國在數(shù)據(jù)中心余熱回收利用方面已有“固定模式”。早在2010年，歐美地區(qū)就有國家開始回收數(shù)據(jù)中心余熱用于市政供暖，特別是氣候較冷的北歐國家，如瑞典、丹麥、芬蘭等國，其余熱回收利用產(chǎn)業(yè)鏈完整，擁有專業(yè)從事數(shù)據(jù)中心余熱回收的節(jié)能服務(wù)公司，在取熱效果、熱能輸送等方面具有全球的技術(shù)，已展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益。出售余熱甚至成為某些IDC運營商的固定收入來源，比如，聯(lián)合愛迪生公司銷售的熱量為0.07美元/千瓦時，其 1.2 mw數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱可帶來每年超過35萬美元的收入，這對運營商而言是非常高的財務(wù)激勵。除此之外，像蘋果、IBN、谷歌等歐美巨頭公司運營的數(shù)據(jù)中心也均有余熱回收利用的成功案例供我國IDC運營商參考借鑒。

總體而言，雖然現(xiàn)階段我國數(shù)據(jù)中心余熱回收利用相應(yīng)政策文件較少，但筆者相信，隨著數(shù)據(jù)中心碳中和進程的推進，政策方面定會有相應(yīng)的傾斜(如增加余熱利用技術(shù)在《綠色數(shù)據(jù)中心評價指標體系》中的得分權(quán)重;將最新的余熱利用技術(shù)和產(chǎn)品納入國家綠色數(shù)據(jù)中心先進適用技術(shù)產(chǎn)品目錄》中;對投資建設(shè)余熱回收設(shè)備的數(shù)據(jù)中心予以相應(yīng)的資金、補貼支持等)。

技術(shù)層面，隨著余熱回收技術(shù)不斷更迭，系統(tǒng)穩(wěn)定性、建設(shè)成本等方面不斷優(yōu)化，筆者相信，會有越來越多的數(shù)據(jù)中心運營商關(guān)注余熱回收技術(shù)，而這些運營商的關(guān)注也會促進余熱回收技術(shù)廠商進一步進行技術(shù)改良，為數(shù)據(jù)中心“量身定制”一套專用的余熱回收系統(tǒng)，形成“良性循環(huán)”。

最后，用一句話總結(jié)我國數(shù)據(jù)中心余熱回收技術(shù)應(yīng)用：“道阻且長，行則將至。”

網(wǎng)頁標題：數(shù)據(jù)中心余熱回收—變“廢熱”為“負碳”
文章網(wǎng)址：http://m.newbst.com/news20/204620.html

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