隨著網絡數據通信量急劇增長,作為載體的數據中心的耗電量之龐大也令人咂舌。同時伴隨“算力”的提高,數據中心的運行能耗及其運行成本也將面臨不斷攀升的憂慮。所以數據中心供電就提到了關鍵日程。
眾所周知,一般數據中心供電采用煤炭發電以及新型的風電、光電、水電、天然氣等可再生能源發電技術,但最近俄羅斯建立了一個數據中心卻是用核電廠的電力。下面我們來看看數據中心供電方式對比:核供電之于其他供電方式。
俄羅斯的這個數據中心建在俄羅斯北部的烏多姆利亞鎮,毗鄰加里寧核電站。這個電力容量為80MW的數據中心由俄羅斯國有能源企業Rosenergoatom公司所有,該公司旗下擁有加里寧核電站,因此這個數據中心會優先使用核電廠的電力。由于加里寧核電站可以生產4GW的電力,可以確保數據中心有足夠的電能。
核能生產幾乎沒有溫室氣體排放,雖然核裂變反應堆在技術上不產生“可再生”的能源。而快中子增殖反應堆”可以創造更高的燃料比。盡管核電不產生溫室氣體,但在綠色環保組織的活動中,核能極不受歡迎。但科學家們認為,環保主義者將不得不接受必要的核能發電,以避免氣候變化。
核電是適合基礎負荷發電,因為它可以連續運行,核能發電可以做到一些可再生能源不能做到的事情。因為風能和太陽能依賴于天氣和有限的時間,而水電和地熱則是連續可用的。
事實上,該數據中心采用核電是消耗加里寧核電站多余電能的一種手段,因為核電站高效的發電,有時不能滿足核電站穩定生產的要求。這與在冰島建設的數據中心有異曲同工之妙,其數據中心的角色也是為了消耗多余的地熱和水力發電所產生的電能。
有人指出,鈾礦開采和核廢料處理都使用能源。也有人贊成使用核能,因為這至少作為智能電網的一個“橋梁”,可以讓可再生能源得到更充分的發展,讓存儲技術能夠提供滿足人們對持續時間的需求。有相關網站對加里寧核電站進行了一項民意調查,詢問讀者對數據中心供電采用核能有什么想法,根據調查結果,28%的人支持采用核電,33%的人支持采用太陽能。
數據中心傳統供電一般是火電,但隨著風電、光電、水電等可再生能源發電技術的成熟以及成本的下降,傳輸通道和功率預測調控技術的不斷發展,以及我國電力市場化交易機制的不斷完善,可再生能源向數據中心供應能源的技術路線將不斷成熟。用光伏方案的數據中心比如華為、阿里、蘋果、谷歌,百度…這些數據中心都采用了光伏方案。
全球來看,現有以可再生能源給數據中心供電的方式,包括自建可再生能源發電項目、直接向發電企業采購綠電、采購綠色電力證書以及電力現貨市場化交易等方式。但是,我國煤電為主的能源電力結構,制約著數據中心對可再生能源的使用。據測算,2018年我國數據中心可再生能源供電量占數據中心總用電量的22.95%,比例小于同期全國社會總用電量中可再生能源的消費比重。
我國大部分數據中心分布于可再生能源在全社會電力消費量占比較低的省市,如北京、廣東、浙江、江蘇等地。為提高數據中心清潔能源應用比例,2019年,國家工信部等三部委聯合發布的《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》中就明確提出,鼓勵數據中心直接與可再生能源發電企業開展電力交易,購買可再生能源綠色電力證書,提高數據中心清潔能源的應用比例。
再如,我國貴州的“數字經濟”近幾年快速發展,離不開其“涼爽、多水”的生態環境和能源資源優勢,給數據中心的布置創造了天然的優良條件。一是貴州全年氣溫適中,夏季較為涼爽,可以降低數據中心的空調能耗和成本;二是豐富的水力資源,以及較其他省份便宜一半以上的水電成本優勢,為大數據及其相關企業的發展降低了運營成本。
天然氣分布式能源系統綜合能源利用率高,且系統輸出的熱電比與數據中心的末端需求的冷電比負荷特征十分匹配,進而,能夠優化聯供供能系統的設備利用率以及數據中心的系統能效。
綜上所述,數據中心作為一個典型的能源系統,與能源互聯網一樣,更精細、更全面能源系統的多目標優化及評價,是“能源不可能三角”約束下數據中心提質增效的應有之義。數據中心供電方式在考慮高效、經濟運行的同時,應盡量實現綠色運行。