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一,、數(shù)據(jù)中心能源消耗的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)據(jù)中心的能源消耗從未像今天這樣引起了數(shù)據(jù)中心行業(yè),、乃至整個(gè)國(guó)家和世界能源類相關(guān)組織和機(jī)構(gòu)的高度重視,,甚至綠色和平組織也在關(guān)注。關(guān)于能耗的數(shù)字統(tǒng)計(jì)隨處可見,,這里不過(guò)多闡述,,但數(shù)據(jù)中心的能耗的確需要引起數(shù)據(jù)中心行業(yè)的足夠重視,并且在未來(lái),,能耗數(shù)字將不可避免地繼續(xù)攀升,。
數(shù)據(jù)中心的量變帶來(lái)的思考
縱觀中國(guó)的發(fā)展,未來(lái)人們?cè)谧非髧?guó)民幸福生活的過(guò)程中,,信息技術(shù)將必然成為第一生產(chǎn)力,,在與各行各業(yè)的深度融合中,信息系統(tǒng)的使用量將急劇加大,,在滿足海量計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí),將產(chǎn)生巨大的能源消耗,,目前在以大規(guī)模集成電路方式的,,計(jì)算和存儲(chǔ)技術(shù)沒(méi)有突破變革前,信息生產(chǎn)力和能源消耗將呈現(xiàn)同比幾何基數(shù)增長(zhǎng),。我國(guó)的長(zhǎng)期發(fā)展政策,,根據(jù)世界格局和地緣政治的影響,將逐步向高技術(shù),、高附加值的第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,。在一個(gè)以信息作為動(dòng)力的發(fā)展社會(huì),尋找支撐數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算長(zhǎng)期海量增長(zhǎng)的能源系統(tǒng),,和不斷持續(xù)提高系統(tǒng)能效將是一個(gè)長(zhǎng)期任務(wù),。
我國(guó)現(xiàn)有各類數(shù)據(jù)中心或計(jì)算機(jī)機(jī)房約43萬(wàn)個(gè),數(shù)量約占全球13%.其中經(jīng)營(yíng)性IDC機(jī)房921個(gè),,面積達(dá)到88萬(wàn)平方米,,17.7萬(wàn)個(gè)機(jī)柜,能容納200多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器(數(shù)據(jù)來(lái)源:工業(yè)和信息化部電信研究院,,截至2011年),。
借鑒第三方的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),可以看到,,數(shù)據(jù)中心的數(shù)量已經(jīng)到了一定的數(shù)量級(jí)別,,而同時(shí),不僅僅是數(shù)量增加,,平均每個(gè)數(shù)據(jù)中心的容量也在增加,,這最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的能源消耗不斷增加。量變引發(fā)質(zhì)變,,最典型的是:
(1)信息和數(shù)據(jù)的海量發(fā)展,,直接導(dǎo)致經(jīng)營(yíng)性數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展,。一定程度上,只有經(jīng)營(yíng)性數(shù)據(jù)中心的商業(yè)杠桿才能撬動(dòng)去尋找最有的相關(guān)資源配置,;
(2)伴隨著數(shù)據(jù)中心的量變(數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和單個(gè)數(shù)據(jù)中心的容量和規(guī)模變大),,必然導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)中心朝著標(biāo)準(zhǔn)化,模塊化和自動(dòng)化等具備典型工業(yè)產(chǎn)品特性的方向發(fā)展,;
(3)經(jīng)營(yíng)性數(shù)據(jù)中心的蓬勃發(fā)展極大地改變了原有數(shù)據(jù)中心的生態(tài)系統(tǒng),,部分甚至絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心開始從成本中心向利潤(rùn)中心演變,而這種演變也必將導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)更符合商業(yè)原則和法則,。
二,、數(shù)據(jù)中心的能源消耗發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)實(shí)生活中,人們已經(jīng)離不開各種IT技術(shù)的應(yīng)用,,國(guó)外的諸如蘋果,,谷歌,微軟,,亞馬遜,,F(xiàn)ACEBOOK早已經(jīng)成為人們?nèi)粘I畹囊徊糠郑趪?guó)內(nèi),,以騰訊,、百度和阿里巴巴為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司,還有很多和人們?nèi)粘I钕嚓P(guān)的很多服務(wù),,都離不開IT應(yīng)用,,這也是云計(jì)算興起和發(fā)展的原因。從另外一個(gè)角度來(lái)看待云計(jì)算,,至少其中一個(gè)顯著特點(diǎn)是資源共享,,提高效率,降低成本,。為什么,?因?yàn)橹嗡麄兯枰腎,D和E的增長(zhǎng)非常迅速(數(shù)據(jù)中心和能源的SPIDER方法論),,甚至是超過(guò)了很多人的預(yù)期,,目前看來(lái),還沒(méi)看到放緩,,停滯或者倒退的任何跡象,,相反,看到更多的是蓬勃發(fā)展,。
在這些表象的后面是什么,,是龐大的數(shù)據(jù)中心群在支撐著這些應(yīng)用。雖然這些行業(yè)巨頭們并沒(méi)有官方披露自己所擁有的服務(wù)器數(shù)量和數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和容量,,僅僅依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)和第三方咨詢調(diào)查機(jī)構(gòu)的報(bào)告,,來(lái)做一些推測(cè),,大約Google有超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,AMAZON大概有60-80萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,,F(xiàn)ACEBOOK大概超過(guò)30萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,。
通常而言,當(dāng)討論數(shù)據(jù)中心行業(yè)的時(shí)候,,大體分為三大類別,,一個(gè)是IDC,即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,,另外一個(gè)是EDC,,(企業(yè)數(shù)據(jù)中心),第三種數(shù)量較少,,即HPC(超算中心),,主要用于科學(xué)計(jì)算。對(duì)于EDC,,其絕對(duì)數(shù)量應(yīng)該是大于IDC的,,因?yàn)閹缀趺總€(gè)企業(yè)的IT都有一個(gè)數(shù)據(jù)中心來(lái)做支撐。
無(wú)論是IDC還是EDC,,最近幾年,都在不斷的擴(kuò)容,,新建或者是整合等,。而新建的數(shù)據(jù)中心的容量都是過(guò)去所無(wú)法想象的,并且在全國(guó)各地出現(xiàn)了很多數(shù)據(jù)中心園區(qū),,其容量更是達(dá)到了前所未有的數(shù)量級(jí)別,。
根據(jù)相關(guān)調(diào)研機(jī)構(gòu)針對(duì)中國(guó)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的分析數(shù)據(jù):截止到2012年,數(shù)據(jù)中心在中國(guó)的總規(guī)模是129萬(wàn)方米,。同期亞太區(qū)的規(guī)模是583萬(wàn)平方米,。中國(guó)是目前亞太地區(qū)第二大市場(chǎng),占比16%.2012年中國(guó)DC市場(chǎng)的總價(jià)值為8.7億美元,。同期亞太區(qū)的價(jià)值29.3億美元,。中國(guó)占比為23%.
中國(guó)DC行業(yè)的規(guī)模增長(zhǎng)20.1%(107—129)。亞太市場(chǎng)同比2011年增長(zhǎng)18.2%,。
中國(guó)數(shù)據(jù)中心投資的增長(zhǎng)2012達(dá)到34%(6.5—8.7億美金),,而亞太地區(qū)增長(zhǎng)為24%(23.6—29.3億美元),增長(zhǎng)驚人,。
(相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的市場(chǎng)潛力/飽和度情況)
雖然中國(guó)保持了超過(guò)國(guó)家GDP4倍多的增長(zhǎng)率,,但是在國(guó)外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)分析。中國(guó)依然有較大的投資和市場(chǎng)價(jià)值增長(zhǎng)空間,,上面的圖表是針對(duì)全球各國(guó)關(guān)于數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)飽和度的一個(gè)分析,,中國(guó)市場(chǎng)表現(xiàn)出需求旺盛并且潛力巨大的態(tài)勢(shì),。
這些市場(chǎng)數(shù)據(jù)可以反映出數(shù)據(jù)中心業(yè)內(nèi)對(duì)于市場(chǎng)的發(fā)展處于一個(gè)樂(lè)觀的態(tài)度,但從反面能夠看到一個(gè)特征,,即數(shù)據(jù)中心的投資和能耗依舊會(huì)快速增長(zhǎng),。各地涌現(xiàn)的各個(gè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目目前還處于一個(gè)前期開發(fā)建設(shè)階段,經(jīng)過(guò)2-4年的一個(gè)建設(shè)周期后,,在投入運(yùn)營(yíng)階段,,數(shù)據(jù)中心的能耗用量很可能將正式列入在國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門的第三類產(chǎn)業(yè)能耗而被單獨(dú)統(tǒng)計(jì),因?yàn)檫@必然是單類能耗增長(zhǎng)速度最快和最高的一個(gè)行業(yè),。
關(guān)于數(shù)據(jù)中心的高能耗,,從單位GDP能耗上看,數(shù)據(jù)中心屬于高載能(能源消耗大),、零污染,、投資密集型項(xiàng)目。這在第三類產(chǎn)業(yè)上絕無(wú)僅有,,而且數(shù)據(jù)中心屬于高技術(shù)附加值的現(xiàn)代科技服務(wù)業(yè),,其承載的IT系統(tǒng)所產(chǎn)生和帶動(dòng)的行業(yè)產(chǎn)值可能達(dá)到幾十甚至數(shù)百倍。
根據(jù)中國(guó)電信財(cái)報(bào)和公司節(jié)能減排處公布的數(shù)據(jù):2011年中國(guó)電信能耗(電)約132億千瓦時(shí),,2011年總收入達(dá)2449.43億元。所以,,能耗的后面是這個(gè)無(wú)煙工業(yè)的GDP帶動(dòng),,同時(shí)也看到相比2010年中國(guó)電信總能耗增加了15%,而業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)了11.7%.這也說(shuō)明了運(yùn)營(yíng)商由2G+固網(wǎng)到3G+寬帶,,由話音通信為主到以互聯(lián)網(wǎng)信息為主轉(zhuǎn)型期,,能耗的增長(zhǎng)大于業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)。
這種產(chǎn)業(yè)支撐關(guān)系,,還僅是在運(yùn)營(yíng)商一個(gè)環(huán)節(jié),,如果從全局看更高層的業(yè)務(wù),如娛樂(lè),、信息,、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè),整個(gè)IT信息產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈將更長(zhǎng),。但與此同時(shí)看到的一個(gè)明顯趨勢(shì)是能耗的總量和增速都在快速變化,。
很多地方政府本著發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的目標(biāo),還是較為積極的發(fā)展和支持云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè),,比如內(nèi)蒙古,、重慶等。但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的了解和調(diào)研,,很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),,如北,、上、廣,、深地區(qū),,因?yàn)殡娏Y源的緊張,發(fā)展服務(wù)器托管類的IDC數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目,,將要進(jìn)行更多的政策和資源協(xié)調(diào),。
以上所引用的資料和數(shù)據(jù),可能由于統(tǒng)計(jì)方法,,統(tǒng)計(jì)時(shí)間的因素,,會(huì)有一些偏差,但有一點(diǎn)是達(dá)成共識(shí)的,,即數(shù)據(jù)中心的能源消耗達(dá)到了一個(gè)不得不引起重視的高度,,并且將繼續(xù)攀升。
三,、數(shù)據(jù)中心的能源供應(yīng)來(lái)源
在論述國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心資源供應(yīng)來(lái)源之前,,有一個(gè)不得不說(shuō)的故事,這個(gè)故事來(lái)自于一本書,,書名叫做《IT不再重要》,,在這本書里的第二章節(jié)講述了塞繆爾。英薩爾(SamuelInsull)和私有電廠時(shí)代的結(jié)束,,公用電網(wǎng)占據(jù)了主導(dǎo)的故事,。
本文無(wú)意去八卦他和愛(ài)迪生的故事,作為后來(lái)者能看到的是,,無(wú)論在美國(guó),還是在中國(guó),,公用電網(wǎng)都占據(jù)了絕對(duì)主導(dǎo)地位,。
根據(jù)目前市場(chǎng)上數(shù)據(jù)中心的能源供給,絕大多數(shù)情況下占據(jù)主導(dǎo)地位的能源供給都是電力能源,,如果從國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)來(lái)看,,幾乎都是來(lái)自于國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。
寫到這里,,似乎引領(lǐng)讀者進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū),,認(rèn)為數(shù)據(jù)中心一定遵循公用電網(wǎng),甚至只能利用國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)電力供應(yīng),,這并不是本文所要表達(dá)的觀點(diǎn),,因此有必要澄清一下。即使目前的現(xiàn)狀是這樣,,但并不等于這是唯一的路徑,。對(duì)于未來(lái)的數(shù)據(jù)中心而言,,也許可以重新考慮愛(ài)迪生的思路。這也是本文希望讀者可以開放思路,,畢竟條條大路通羅馬,,成功的路從來(lái)都不止一條。以往的分布到集中,,對(duì)于未來(lái)的某些數(shù)據(jù)中心而言,,可能反之,即從集中到分布,。
目前數(shù)據(jù)中心幾乎所有的電力供應(yīng)均來(lái)自于公用電網(wǎng),,而用電也是數(shù)據(jù)中心能源消耗的絕大部分。電力是從工業(yè)社會(huì)文明爆發(fā)以來(lái),,最重要的生產(chǎn)資料,,傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,電力具有清潔,、高效,、便捷的能源特征。所以在僅百年的時(shí)間,,全球建立了覆蓋超過(guò)80%陸地面積的電網(wǎng)覆蓋,,全球總發(fā)電量達(dá)到為21.3萬(wàn)億千瓦時(shí)。在2011年,,中國(guó)有一項(xiàng)數(shù)據(jù)超過(guò)美國(guó)保持了110年的記錄,,躍居世界第一:2011年中國(guó)凈發(fā)電量總額達(dá)到4.47萬(wàn)億千瓦時(shí),超過(guò)美國(guó)的年凈發(fā)電量4.1萬(wàn)億千瓦時(shí),,中國(guó)目前有十萬(wàn)億千瓦發(fā)電機(jī)組裝機(jī)量,。這背后是根源有很多,2011年中國(guó)7.3萬(wàn)億美元GDP大約只是美國(guó)15萬(wàn)億美元GDP的一半,,但實(shí)體經(jīng)濟(jì)比例居高使得中國(guó)的凈發(fā)電量已經(jīng)超過(guò)美國(guó),。
電是二次能源,這與一次能源煤炭,、石油,、天然氣等有著本質(zhì)的區(qū)別。
1,、數(shù)據(jù)中心能源消耗的結(jié)構(gòu)和特征
今天,,無(wú)論是在政府,還是地方招商引資,,或是在規(guī)劃運(yùn)營(yíng)層面,,大家都對(duì)數(shù)據(jù)中心是個(gè)能源消耗“大戶”達(dá)成共識(shí)。能源消耗主要體現(xiàn)在兩方面:一是電力,二是制冷,。一般情況下,,這里特指的“電”的消耗,主要體現(xiàn)在對(duì)電的容量的要求和電量的消耗,。這里的制冷,,主要是指為了保證數(shù)據(jù)中心內(nèi)的IT設(shè)備保持正常運(yùn)行(或者基于SLA中對(duì)于IT設(shè)備制冷需求的定義)而需要的冷量。在中國(guó),,在非自然冷卻的情況下,,主要是通過(guò)電制冷設(shè)備來(lái)為IT設(shè)備冷卻的,即把電這個(gè)高級(jí)能源轉(zhuǎn)換為冷這個(gè)低級(jí)能源,,用于冷卻IT設(shè)備,。既然是電制冷,當(dāng)然是需要電的容量供給和電量的消耗,。IT設(shè)備的用電加上制冷系統(tǒng)的用電,,構(gòu)成了數(shù)據(jù)中心電力能源的絕大部分消耗。
數(shù)據(jù)中心的制冷需求雖然也包括諸如照明和建筑隔熱等方面,,但占其絕對(duì)比例部分是為IT設(shè)備制冷用,。對(duì)于IT設(shè)備本身的冷量需求,如果用一個(gè)不是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)直容^簡(jiǎn)單的說(shuō)法來(lái)表達(dá),,IT設(shè)備的制冷量約等于IT設(shè)備的用電消耗量,,即約為1:1的數(shù)學(xué)關(guān)系。例如:一臺(tái)功耗為300瓦的服務(wù)器在其額定工況運(yùn)行時(shí),,產(chǎn)生300瓦的熱量,,需要約300瓦的冷量進(jìn)行冷卻。
在這里,,要補(bǔ)充一句,,即數(shù)據(jù)中心的電和冷是可以通過(guò)低級(jí)能源和其他能源獲得的,這也是本文的一個(gè)重要基礎(chǔ),。
備注:這個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系至關(guān)重要,,是數(shù)據(jù)中心和分布式能源(特指三聯(lián)供系統(tǒng))結(jié)合的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2,、數(shù)據(jù)中心對(duì)于能源供應(yīng)的技術(shù)要求
數(shù)據(jù)中心對(duì)于能源的供給,其最典型的特點(diǎn)是“可持續(xù)性”,,今天數(shù)據(jù)中心的可用性或者uptime而言,,其核心也是保證數(shù)據(jù)中心的持續(xù)性,盡量減少中斷的次數(shù)和中斷的時(shí)間,,如果從市場(chǎng)上的主流商業(yè)IDC的合同中的服務(wù)級(jí)別協(xié)議(ServiceLevelAgreement)中,,都有關(guān)于持續(xù)供應(yīng)的可用性的描述,通常是用百分比和數(shù)字進(jìn)行約定的。
3,、數(shù)據(jù)中心能源消耗的分類
(1)對(duì)于數(shù)據(jù)中心能源消耗的分類,,主要分為以下幾種:
①電力能源的消耗:所有的IT設(shè)備,必要的輔助設(shè)備,,諸如制冷系統(tǒng)的冷機(jī),,水泵,精密空調(diào),,已經(jīng)對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)在絕大多數(shù)情況下,,都需要電力供應(yīng),都在消耗電力能源,。
②水的消耗:在數(shù)據(jù)中心中水的消耗經(jīng)常被忽視,,當(dāng)分析被忽視的原因時(shí)候,發(fā)現(xiàn)主要是受到一些設(shè)計(jì)和技術(shù)上的限制所致,,比如制冷系統(tǒng)采用DX系統(tǒng),,其對(duì)水的消耗主要體現(xiàn)在加濕方面,其耗水量很小,。隨著冷凍水系統(tǒng)的逐漸在數(shù)據(jù)中心被大量采用,,其對(duì)于水的消耗也迅速增長(zhǎng),當(dāng)然,,數(shù)據(jù)中心的投資者和運(yùn)營(yíng)者每月的賬單中會(huì)看到水費(fèi)賬單的變化,。如果從資源供給的角度來(lái)看,對(duì)于整個(gè)地球而言,,在目前,,水的缺乏遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力的缺乏,當(dāng)然這里的水是指需要被凈化處理后的水,。除此之外,,在數(shù)據(jù)中心中關(guān)于把水作能源的案例,最典型的應(yīng)該是google利用河水,,海水等來(lái)制冷,,利用水的溫差和循環(huán)來(lái)達(dá)到制冷的目的,理論上,,水并沒(méi)有發(fā)生相變(諸如水的蒸發(fā)),,但是水的溫度發(fā)生了變化,是否對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響,,截至到目前,,依然存在爭(zhēng)議。
③油的消耗:通常情況下,,為了保證數(shù)據(jù)中心的可用性,,數(shù)據(jù)中心在初始設(shè)計(jì)的時(shí)候都配置了柴油發(fā)電機(jī),。如果純粹從可用性的角度來(lái)看,電網(wǎng)供電并不在數(shù)據(jù)中心投資者和運(yùn)營(yíng)者的控制范圍內(nèi),,而柴油發(fā)電機(jī)是其資產(chǎn),,其可以產(chǎn)生源源不斷的電力輸出,其可控制性可能更好,,之所有采用電網(wǎng)供電,,主要還是從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮(這基本是國(guó)外數(shù)據(jù)中心投資者和運(yùn)營(yíng)者的邏輯)。因此,,在電網(wǎng)供應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū),,油的消耗并不是很高。
④氣的消耗:這里的氣指的是天然氣,,有些數(shù)據(jù)中心采用天然氣發(fā)電,,因此也存在著消耗,無(wú)論是作為數(shù)據(jù)中心的主用,,還是備用,,在技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看,都是非常成熟和可靠的,。但是,,從目前市場(chǎng)上的數(shù)據(jù)中心調(diào)查上來(lái)看,比例非常小,,甚至是屈指可數(shù),。但并不表明這種技術(shù)不成熟,只是在目前的數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用比較少而已,。
⑧其他:雖然市場(chǎng)上罕見,,但的確看到一些可能性,諸如可以向當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)公司直接購(gòu)買冷量,。在高寒地區(qū)的冬天,,對(duì)于一些設(shè)備和輔助區(qū)域,也可以向當(dāng)?shù)毓峁局苯淤?gòu)買熱量,。
(2)電力
雖然今天可以看到了一些數(shù)據(jù)中心新能源的案例,,諸如蘋果的利用太陽(yáng)能能源的數(shù)據(jù)中心和GOOGLE用的風(fēng)力能源作為數(shù)據(jù)中心的能源供給。但是,,目前,,無(wú)論在全球和國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心幾乎都利用電力能源作為數(shù)據(jù)中心的主要能源供給來(lái)源。
截至2011年底,,全國(guó)電力裝機(jī)達(dá)到10.6億千瓦,,超過(guò)美國(guó)成為世界第一電力裝機(jī)大國(guó),火電在裝機(jī)總量中所占比重長(zhǎng)期保持在70%以上,。
電網(wǎng)從歷史發(fā)展來(lái)看,可以分為四個(gè)階段:電廠直配城市網(wǎng)、省區(qū)電網(wǎng),、跨省大區(qū)電網(wǎng)和跨大區(qū)聯(lián)合電網(wǎng),。
隨著用電量不斷增長(zhǎng),大型水電,、火電和核電的建設(shè),,地區(qū)間電源與負(fù)荷的不平衡以及經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需要,必然要求發(fā)展輸電和聯(lián)網(wǎng),,電壓等級(jí)也隨之逐步提高,。從最初較低電壓水平的6-10kV經(jīng)歷35kV、110kV和220kV,,發(fā)展到超高壓的330kV,、500kV和750kV電網(wǎng),并且還有繼續(xù)上升的趨勢(shì),。
如果從裝機(jī)量和發(fā)電量來(lái)看,,似乎中國(guó)并不缺電,但中國(guó)的發(fā)電廠主要在西北部,,用電用戶主要在東部,,電網(wǎng)的調(diào)配能力還存在一定瓶頸,局部地區(qū)缺電,、讓電,、限電現(xiàn)象依然存在。
(3)水
我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家,。我國(guó)的淡水資源總量為28000億立方米,,占全球水資源的6%,僅次于巴西,、俄羅斯和加拿大,,名列世界第四位。但是,,我國(guó)的人均水資源量只有2300立方米,,僅為世界平均水平的1/4,是全球人均水資源最貧乏的國(guó)家之一,。然而,,中國(guó)又是世界上用水量最多的國(guó)家。僅2002年,,全國(guó)淡水取用量達(dá)到5497億立方米,,大約占世界年取用量的13%,是美國(guó)1995年淡水供應(yīng)量4700億立方米的約1.2倍,。
“中國(guó)是一個(gè)重度缺水的國(guó)家”,,水利部水資源司司長(zhǎng)吳季松說(shuō),,這是從水資源對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐能力上得出的判斷。據(jù)統(tǒng)計(jì),,我國(guó)目前缺水總量估計(jì)為400億立方米,,每年受旱面積200萬(wàn)~260萬(wàn)平方千米,影響糧食產(chǎn)量150億~200億千克,,影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億元,,全國(guó)還有7000萬(wàn)人飲水困難。缺水對(duì)環(huán)境和人的身心健康都有著嚴(yán)重的影響,。以上的這些數(shù)據(jù)充分表明了幾個(gè)最需要關(guān)注的觀點(diǎn):
中國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家,,并且水的消耗逐年增長(zhǎng)。
伴隨著中國(guó)數(shù)據(jù)中心冷凍水系統(tǒng)的逐漸占據(jù)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)制冷的主流,,數(shù)據(jù)中心對(duì)水的供給能力和消耗量都達(dá)到了一個(gè)高度,,從綠色網(wǎng)格組織的WUE也讓人們意識(shí)到數(shù)據(jù)中心對(duì)水資源的供給需求和消耗的重視。
數(shù)據(jù)中心對(duì)于水的供應(yīng)目前在中國(guó)100%來(lái)自于市政供水,,這也意味著數(shù)據(jù)中心的相關(guān)利益者需要充分意識(shí)到數(shù)據(jù)中心對(duì)于水的依賴性和需求量,。
對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)中心投資和運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō),通常會(huì)關(guān)注以下問(wèn)題:
水對(duì)于數(shù)據(jù)中心的重要性:用簡(jiǎn)單的一句話來(lái)問(wèn)“沒(méi)水不行嗎,?”,,答案是肯定的,真的不行,,沒(méi)有水,,很難保證數(shù)據(jù)中心的持續(xù)運(yùn)行。
數(shù)據(jù)中心內(nèi)用水的分類:即數(shù)據(jù)中心消耗用水的分類,,哪里需要耗水,?通常情況下,主要分為以下幾種類別:
A:數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)用水:如果從數(shù)據(jù)中心日常水的消耗量的各個(gè)分類用水的比例來(lái)看,,這部分水的消耗占據(jù)了相當(dāng)大的比例,,甚至是絕對(duì)比例。這部分用水主要分兩個(gè)子項(xiàng),,一個(gè)是加濕用水,,即為了保持?jǐn)?shù)據(jù)中心濕度的控制,需要水來(lái)來(lái)加濕,;另外一個(gè)是數(shù)據(jù)中心冷凍水系統(tǒng)所需要的水消耗,。尤其是采用水冷冷凍水系統(tǒng)的時(shí)候,冷卻塔水的消耗量是很大的,。
B:消防系統(tǒng)用水:可能有人要問(wèn):“我可以采用氣體滅火,,可以不用水系統(tǒng)!”在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的時(shí)候,,的確可以考慮采用氣體消防來(lái)滅火,,并且對(duì)于市場(chǎng)上大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心而言,,其主機(jī)房采用氣體滅火系統(tǒng)的占據(jù)了絕大多數(shù)。但是,,在數(shù)據(jù)中心各個(gè)功能分區(qū)中,,如果把主機(jī)房建筑面積和其他輔助功能分區(qū)面積用數(shù)字做個(gè)比例對(duì)比的時(shí)候,基本的數(shù)字比例大概在1:1.5-2.5之間,,換句話說(shuō),絕大多數(shù)的輔助功能分區(qū)的面積部分都必須采取水消防系統(tǒng),,或者說(shuō)采取水消防系統(tǒng)是最合理的,,性價(jià)比最好的。因此,,結(jié)論是:數(shù)據(jù)中心有一定比例的消防系統(tǒng)是通過(guò)水消防系統(tǒng)完成的,,也必然存在水的消耗。(雖然,,對(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶而言,,內(nèi)心希望消防系統(tǒng)永遠(yuǎn)不要真正啟動(dòng),永遠(yuǎn)不要發(fā)生火警,,但既然水系統(tǒng)是必須的,,其必然需要水的供應(yīng))
C:衛(wèi)生用水:同樣,這部分用水也是必不可少的,。數(shù)據(jù)中心日常的運(yùn)行,,都需要這部分用水。
D:清潔和保潔:數(shù)據(jù)中心需要保持環(huán)境清潔,,這部分用水也將存在,。
E:其他用水:諸如室外綠地花園用水等。
在數(shù)據(jù)中心日常水的消耗中,,制冷系統(tǒng)水的消耗占據(jù)了絕對(duì)比例,,因此在這里對(duì)于該部分水的消耗做一個(gè)簡(jiǎn)單的推導(dǎo)。
在對(duì)國(guó)內(nèi)某數(shù)據(jù)中心的研究中,,發(fā)現(xiàn)其每天用于制冷系統(tǒng)用水消耗量很大,,如果市政供水發(fā)生中斷1個(gè)小時(shí),其所做儲(chǔ)備用水將耗盡,,如果那樣,,其制冷系統(tǒng)也將發(fā)生問(wèn)題,如果繼續(xù)惡化,,最終的結(jié)果和斷電的結(jié)局是殊途同歸,。在意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題后,不難得出這樣的結(jié)論:水作為數(shù)據(jù)中心必須的一種能源絕對(duì)值得足夠的重視,,甚至是要放在策略層面上,。當(dāng)然,,如果制冷系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)生重大變革,水的消耗極具減少,,可能就只需要放在戰(zhàn)術(shù)層面來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題了,。
(4)油
對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言,所說(shuō)的油特指的是柴油,,即用于柴油發(fā)電機(jī)的柴油,,考慮到數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)的作用主要是用于當(dāng)電力供應(yīng)發(fā)生中斷的時(shí)候,接管數(shù)據(jù)中心電力的繼續(xù)供給,,并不作為主要電力供應(yīng),,屬于備用,因此其消耗的柴油量相對(duì)比較少,。
(5)天然氣
本文所關(guān)注的是天然氣的應(yīng)用和關(guān)鍵特點(diǎn),。
天然氣的采收率高于石油。原生天然氣的采收率一般為40%-70%,,而原油的采收率往往低于30%-35%.
天然氣造成的污染要比石油或煤炭輕得多,。
天然氣的儲(chǔ)量豐富。
天然氣的使用受到的限制:
地緣政治和當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)狀況,。
管道的限制,。
季節(jié)變化而帶來(lái)的用氣量不同,冬季居民用氣量大,,夏季民用氣量小,。
對(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶而言,隨著西氣東輸管道的發(fā)展和液化天然氣的進(jìn)口,,天然氣的使用變得越來(lái)越寬廣,。以往天然氣應(yīng)用最多的是工業(yè)和汽車,但隨著國(guó)家政策的放開和技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)化,,天然氣在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用有潛在的巨大機(jī)遇,。
四、總結(jié)
能源是數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)根本和立身之本,。
目前,,在國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心能源的使用占絕對(duì)比例的依然是公用電網(wǎng),對(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶而言,,并不介意和關(guān)注其從電網(wǎng)購(gòu)買的電力是水電,,火電,核電或其他,。
數(shù)據(jù)中心水的消耗也是能源消耗中的一種,,值得關(guān)注。尤其是水的持續(xù)供應(yīng)和消耗對(duì)于數(shù)據(jù)中心可用性的影響。
分布式能源(比如天然氣)未來(lái)可能對(duì)數(shù)據(jù)中心能源帶來(lái)巨大影響,。
編輯:Harris
關(guān)鍵詞:ups電源參數(shù)http://kugq.cn/list-3-1.html