現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心已成為信息社會(huì)的重要基礎(chǔ)，但其運(yùn)行通常伴隨高能源消耗與高運(yùn)營成本。全球能源價(jià)格持續(xù)上漲，加之?dāng)?shù)據(jù)中心需求快速增長，使能源壓力在高性能計(jì)算(HPC)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域尤為突出。為應(yīng)對能源成本攀升帶來的影響，不少管理者選擇延遲新系統(tǒng)采購、限制既有設(shè)備性能，甚至縮短運(yùn)行時(shí)長。在此背景下，及時(shí)、經(jīng)濟(jì)地提升能源效率或采用更可持續(xù)的能源方案顯得尤為關(guān)鍵。

以下六項(xiàng)策略可幫助家庭或小型數(shù)據(jù)中心在不犧牲可靠性的前提下，提高整體可持續(xù)性。

一、使用可再生燃料替代品提升備用供能的可持續(xù)性

為確保關(guān)鍵負(fù)載在突發(fā)斷電期間仍能運(yùn)行，數(shù)據(jù)中心通常依賴應(yīng)急或備用發(fā)電系統(tǒng)。選擇碳排放更低、儲(chǔ)存穩(wěn)定性更高的替代燃料，可顯著改善備用能源環(huán)節(jié)的可持續(xù)性。

再生型液體燃料，如先進(jìn)合成可再生柴油HVO，在長期儲(chǔ)存與低溫性能方面具有優(yōu)勢，其凈二氧化碳排放量相較傳統(tǒng)化石柴油可大幅降低，并可在多年儲(chǔ)存期間維持穩(wěn)定特性。此外，優(yōu)良的低溫流動(dòng)性可減少燃料在寒冷條件下出現(xiàn)凝固的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高備用電源系統(tǒng)的可靠性。

對于家庭或小型企業(yè)，還可結(jié)合小型儲(chǔ)能設(shè)備或便攜式電源系統(tǒng)，形成更靈活的應(yīng)急供能方案，進(jìn)一步降低對化石能源的依賴。

二、采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念與模塊化設(shè)計(jì)以減少電子廢棄物

電子廢棄物的處理一直是數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展中的重要議題。雖然現(xiàn)代設(shè)備已在制造階段降低了有害物質(zhì)含量，但延長設(shè)備生命周期仍是減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵手段。

通過循環(huán)經(jīng)濟(jì)策略，如對舊設(shè)備進(jìn)行再利用、翻新或?qū)⑷跃邇r(jià)值的部件投入二級(jí)市場，可有效減少填埋與處置帶來的環(huán)境壓力。同時(shí)，模塊化硬件設(shè)計(jì)正成為行業(yè)趨勢。通過對服務(wù)器中的處理器、存儲(chǔ)或網(wǎng)絡(luò)組件進(jìn)行局部升級(jí)，而非整機(jī)替換，數(shù)據(jù)中心可以在保持性能提升的同時(shí)延長硬件投資周期，從源頭減少電子廢棄物。

三、優(yōu)先評(píng)估既有建筑的改造潛力

建設(shè)全新的數(shù)據(jù)中心通常意味著大量的材料消耗與碳排放。相比之下，對既有建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)施升級(jí)或功能改造，往往能以更低的環(huán)境成本實(shí)現(xiàn)類似的運(yùn)行能力。

然而，將最新節(jié)能技術(shù)整合至舊建筑可能存在技術(shù)挑戰(zhàn)，包括受限的空間布局、既有基礎(chǔ)設(shè)施不兼容等。因此，在決定建設(shè)新設(shè)施前，應(yīng)全面評(píng)估現(xiàn)有建筑的可改造潛力，例如：

調(diào)整機(jī)房布局，以在相同空間中容納更多設(shè)備

將其他用途的建筑(辦公樓、倉庫等)重新規(guī)劃為數(shù)據(jù)中心

通過結(jié)構(gòu)增強(qiáng)與設(shè)施提升，使舊建筑達(dá)到現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的能效需求

只有在評(píng)估結(jié)果顯示新建項(xiàng)目在能效與可持續(xù)性方面明顯優(yōu)于改造方案時(shí)，才應(yīng)考慮建設(shè)新設(shè)施。

四、引入可再生能源作為主要供電方案

使用可再生能源是降低數(shù)據(jù)中心碳排放最直接有效的方式。常見的獲取途徑包括：

1. 購買可再生能源證書(RECs)

通過購買證書支持綠色發(fā)電項(xiàng)目，可快速降低用能結(jié)構(gòu)的碳強(qiáng)度，適合難以進(jìn)行現(xiàn)場改造的設(shè)施。

2. 現(xiàn)場建設(shè)可再生能源設(shè)施

例如安裝光伏板、小型風(fēng)能系統(tǒng)或天然氣—熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)。現(xiàn)場發(fā)電具備以下優(yōu)勢：

減少對外部電網(wǎng)的依賴，提升供電可靠性

提高能源利用效率，尤其在熱電聯(lián)產(chǎn)模式下

降低長期能源成本與價(jià)格波動(dòng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)

大型現(xiàn)場能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可根據(jù)需求達(dá)到數(shù)百兆瓦級(jí)的發(fā)電能力，滿足高密度計(jì)算負(fù)載需求。

3. 場外能源采購與長期電力購買協(xié)議(PPA)

通過與能源供應(yīng)商簽訂長期協(xié)議，支持大型可再生能源項(xiàng)目(如風(fēng)電場或光伏農(nóng)場)。這類方案特別適用于無法進(jìn)行現(xiàn)場建設(shè)但有長期穩(wěn)定需求的機(jī)構(gòu)。

五、通過軟件工具持續(xù)優(yōu)化能源效率

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)(DCIM)與樓宇管理系統(tǒng)(BMS)不僅能監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，還能用于深入分析能源使用效率。

通過這些系統(tǒng)，可以：

精確識(shí)別能源浪費(fèi)源頭

定位低效運(yùn)行的設(shè)備或空調(diào)系統(tǒng)

根據(jù)數(shù)據(jù)制定冷卻、供電與負(fù)載分配策略

持續(xù)記錄調(diào)整與升級(jí)措施，以便評(píng)估實(shí)際效果

建立完善的記錄體系有助于長期優(yōu)化，避免重復(fù)性問題，提高能源管理的科學(xué)性與透明度。

六、探索液體冷卻技術(shù)以降低能耗與用水量

隨著計(jì)算密度不斷提高，傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)在能效與空間利用方面逐漸受到限制。液體冷卻技術(shù)利用導(dǎo)熱效率更高的工程流體，可顯著降低冷卻能耗與數(shù)據(jù)中心整體PUE(電源使用效率)。

現(xiàn)代液冷系統(tǒng)的優(yōu)勢包括：

將PUE從平均約1.3降低至1.03左右

節(jié)省最高約30%的電力消耗

減少對淡水資源的依賴

實(shí)現(xiàn)更高的機(jī)架功率密度，適用于人工智能與高性能計(jì)算場景

隨著預(yù)先驗(yàn)證的液冷服務(wù)器平臺(tái)逐漸增多，液體冷卻的部署正變得更加標(biāo)準(zhǔn)化與可行。

總結(jié)

數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行條件、規(guī)模與用途各不相同，因此不存在適用于所有場景的統(tǒng)一可持續(xù)發(fā)展方案。管理者應(yīng)根據(jù)自身設(shè)施的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行需求與預(yù)算限制，選擇最適合的技術(shù)路徑。然而可以確定的是，主動(dòng)降低科技基礎(chǔ)設(shè)施的碳排放已成為全球共同目標(biāo)。通過上述策略，家庭與小型數(shù)據(jù)中心同樣能夠在穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)能源效率與可持續(xù)性的提升。

審核編輯 黃宇