在數字經濟蓬勃發展進程中，數據中心起著至關重要的支撐作用。數據顯示，2020年，中國數字經濟規模達到39.2萬億元，數據中心用全社會1%左右的用電量支撐了38.6%的國民生產總值。預計到2030年，中國數據中心用電量為1800億度，將支撐超過50%的國民生產總值。“雙碳”政策引領下，數據中心的可持續發展則日益成為大家關注的焦點。

日前，中國建筑設計研究院數據中心設計研究所所長、中國勘察設計協會電氣分會青年專家組常務副主任及雙高專家組委員郭利群、施耐德電氣關鍵電源業務部首席技術顧問石葆春共聚施家課堂，就數據中心節能降碳具體措施、如何提高數據中心負載率、數據中心可持續發展方面路徑、可再生能源對數據中心的意義與可行性、儲能發展空間等多項議題進行了多方位探索與交流。

降低PUE僅僅是開始

談到可持續發展，傳統意義很容易聯想到節能減排，進而映入腦海的便是PUE指標。在相當長時間里，PUE一直是數據中心產業的技術攻關方向。得益于數據中心能源效率的飛速提升，數據中心的平均PUE從十多年前的超過1.8，降低到如今的平均不到1.5，甚至有的已經低于1.2。

郭利群介紹：“當下，盡可能降低PUE依然是業界努力的方向，并且是數據中心規劃設計過程中要重點考慮的因素，低PUE可以節省電費支出，為持續運營的盈利提供保障。由于地方政府對于數據中心的用電用水都有要求，因此，在數據中心設計時，需要因地制宜選擇合適的制冷和供配電技術路線。”

以正在實施的某項目為例，當地節水辦對用水指標控制非常嚴格，由于傳統風冷冷水系統的PUE值不理想，所以需要通過采用間接蒸發冷技術將PUE降低到1.25以下。要充分實現自然冷卻，除了提高供給水溫度之外，還要充分利用風向，讓更大的自然風吹到設備上。比如，布置了間接蒸發冷卻機組的數據中心樓，宜利用全年主導風向特點，多棟數據機房樓豎向布置，以樓的短邊迎風，形成迎風進風通道，提高樓兩側布置機組的長邊吸風換熱效率；辦公區則可以橫向布置，形成擋風屏障，提供內院環境舒適度。

“如果要進一步降低PUE，還必須要在供配電系統方面做出更多努力。”石葆春介紹，在這方面，由施耐德電氣提供的Galaxy系列UPS，除了傳統的雙變換模式，還支持全新的ECOnversion（E變換）工作模式。

施耐德電氣獨有的E變換模式具有高可用性、高效率、高性能指標參數等多重優勢。在E變換模式下，運行時的逆變器保持與旁路電源并聯連接，并共同為負載提供電流。負載需要的諧波電流（無功功率）由逆變器提供，靜態旁路向負載提供基波電流（有功功率），而輸出的電壓由旁路市電電壓決定。逆變器可以對諧波電流進行補償校對，使得UPS輸入端的諧波電流小于3%，輸入功率因數為0.99。當市電供電發生故障時，逆變器將立即提供負載所需的所有電流，從而消除在切換E變換模式過程中的斷電或壓降，等特點。沒有切換動作，也可以說其切換時間達到0ms，輸出提供IEC62040-3 Class 1供電質量；E變換僅進行較少的能量變換，功率器件溫升低，疲勞老化程度低，產品壽命長達15年；99%高效率帶來低TCO，1000kW負載10年節省350萬度電。

面向未來的可持續發展

降低PUE意味著可以節省數據中心的用電量，同時也帶來了碳排放量的下降。如果按1,000個功率密度6kW的機柜，平均PUE1.3計算，則全年耗電量為6,833萬度，折合碳排放交易額303萬元。在業界持續為降低PUE而進行探索的同時，有必要認識到，要實現整個社會的可持續發展，僅僅降低數據中心的PUE是遠遠不夠的，而且進一步下降空間也已經很小了。

石葆春表示，作為關鍵能源效率指標，持續提升的PUE可看作是數據中心行業可持續發展的第一步。施耐德電氣認為，廣義的可持續發展需要從環境、社會和治理（ESG）三個方面綜合考量，關注能源使用、溫室氣體排放、用水、廢棄物、土地與生物多樣性等多個要素。在《中國數據中心可持續發展》洞察報告中，施耐德電氣明確提出了構建可持續發展數據中心的關鍵要素、衡量指標和實踐路徑。特別需要指出的是，數據中心最終實現凈零碳是一個漸進的旅程，應該分階段來完成。每個數據中心企業需要根據自身所處的階段，來確定戰略目標，制定實施規劃。

其中，利用可再生能源是實現數據中心乃至整個社會可持續發展的關鍵步驟。如今，風力發電、光伏發電等新能源發電越來越受到重視，在電網中所占的比重也在逐步提高。不過，可再生能源發電仍然具有一定局限性。郭利群介紹，光伏每年有效的發電時間在1,500小時到1,900小時，即使在內蒙古草原，每天最長的有效發電時間也只有4.5小時。要解決這個問題，一方面需要電網自身的高度自動化可調節，另一方面則需要與儲能系統相配合。

對于數據中心而言，用戶側儲能系統與UPS相結合，實現用戶側的“UPS+鋰電池”儲能系統部署，降低儲能系統建設成本。可以利用峰谷電價差，幫助企業大幅降低用電成本，實現節碳目標。在這一方面，施耐德電氣Galaxy V系列旗艦UPS，在研發初期就前瞻性地融合了儲能技術，可以充分滿足儲能系統的應用。在數據中心場景、充電站場景、制造業場景，施耐德電氣的儲能系統都得到廣泛應用。引入儲能系統之后，數據中心可以部分取消柴油發電機，配合施耐德電氣新型的Galaxy V系列E變換UPS設備，簡化數據中心架構，提高電能利用率，降低運行成本。在實現增容扛峰功能、峰谷電價調節功能的同時，提高數據中心的供電質量。

在這一新的數據中心架構之下，UPS也得到了重新定義，不僅是提供不間斷供電，還實現了儲能應用和電能質量治理。UPS成為數字化的能量調整、儲存、分配及管理系統，可根據電網、負載、儲能、時段，智能化地進行電能質量治理、能量管理及調配，大幅提升能源使用效率。

在業界對數據中心可持續發展之“道”擁有高度共識的當下，施耐德電氣作為數據中心行業專家，將基于豐富的實踐經驗和行業洞察、領先的數字化技術、強大的生態圈伙伴，通過科技賦能，為數據中心的可持續發展、為數字能源領域的產業升級與創新貢獻更大力量。

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https://go.schneider-electric.cn/China_SPC_CN_202110_Data-Center-Whitepaper_MFLP.html?source=Content&sDetail=WP-Data-Center-SE.cn_CN