新冠肺炎疫情的發(fā)生，讓在家自我隔離的中國老百姓真切地體會到了“新基建”對日常生活和工作的重要性。2020年3月，中共中央政治局常務委員會提出了“加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度”的要求。數(shù)據(jù)中心首次被明確納入到了新型基礎設施的概念中，受到了社會各界的高度重視。但數(shù)據(jù)中心作為新型基礎設施中的基礎設施，其建設一直被能耗過大等環(huán)境議題所困擾，秉持綠色化發(fā)展原則已經(jīng)成為了全社會的共識。因此，要想落實黨中央的要求，真正加快數(shù)據(jù)中心建設進度，必須要明確未來數(shù)據(jù)中心如何實現(xiàn)綠色化發(fā)展的方向。

　　要破解未來數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展的方向問題，首先要搞清楚綠色數(shù)據(jù)中心的概念，但綠色數(shù)據(jù)中心在當前并沒有一個準確的權威定義，只能通過了解綠色數(shù)據(jù)中心的評價指標來理解這一概念。而國內(nèi)對綠色數(shù)據(jù)中心的評價方法很多，各有特點，各級政府和技術團體也一直在探索的進程中。

　　在政策層面，2014年北京市率先出臺了地方標準DB11/T 1139-2014《數(shù)據(jù)中心能效分級》，之后一直在逐步推進北京市的綠色數(shù)據(jù)中心評價工作；2015年，工業(yè)和信息化部、國家機關事務管理局、國家能源局三部門發(fā)布了《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案》，其主要評價指標包括能效水平、碳排放、水資源、有害物控制、廢棄電器電子產(chǎn)品處置、管理體系等方面，對綠色數(shù)據(jù)中心要求使用綠色能源、實現(xiàn)綠色采購、保證綠色運營、確保綠色處置。

　　在技術層面，2014年開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）和國際綠色網(wǎng)格組織（TGGC）在國內(nèi)聯(lián)合開展了對數(shù)據(jù)中心的綠色等級評估，評估指標涉及能源效率、節(jié)能技術和綠色管理3個維度；2015年，住房城鄉(xiāng)建設部印發(fā)了《綠色數(shù)據(jù)中心建筑評價技術細則》，根據(jù)《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014），對數(shù)據(jù)中心開展綠色建筑評價給出了具體準則；2018年，中國電子學會發(fā)布了團體標準T/CIE 049-2018《綠色數(shù)據(jù)中心評估準則》；2019年，中國建筑學會發(fā)布了團體標準T/ASC05-2019《綠色數(shù)據(jù)中心評價標準》。

　　通過對以上各類政策和評價技術方法匯總分析，綠色數(shù)據(jù)中心的所有評價指標都可以包含在表1的兩個維度中。

　　從評價對象的維度看，包括建筑和布局、動力和環(huán)境設施、IT設備、管理4個層次。其中，在建筑和布局層面，需要從基建設計角度實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心，包括選址、機房建筑布局、建筑節(jié)能設計、維護結構及其材料、機房規(guī)劃與布局等；在動力和環(huán)境設施層面，主要考慮的是供電系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及加濕和除塵設施的設計、運行和維護；在IT設備層面，主要考慮路由器、網(wǎng)關和服務器等IT設備的選型、網(wǎng)絡搭建以及使用中的節(jié)能優(yōu)化等；在管理層面，需要從管理角度來實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心，包括管理制度、工作人員、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。

　　從評價領域的維度看，包括能效、可靠性、碳排放、水資源、土地資源、污染排放、資源回收利用7個方面。其中，能效強調的是提供單位存儲或計算能力消耗的能量；作為新型基礎設施，數(shù)據(jù)中心提供的服務品質更多地體現(xiàn)在數(shù)據(jù)存儲和遠程計算的可靠性（包括安全性），越可靠其提供的服務價值也就越高；碳排放關注的是溫室氣體排放造成的影響；水和土地資源消耗也是綠色數(shù)據(jù)中心的一個重要評判要素；污染排放主要指噪聲和電磁輻射等污染指標的排放；資源回收利用則更多的是從其日常廢棄的各類設備、線纜、電池、水等資源的循環(huán)利用程度來評價其對環(huán)境的友好性。

　　由以上評價指標不難看出，綠色數(shù)據(jù)中心應該是：在保障服務安全可靠的前提下，從建筑、設備到管理各方面都能實現(xiàn)資源消耗和對環(huán)境影響最小化的數(shù)據(jù)中心。

　　2013年，工業(yè)和信息化部與國家發(fā)展和改革委員會、國土資源部、國家電力監(jiān)管委員會、中國能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于數(shù)據(jù)中心建設布局的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），其中涉及了數(shù)據(jù)中心選址的建議，以及對數(shù)據(jù)中心用電的支持原則。文件不僅將數(shù)據(jù)中心按照機架規(guī)模分為超大型、大型、中小型3類，同時將數(shù)據(jù)中心的綠色化推進策略實際上分為了新建和技術升級改造兩類。

　　根據(jù)《指導意見》，各地紛紛出臺了地方數(shù)據(jù)中心發(fā)展的規(guī)劃方案。除了個別氣候和能源條件較好的地區(qū)大力鼓勵數(shù)據(jù)中心建設以外，在經(jīng)濟發(fā)達的東部和南部地區(qū)，由于氣候溫暖、能源供應緊張，大多在大型和超大型數(shù)據(jù)中心新建方面采取收緊政策，而更多的是在推動已有大型和超大型數(shù)據(jù)中心綠色化技術升級改造方面加大力度。對于中小型數(shù)據(jù)中心，由于數(shù)量眾多、管理分散、對國家政策不敏感等原因，實際上是放任發(fā)展狀態(tài)。

　　由于《指導意見》中對數(shù)據(jù)中心PUE值提出了要求，所以在各地實施的政策中，也都將新建和升級改造后的數(shù)據(jù)中心PUE作為了主要評價指標。

　　由于各地方政府對《指導意見》積極貫徹落實，大量數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排技術雨后春筍般快速出現(xiàn)，從高壓直流供電、照明控制到空調的新風和熱管等一系列技術得到了廣泛應用，讓大型和超大型數(shù)據(jù)中心在動力和環(huán)境設施方面的能效水平得到了顯著的提升。根據(jù)《北京市信息傳輸業(yè)固定資產(chǎn)投資和數(shù)據(jù)中心耗能調研》（2015年）報告[1]，對北京市2013年典型數(shù)據(jù)中心的PUE調查數(shù)據(jù)顯示，41.03%的數(shù)據(jù)中心PUE大于2.0，35.9%的數(shù)據(jù)中心PUE在1.8~2.0之間。根據(jù)2019年工業(yè)和信息化部在《全國數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引（2018）》中公布的數(shù)據(jù)[2]：2018年，全國超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.63，大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.54。2013年后投產(chǎn)的大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE低于1.50，最優(yōu)水平達到1.20左右。全國規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心平均設計PUE為1.50左右，超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設計PUE分別為1.41、1.48。

　　以氣候和能源為主的布局指導也起到了積極的推動效果，在貴州、內(nèi)蒙古等地區(qū)數(shù)據(jù)中心的新建項目產(chǎn)生了明顯的聚集效應，讓當?shù)氐臄?shù)據(jù)中心相關產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。根據(jù)2019年工業(yè)和信息化部在《全國數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引（2018）》中公布的結論：我國數(shù)據(jù)中心布局漸趨完善，新建數(shù)據(jù)中心，尤其是大型、超大型數(shù)據(jù)中心逐漸向西部以及北上廣深周邊城市轉移。內(nèi)蒙古、河北、貴州、寧夏等能源充足、氣候條件適宜地區(qū)的數(shù)據(jù)中心在用機架數(shù)全國占比超過30%。

　　由此可見，經(jīng)過各級政府、行業(yè)組織和相關企業(yè)多年的努力，在數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展方面已經(jīng)取得了顯著的成果。

　　在取得成果的同時，以往的數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展指引政策也面臨著必須進行調整的問題[3]。

　　根據(jù)對PUE的定義可知，數(shù)據(jù)中心總能耗除以IT設備的能耗比，其下降的極限是PUE=1，表明所有的能源都提供給了IT設備，其他配套設施的能源消耗為零。眾所周知，這種極限是不可能實現(xiàn)的，以現(xiàn)在的科技水平，PUE達到1.2~1.5已經(jīng)是實際氣候條件下能夠實現(xiàn)的極限了。而隨著全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心整體布局的完成，除非中國的氣候和能源供應分布發(fā)生重大變化，否則也沒有必要進一步大規(guī)模調整布局了。

　　以上情況表明，以往政策對數(shù)據(jù)中心發(fā)展的引導方向已經(jīng)沒有了進一步推動數(shù)據(jù)中心綠色化提升的空間。在作為新基建的數(shù)據(jù)中心仍要加快發(fā)展的大背景下，盡快找到新的綠色化發(fā)展政策推進方向，是當前亟待破解的難題。

　　從綠色數(shù)據(jù)中心的評價對象中可以看出，以往的綠色化發(fā)展重點是在建筑和布局、動力和環(huán)境設施兩部分，而評價對象中的IT設備則一直沒有被重點關注。但對于數(shù)據(jù)中心的整體能效而言，IT設備能效的提升，意味著在消耗同等能源的情況下，數(shù)據(jù)中心可提供的服務能力得到了最直接的提升。因此，推動IT設備的能效提升可以與以往政策取得同樣的效果，對數(shù)據(jù)中心的整體能效提升產(chǎn)生顯著的作用。

　　以往之所以沒有在IT設備能效方面出臺重大推動政策，是因為將政策的執(zhí)行對象局限在了商業(yè)數(shù)據(jù)中心運營單位。而這些運營單位提供的服務主要是在數(shù)據(jù)中心的動力和環(huán)境運行維護方面，對數(shù)據(jù)中心中客戶使用的IT設備選型采購沒有控制權。因此，要推動IT設備的能效提升，相關的政策執(zhí)行對象需要進行調整，應指向IT設備的制造商和使用方。可考慮的相關政策其實很多，如推動數(shù)據(jù)中心路由器、網(wǎng)關、交換機和服務器的綠色節(jié)能標準修訂；鼓勵相關產(chǎn)品的綠色認證開展；對采用綠色節(jié)能產(chǎn)品更新升級的項目給予補貼；推動國家相關財政政策有利于加快IT設備更新?lián)Q代等。由于這些政策與數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和產(chǎn)權無關，故對所有數(shù)據(jù)中心整體能效的提升都將發(fā)揮作用。如果這些政策能夠統(tǒng)一配套出臺，必將能對未來數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展發(fā)揮巨大影響。

　　邊緣計算是伴隨著云計算、霧計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、SDN、AI等技術而發(fā)展起來的新興技術，近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G的發(fā)展迅速升溫，是即將爆發(fā)的萬億級產(chǎn)業(yè)。邊緣數(shù)據(jù)中心作為支撐邊緣技術發(fā)展和5G邊緣組網(wǎng)的載體，將成為未來數(shù)據(jù)的第一入口，是未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要方向。

　　邊緣數(shù)據(jù)中心在建設布局和機房規(guī)模上與以往的大型、超大型云數(shù)據(jù)中心有非常大的差別。首先，在建設布局上，邊緣數(shù)據(jù)中心為了實現(xiàn)其功能，空間距離上必須靠近服務對象，這就造成其不可能像大型數(shù)據(jù)中心一樣選擇氣候和能源條件適宜的地域集中建設，而是要在人口密度較高、經(jīng)濟發(fā)展較發(fā)達的地區(qū)分布式建設。其次，其機房規(guī)模普遍偏小，見縫插針，以往對大型數(shù)據(jù)中心的動力和環(huán)境要求將不適用。如果將大型、超大型數(shù)據(jù)中心比作縱橫馳騁的高鐵網(wǎng)絡，那么邊緣數(shù)據(jù)中心就是四通八達的社區(qū)小道。

　　根據(jù)邊緣數(shù)據(jù)中心的特點，在推動其綠色化發(fā)展方向上選擇的評價指標有所不同，可以考慮：在建筑和布局、動力和環(huán)境設施方面?zhèn)戎赜趯�可靠性和電氣安全性的評價；在IT設備要求方面?zhèn)戎赜趯δ芎�、信息安全和組網(wǎng)架構特性的評價；在管理方面?zhèn)戎赜趯ψ詣踊�監(jiān)控系統(tǒng)提出的要求。

　　4.3　中小型數(shù)據(jù)中心的綠色化發(fā)展方興未艾

　　中小型數(shù)據(jù)中心在以往的政策引導中一直處于空白地帶，其原因是多方面的。首先，從數(shù)據(jù)中心的運營方看，數(shù)據(jù)中心多為各企業(yè)和機構的內(nèi)設部門運營，不對外提供服務，導致外部政府無法掌握其規(guī)模和數(shù)量，內(nèi)部管理范圍交錯，難以界定運行邊際；其次，從數(shù)據(jù)中心作用看，大多數(shù)承載機構和企業(yè)的核心業(yè)務系統(tǒng)運行，出于商業(yè)和保密等原因，在運營成本和綠色化發(fā)展方面考慮較少，各項引導政策對其吸引力不足；最后，從管理主體的數(shù)量和布局看，其管理主體數(shù)量眾多且分散，造成社會管理成本較高，政府無力對其全面嚴格管控。中小型數(shù)據(jù)中心雖然在管理上存在諸多的障礙，但其節(jié)能改造的潛力巨大，綠色化發(fā)展提升空間廣闊，是未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展必不可少的一環(huán)。

　　隨著各行各業(yè)對信息化技術的依賴程度越來越高，各類業(yè)務系統(tǒng)越來越復雜，對承載其運行的數(shù)據(jù)中心維護技術水平要求不斷提高，企業(yè)內(nèi)部在相關專業(yè)人才隊伍建設和技術水平提升方面將逐步呈現(xiàn)難以滿足要求的局面，將部分業(yè)務系統(tǒng)委托給外部商業(yè)數(shù)據(jù)中心進行運行維護的情況會越來越多，這是社會化發(fā)展導致的不可逆轉的專業(yè)化分工大趨勢。政府如果能順勢出臺相應的引導政策，必然會加速這種趨勢的形成。

　　考慮到未來數(shù)據(jù)中心專業(yè)化發(fā)展的大趨勢，建議針對當前中小型數(shù)據(jù)中心的綠色化發(fā)展推進總策略為：推動機構和企業(yè)內(nèi)部運行的中小型數(shù)據(jù)中心向外部商業(yè)數(shù)據(jù)中心和邊緣數(shù)據(jù)中心轉化，從而逐步納入政府管控范圍。推動向商業(yè)數(shù)據(jù)中心轉化的政策可以重點考慮采取增加供給的方式，即將數(shù)據(jù)中心確定為房地產(chǎn)開發(fā)配套基礎設施，規(guī)劃更多的本地中小型商業(yè)數(shù)據(jù)中心建設項目，從而拉動企業(yè)和機構采用外部購買替代內(nèi)部建設的方式，滿足其對本地數(shù)據(jù)中心的剛性需求。對于企業(yè)和機構的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心資源充裕，愿意對外開放的情況，可以出臺政策，鼓勵其通過簽約加盟的方式納入各類信息化網(wǎng)絡，成為提供外部服務的邊緣數(shù)據(jù)中心，以便利用針對邊緣數(shù)據(jù)中心的建設要求推動其綠色化發(fā)展。

　　[1] 北京市經(jīng)濟和信息化委員會。 北京市信息傳輸業(yè)固定資產(chǎn)投資和數(shù)據(jù)中心耗能調研[R], 2015.

　　[2] 工業(yè)和信息化部。 全國數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引[R], 2018.

　　[3] 中關村軟件和信息綠色創(chuàng)新服務聯(lián)盟。 北京市數(shù)據(jù)中心技術改造可行性研究[R], 2019.

　　蔣京鑫

　　中國信息通信研究院實驗室質量管理部主任，中國通信標準化協(xié)會通信設備節(jié)能與綜合利用特設任務組（CCSA/ST2）組長、全國電工電子產(chǎn)品與系統(tǒng)環(huán)境標準化技術委員會（TC297）委員，長期從事檢測、認證、標準化和政府技術支撐等工作。

　　蔣京鑫。 數(shù)據(jù)中心的綠色化發(fā)展方向探討[J]. 信息通信技術與政策， 2020（6）:17-20.

　　本文刊于《信息通信技術與政策》2020年第6期

　　主辦：中國信息通信研究院

　　《信息通信技術與政策》是工業(yè)和信息化部主管、中國信息通信研究院主辦的專業(yè)學術期刊。本刊定位于“信息通信技術前沿的風向標，信息社會政策探究的思想庫”，聚焦信息通信領域技術趨勢、公共政策、 國家/產(chǎn)業(yè)/企業(yè)戰(zhàn)略，發(fā)布前沿研究成果、焦點問題分析、熱點政策解讀等，推動5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟、人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計算等技術產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，引導國家技術戰(zhàn)略選擇與產(chǎn)業(yè)政策制定，搭建產(chǎn)、學、研、用的高端學術交流平臺。