數(shù)據(jù)中心作為經(jīng)濟社會運行不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是公認的高耗電行業(yè)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析，近十年來，我國數(shù)據(jù)中心整體用電量每年增長10%以上，2020年用電量已超過2000億千瓦時，占社會總用電量的2.71%。2014-2020年，數(shù)據(jù)中心功耗占比逐年上升。在數(shù)據(jù)中心的供電結(jié)構(gòu)中，火電占70%以上，會產(chǎn)生比較大量的溫室氣體等污染物。

PUE越接近1，數(shù)據(jù)中心使用電能的效率越高。截至2019年底，全國超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.46，大型數(shù)據(jù)中心平均為1.55。這離1.3以下的《關(guān)于加快國家一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》推薦還有一段距離?？梢娤揠妼?shù)據(jù)中心行業(yè)的影響是很大的。順應(yīng)碳中和的發(fā)展趨勢，逐步減少碳排放，是數(shù)據(jù)中心的迫切變革。

全國兩會期間，“二氧化碳排放峰值”和“碳中和”的話題排在能源領(lǐng)域的“C”位，不僅首次寫入政府工作報告，而且在這項工作中特別提到，要推進節(jié)能環(huán)保新技術(shù)、新設(shè)備、新產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，培育壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字經(jīng)濟和萬物互聯(lián)時代，海量數(shù)據(jù)的計算和處理需要不斷擴大數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模，這也帶來了能耗劇增的問題。根據(jù)中國“新基礎(chǔ)設(shè)施”發(fā)展研究報告，到2025年，全球數(shù)據(jù)中心將占全球能源消耗的最大份額，高達33%。

此外，大量的數(shù)據(jù)吞吐和運算使得數(shù)據(jù)中心作為人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的“大腦”，面臨著前所未有的能耗和散熱挑戰(zhàn)?？浦亲稍儼l(fā)布的《中國IDC行業(yè)發(fā)展研究報告201920》指出，隨著數(shù)據(jù)中心計算能力的提升，新建數(shù)據(jù)中心最大的資金投入不是建筑本身，而是保證供電的設(shè)備成本和機房的散熱成本。因此，降低冷卻能耗，促進數(shù)據(jù)中心低碳運行是踐行“碳中和”理念的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

當(dāng)談到數(shù)據(jù)中心的“綠化”時，人們會更經(jīng)常地提到硬件因素，如動態(tài)功率調(diào)節(jié)、水冷機柜和服務(wù)器放置。事實上，軟件是數(shù)據(jù)中心“綠化”方案的大腦和靈魂。張斌是北京一家網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的CIO。每年夏天，他都會被機房服務(wù)器頻繁停機和巨額電費壓得喘不過氣來。張斌所在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心有一個50柜的機房，可以容納500臺左右的服務(wù)器。前期投入建設(shè)成本近400萬元(不算服務(wù)器)，但平均每個機柜每月電費高達1500元，每年光電費支出就要90多萬元，占機柜總運營成本的1/4。在夏天，這個數(shù)字像油價一樣飆升。

Gartner預(yù)測，到2008年底，全球近一半的數(shù)據(jù)中心將沒有足夠的能源和冷卻設(shè)備來支持高密度的服務(wù)器和存儲設(shè)備，到2011年，數(shù)據(jù)中心超過三分之一的預(yù)算將是環(huán)境成本?！耙驗楣╇姴蛔悖本┚W(wǎng)通的皂君廟機房無法擴建，租機架的收入大部分用來交電費。

數(shù)據(jù)中心的能耗部分主要包括IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和其他設(shè)施(包括相關(guān)數(shù)據(jù)中心建筑的安防設(shè)備、消防、防水、傳感器和管理系統(tǒng)等。).總體來看，由服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成的IT設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的45%，其中，服務(wù)器系統(tǒng)約占50%，存儲系統(tǒng)約占35%，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占15%?？照{(diào)系統(tǒng)仍然是提高數(shù)據(jù)中心能效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其耗電量約占數(shù)據(jù)中心總耗電量的40%。