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双碳背景使数据中心余热回收成为趋势

2021-12-28

中国电源产业网

导语：2020年的中央经济工作会议把“做好碳达峰、碳中和工作”作为八大重点任务之一，明确大力发展新能源。在中国双碳大背景下，数据中心亟需顺应这一发展趋势，降低碳排放，逐步实现数据中心碳中和的目标。

● 双碳背景使数据中心余热回收成为趋势

2020.9.22习近平总书记在75届联合国大会上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2020年的中央经济工作会议把“做好碳达峰、碳中和工作”作为八大重点任务之一，明确大力发展新能源。在中国双碳大背景下，数据中心亟需顺应这一发展趋势，降低碳排放，逐步实现数据中心碳中和的目标。在2021年1月21日北京市经信局发布《北京市数据中心统筹发展实施方案（2021-2023年）》（征求意见稿），其中重点任务提到，鼓励数据中心进行热源利用。鼓励数据中心采用余热回收利用措施，为周边建筑提供热源，提高能源再利用效率。

● 数据中心是热量生产大户

数据中心作为互联网的大脑和跳动的心脏，正在消耗大量能量。数据中心通过散热系统将服务器产生的大量余热排出，耗能巨大。据统计数据中心消耗的电能中有近90％会转化为热能。目前多数数据中心基本没有利用这种热量。实际上如果利用得当，它可以成为非常宝贵的资源。

● 数据中心余热回收案例

目前，国内已有部分数据中心开展余热回收利用的相关尝试，主要集中利用数据中心余热为相关办公区供暖。例如腾讯，阿里巴巴千岛湖数据中心等。以腾讯天津数据中心为例，腾讯开展的余热回收利用项目利用DC1栋机房冷冻水余热二次提温替代市政供热，节省采暖费用的同时降低冷却水系统耗电量，且进一步增强机房冷却效果，减少煤炭或天然气能源的消耗。其提取园区1/40热量即可满足办公楼采暖需求，每年可节省采暖费50余万元，减少能耗标煤量达1620.87吨，相当于减少约4000吨二氧化碳排放，碳排放当量约为种植22万棵大树，年节能量达461.62吨，总节能率达28.48%。有效减少地球不可再生能源的消耗”

除了为就近设施供暖之外，国外一些数据中心进行了有趣的热回收实践。瑞士IBM利用数据中心余热来加热当地的游泳池。亚马逊数据中心将余热利用到西雅图市中心的商务圈项目中。巴黎电信数据中心利用余热为现场的气候植物园供暖，该植物园用来模拟未来法国盛行的气候条件。加拿大某一数据中心将余热输送售卖到附近一家制作报纸的工厂，使得报纸公司重新利用数据中心余热提高自己的能源效率，降低生产成本。还有一些有趣的尝试例如锅炉给水预热、生产冷却，吸附制冷、海水淡化、食品生产、转换为电能等等。

● 现状数据中心余热难回收的因素

很早就有人注意到数据中心的产热巨大，但为什么迟迟没有大规模普及数据中心的余热回收？宏观分析有以下原因：首先，是数据中心释放的空气、水的温度难以直接使用，需要额外增加系统和相关管道设施，增加额外的造价。其二，生产者和消费者的问题。数据中心生产的热能需要售卖给何方。数据中心的能量密度是办公室空间的30-50倍，因此，如果你想要利用数据中心余热来提升办公室温度，那么数据中心就必须相当小或者办公室空间足够大。一个典型的数据中心通常全天候都会在相对稳定的负荷条件下运行，如果热量负荷无法持续的吸收输出的热量，那么回收的热量还是会散发掉。因此在考虑数据中心建设选址的时候就需要考虑周边相关的热量隐性消费者。需要一个全年都需要余热的应用场景，将浪费的资源转化为收入和碳节约。

● 余热再利用重新引发注意

现在，数据中心的排放量已经超过航空业，而航空业已经被监管部门进行严格监管。因此，不久之后数据中心也会被列入重点监管行列，只注重经济效益显然是行不通的。数据中心余热利用的显著意义在于节能。而随着数据中心规模越来越大、能耗越来越高，在碳达峰、碳中和目标约束下，数据中心节能越来越重要。