专家观点：绿色数据中心——开启低碳节能新未来

在当今数字化时代，数据中心作为信息时代的基石，其能耗问题日益凸显。如何在保障数据中心高效运行的同时实现低碳节能，成为行业亟待解决的课题。在 第 17 届建筑电气低碳节能论坛 上， 北京市建筑设计研究院电气副总工程师周友娣 带来了“ 绿色数据中心的研究与应用 ”的技术报告，为这一问题提供了极具价值的思路与实践方案。

一、绿色数据中心：应时代之需而生

周友娣首先对绿色数据中心进行了定义与背景阐述。 绿色数据中心是全生存周期 内，在确保人员安全与信息系统及其支撑设 备安全、稳定、可靠运行的条件下，能最大限度节约能源资源 ， 减少环境负面影响的数据中心。 随着信息技术的飞速发展，数据中心的规模和数量不断攀升，其能耗也呈爆炸式增长。据统计，全球数据中心的耗电量已占据总用电量的相当比例，且这一数字仍在持续上升。在此背景下，绿色数据中心应运而生，旨在通过采用先进的技术和管理手段，在保障数据中心可靠运行的前提下，最大限度地降低能源消耗，减少对环境的影响，实现数据中心的可持续发展。

依据《绿色数据中心评价》GB/T 44989-2024，绿色数据中心的评价等级和绿色数据中心等级等基本要求得以明确。这些标准为数据中心的建设与运营提供了清晰的指引，使其在规划、设计、建设和运维的各个环节都能朝着绿色低碳的方向迈进。从数据中心的选址布局到设备选型，从能源利用效率到碳排放控制，全方位的规范确保了绿色数据中心能够在全生命周期内实现节能减排的目标。

表1   绿色数据中心等级

二、关键技术：绿色数据中心的核心支撑

绿色数据中心的实现离不开一系列关键技术的支撑。周友娣深入解析了其中的关键要素，为数据中心的绿色转型提供了技术路径。

（一）PUE指标：衡量能耗的关键标尺

PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）是衡量数据中心能源利用效率的核心指标，它反映了数据中心总能耗与用于计算设备能耗的比例。周友娣详细介绍了 PUE 指标的计算组成，包括 IT 设备能耗、制冷系统能耗、供配电系统能耗以及其他辅助设施能耗等。通过对这些组成部分的精准分析，能够清晰地了解数据中心的能耗分布，从而为优化能源利用提供依据。

为了实现超低 PUE，周友娣提出了一系列架构和方案。例如，采用先进的液冷技术，直接对服务器芯片等关键部件进行冷却，大幅提高了冷却效率，降低了制冷能耗；优化数据中心的气流组织，通过合理的布局和风道设计，避免冷热空气混合，确保冷却系统高效运行；此外，利用自然冷源，如在气温较低的地区采用新风系统或水侧自然冷却技术，充分利用自然环境中的冷量，进一步降低制冷系统的能耗。

（二）冷却技术：节能降耗的有力武器

冷却系统是数据中心能耗的大户之一。周友娣深入探讨了多种冷却技术在绿色数据中心中的应用。传统的风冷系统虽然技术成熟，但在高密度数据中心中面临散热瓶颈。因此，液冷技术逐渐崭露头角。液冷技术分为直接液冷和间接液冷两种方式。直接液冷是将冷却液直接与发热部件接触，通过冷却液的流动带走热量，这种方式冷却效率高，但对设备的密封性要求较高。间接液冷则是通过冷板等中间部件将热量传递给冷却液，再由冷却液带走热量，这种方式相对较为灵活，适用于多种设备场景。

除了液冷技术，周友娣还介绍了先进的空调系统优化技术。例如，采用变频空调系统，根据数据中心的实际热负荷自动调整空调的运行频率，实现精准制冷；引入热管背板空调，将空调系统安装在机柜背面，直接对机柜内的热空气进行冷却，减少了冷热空气的混合，提高了制冷效率。这些冷却技术的综合应用，使得数据中心能够在保障设备稳定运行的同时，大幅降低冷却能耗，为实现绿色数据中心目标提供了有力支持。

（三）供电技术：保障与节能的平衡艺术

供电系统的可靠性和效率直接影响数据中心的运行成本和能源消耗。周友娣指出，绿色数据中心的供电技术需要在保障供电可靠性的前提下，尽可能提高能源利用效率。一方面，采用高效的变压器和配电设备，降低线路损耗和设备自身能耗；另一方面，优化供电架构，采用分布式供电系统，减少电力传输过程中的能量损失。

此外，绿色数据中心还积极引入可再生能源供电技术。例如，在数据中心屋顶安装太阳能光伏板，利用太阳能发电为部分设备供电；在有条件的地区，利用风能、水能等可再生能源，实现数据中心的能源自给自足或部分自给。这些可再生能源供电技术的应用，不仅减少了对传统化石能源的依赖，降低了碳排放，还为数据中心的长期稳定运行提供了可靠的能源保障。

三、应用案例：实践中的绿色探索

理论与实践相结合是推动绿色数据中心发展的重要途径。周友娣通过多个工程实例，展示了绿色数据中心技术在实际项目中的应用效果。

四、展望绿色数据中心的未来

周友娣在报告的最后对绿色数据中心的未来进行了展望。随着技术的不断进步和政策的持续推动，绿色数据中心将迎来更广阔的发展空间。一方面，人工智能、大数据等新兴技术将为绿色数据中心的优化管理提供更强大的工具，通过对数据中心运行数据的深度分析和智能预测，实现更精准的节能控制；另一方面，随着全球对碳排放的严格限制，绿色数据中心将成为数据中心行业的主流发展方向，越来越多的企业将主动投入到绿色数据中心的建设与运营中来。

同时，周友娣也指出，绿色数据中心的发展仍面临一些挑战。例如，绿色技术的初期投资成本较高，可能会对一些企业的建设意愿产生影响；不同地区在能源供应、气候条件等方面的差异，也给绿色数据中心的推广带来了一定的困难。但随着技术的成熟和成本的降低，以及政策支持力度的不断加大，这些挑战将逐渐被克服。