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2021年中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析 能耗過高亟待解決

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20 蔡雨晴 ? 2021-06-25 13:20:46  來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 E14449G0

數(shù)據(jù)中心托管的服務(wù)器需要全年不間斷運行以向互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù),同時需要空調(diào)等輔助制冷設(shè)備實時供應(yīng)冷能以維持其可靠運行,因此電能消耗量巨大。隨著數(shù)據(jù)中心的大量建設(shè),數(shù)據(jù)中心將面臨日益增長的資源和電力需求,高能耗成為阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題之一。

數(shù)據(jù)中心能耗增長,IT設(shè)備與空調(diào)系統(tǒng)為主要能耗構(gòu)成

數(shù)據(jù)中心是公認的高耗能行業(yè),過去十年間,我國數(shù)據(jù)中心整體用電量以每年超過10%的速度遞增,其耗電量在2020年突破2000億千瓦時,約占全社會用電量的2.71%,2014-2020年,數(shù)據(jù)中心耗電量占比逐年升高。

圖表1:2014-2020年中國數(shù)據(jù)中心耗電量及占全社會用電量比重情況(單位:億千瓦時,%)

數(shù)據(jù)中心的耗能部分主要包括IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及其他設(shè)施(包括安防設(shè)備、滅火、防水、傳感器以及相關(guān)數(shù)據(jù)中心建筑的管理系統(tǒng)等)。整體來看,由服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等所構(gòu)成的IT設(shè)備系統(tǒng)所產(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)仍然是數(shù)據(jù)中心提高能源效率的重點環(huán)節(jié),它所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的40%。電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)分別占數(shù)據(jù)中心總耗電量的10%和5%。

圖表2:數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成(單位:%)

數(shù)據(jù)中心供電以火電為主,產(chǎn)生大量大氣污染物

當(dāng)前中國的電力結(jié)構(gòu)仍以燃煤發(fā)電為主,在數(shù)據(jù)中心供電結(jié)構(gòu)中,火電占比超過70%,會產(chǎn)生大量的溫室氣體及其他污染物。根據(jù)《中國數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究》,2018年全國數(shù)據(jù)中心用電中火電量約為1171.81億千瓦時。每1千瓦時火電造成的潛在環(huán)境影響包括0.04克煙塵、0.2克二氧化硫、0.19克氮氧化物。用電量分別乘以上述單位電量污染物排放量,即可得出整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)對大氣環(huán)境產(chǎn)生的主要污染物總量。

如果未來五年數(shù)據(jù)中心使用的市電中火電占比保持在2018年的水平,且數(shù)據(jù)中心行業(yè)不主動提高可再生能源的消費量,2023年新增用電量中火電量可能達到771億千瓦時,將額外造成的大氣污染排放量為煙塵3085噸,二氧化硫15426噸,氮氧化物14655噸。

圖表3:2018-2023年數(shù)據(jù)中心行業(yè)用電造成的主要環(huán)境污染物總量(單位:噸)

PUE值仍存較大提升空間,PUE成為新建數(shù)據(jù)中心的重要制約因素

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量數(shù)據(jù)中心運行效率的指標(biāo),其越接近于1,代表數(shù)據(jù)中心對于電能的利用越有效率。2020年12月,《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》提出,大型、超大型數(shù)據(jù)中心運行電能利用效率降到1.3以下。

根據(jù)《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引(2020)》數(shù)據(jù),目前國內(nèi)在用超大型和大型數(shù)據(jù)中心PUE值分別為1.46和1.55,尚有較大的優(yōu)化空間。

圖表4:2019年全國數(shù)據(jù)中心PUE值情況

為了降低能耗及成本,很多企業(yè)將數(shù)據(jù)中心放在水電資源豐富的貴州、云南等省份,由此可見,中西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心機架數(shù)量占比呈上升趨勢。雖然低廉的電價可以讓企業(yè)節(jié)省大筆用電費用,但相對于中東部地區(qū),由于遠離數(shù)據(jù)中心用戶聚集之地,需要在光纖、基站等長距離傳輸設(shè)備的架設(shè)和維護上耗費較高的精力和成本,并未從根本上解決數(shù)據(jù)中心的能耗瓶頸。

圖表5:2019年中國在用數(shù)據(jù)中心機架數(shù)量分省市占比情況(單位:%)

更多數(shù)據(jù)來請參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場需求與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》,同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)申報、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO募投可研、招股說明書撰寫等解決方案。

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2024-2029年中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場需求與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告
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本報告前瞻性、適時性地對數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展背景、產(chǎn)銷情況、市場規(guī)模、競爭格局等行業(yè)現(xiàn)狀進行分析,并結(jié)合多年來數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展軌跡及實踐經(jīng)驗,對數(shù)據(jù)中心行業(yè)未來...

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作者 蔡雨晴
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