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在国家双碳战略的大背景之下，数据中心作为数字新基建的重要组成，承载着经济发展的重任，也是实现数字经济碳中和的重点环节。实现数据中心碳中和，也不能简单的理解为使用清洁能源，更应该从设计、建设，到投产运营，从全生命周期考虑，如何实现数据中心全面的低碳、节能的发展。

绿色数据中心从“基石”做起

对于一座数据中心来说，从开始设计到最终运营生产，会被分为5个层级，以区分不同建设、发展阶段和服务内容。目前，数据中心行业比较常见的划分方式如下：

L0：楼宇系统。包括机房、配套楼宇的土建等部分。

L1：数据中心物理基础设施（DCPI）。包括：供电、制冷、机柜、管理、综合布线、安全消防等。

L2：IT硬件平台。包括服务器、存储设备、网络设备等硬件设施，其中亦涉及到与L1强耦合的综合布线。

L3：IT软件平台。包括如操作系统、应用程序、安全防护等。

L4：业务。面向客户的各种服务。

其中，L1层是数据中心除土建以外的物理基础设施，可以说正是因为有L1层，数据中心才称之为数据中心，否则只能称为机房。数据中心L1从能源、环境、设施、安防等层面为数据中心运营提供基础支撑。

因此，数据中心L1即是数据中心的稳定运营的基础，也是决定数据中心是否绿色、高效、节能的最重要层级。例如，在主流的降低PUE的方法中，优化制冷系统是第一个要考虑的举措。而供电系统优化、清洁能源应用等举措也意味着未来数据中心碳中和的实现也要从L1层寻找答案。

技术上的碳中和挑战

随着云计算、大数据、人工智能、5G等数字技术的发展，数据中心承担的业务内容以及建设形态都发生了巨大的变化。在国家提出了双碳战略目标之后华为云服务器宕机，数据中心作为数字产业的基础设施，同时承担着数字经济发展和实现数字产业碳中和的双重重任，数据中心产业的发展面临着诸多挑战。

首先是能耗的不断增长。目前全球数据中心用电量占全球总用电量2-3%，并且有持续增加的趋势。从中国看，根据2018年的数据显示，当年全国数据中心耗电1600多亿度，占全国用电量2%左右，相当于9855万吨的碳排放，需要种植1.4亿棵树进行二氧化碳吸收才能达到碳中和。

其次是传统建设模式存在周期长、更新慢的缺点。传统的数据中心建设模式的建设周期一般接近两年，而IT设备和数字技术演进速度日益加快，基本上达到3年换代的频率。以至于部分保守设计的数据中心出现了建成即落后的尴尬局面。

第三是新形势下的运维困境。随着技术进步和业务需求的变革，数据中心形态也发生了诸多变化，云DC大愈大，边缘DC小愈多。大数据中心IT功率密度不断提升，结构日益复杂。边缘数据中心分散四处，难以管理。愈加复杂却效率低下的传统运维方式对运维人员的数量、质量都提出了超高要求，以至目前有60%的数据中心招不到合格运维人员。

第四点这是电力供给稳定性的挑战。随着数据中心承载更多的高性能计算和存储的高能耗业务，其耗电量也随着数据中心规模的提升和单柜功耗的提升越来越大，对供电系统的压力也同样增加。根据发布的2020年数据中心宕机原因调查显示，37%的宕机由供电系统故障引起。

来自“互联网”的碳中和需求

在数据中心自身技术因素之外，云计算的兴起、大型互联网应用的出现，也在产业模式上改变着数据中心产业。各大互联网公司依托自身业务优势，纷纷进军云计算产业，并且纷纷开始自建、合建符合自身业务需求的大规模、超大规模数据中心。

据市场调研机构的最新数据显示，截至2020年第二季度末，全球超大规模数据中心的数量增长至541个，另有有176个数据中心处于计划或建设阶段。国内的情况类似，特别是新基建提出以来，BAT为代表的的互联网大厂也纷纷入局。比如阿里投资2000亿的新基建计划中明确包括数据中心建设，腾讯宣布将新增多个超大型数据中心集群，百度则表示未来十年将新增超过500万台智能云服务器。

相比于传统IT业务，云计算、互联网业务对数据中心的要求除稳定性、安全性更高外，还有功能定制化、资源弹性化、交付快速化等新需求。很多互联网企业会深度介入数据中心的建设，从最初的选址、设计，到后期的建设、运营，都会提出基于自身业务的需求，因此数据中心的从建设形态上已经开始受到应用层产业变动的影响。

此外，在碳中和的大背景下，互联网企业也注意到了数据中心的碳排放情况，并且将促进产业链上游碳中和作为自己的责任。比如苹果、谷歌、微软、等纷纷表示将努力促进业务所属数据中心的碳中和实现。这一趋势，也将碳中和作为一个与技术性能同等的指标，摆在了数据中心建设、运营商的面前。

如何更好的解决数据中心面临的产业模式、技术形态变动带来的挑战，实现数据中心产业的碳中和，是需要整个行业共同面对的问题。对此，华为通过对数据中心L1层服务的重构和改进，给出了答案。

“四大重构”打造下一代数据中心

因自身业务需求，华为在数据中心设计、建设、运维及运营方面积累了丰富的经验和创新技术、管理理念。特别是在L1层，华为已经形成了一整套的数据中心L1整体解决方案，在资源管理、进度管理、质量管控、集成运营与运维能力等方面具有无可比拟的优势，可以全力保障数据中心交付，并提供持续运营能力。

为应对碳中和背景下数据中心面临的挑战和行业痛点，华为数据中心能源解决方案从数据中心全生命周期的角度，基于L1层、超越L1层，通过重构架构、重构温控、重构营维，重构供电，打造下一代极简、绿色、安全、智能的数据中心。

重构架构。数据中心的碳排放不仅产生在运营中，建设、施工阶段产生的碳排放一样应该受到重视。华为采用全模块化设计和全预制化的极简建设模式，可实现施工期间用水和建筑垃圾减少80%，可回收率超过80%。在减少90%施工碳排放的同时，还可以大幅提升交付效率，缩短建设周期，满足按需部署，分期投资的需求。以1000机柜数据中心为例，重构后的架构可将建设周期由20个月缩短到6-9个月。

重构温控。通过间接蒸发冷却和智能能效优化等解决方案，实践“风进水退”的理念，最大化利用自然冷源，大幅降低能源利用效率（PUE）。同时采用去架空地板架构，弥漫式送风等措施，实现了数据中心运营中的PUE降低8%-15%、用水减少40%，并且提了功率密度及出柜率。

重构供电。华为数据中心能源智能解决方案供配电系统设备从被动维护到主动预警，实现AI预测性维护，全面保障供电安全。电力模块相比传统方案可省地40%，提升10%的出柜率。同时，华为UPS专利智能在线模式转换效率高达99.1%华为云服务器宕机，从变压器到UPS输出全链路效率高达97.6%，相比业界高出3.6%，1500柜12MW的数据中心10年可省电费1550万元。

重构运维。应对日益复杂的运维环境，华为通过智能运维解决方案实现了运维智能化、可视化、数字化，大幅提升了运维质量和效率。华为智能运维解决方案可以节省35%的运维成本，并将资产利用率提升20%，实现数据中心全链路预测性维护、端到端能效调优、极致营维效率及资源利用率。

赋能产业走向“碳中和”

据悉，华为在全球已经建设了1000+的数据中心，其中包括如新一代智能“低碳”贵安华为云数据中心等在内的200多个自建、自用及自管理的数据中心。在这个过程中，华为高度关注数据中心的绿色、节能发展，并积累了丰富的数据中心低碳建设、管理、运营经验。

将绿电引入数据中心，是实现数据中心运营碳中和的终极手段。除不断改进数据中心的建设、运营，华为还在数据中心的清洁能源供给方面进行了大规模实践。目前，华为已在青海省建设成了全国首个100%利用绿色能源建设的大数据产业示范基地。利用青海本地的水电、风电、光伏等电力资源，为面积高达1200亩的数据中心园区提供清洁电力。

能力越大，责任越大。一直以来，将自身能力赋能产业是华为服务行业数字化转型的理念。华为数据中心能源通过向行业提供数据中心L1服务解决方案，将经过四大重构的数据中心建设理念普及到全行业，并将持续助力数字化程度领先的互联网行业的基础设施建设，携手推动数据中心产业的低碳发展，打造绿色节能的数字经济格局，促进产业乃至全社会的碳中和实现而做出积极的努力。