新基建:数据中心规划与设计
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2.4 碳利用效率(CUE)

1. CUE的基本定义

数据中心碳排放越来越受到全球关注。美国环境保护署(EPA)将数据中心作为美国能源消耗的主要源头之一。EPA为各州政府设定的碳排放目标是:到2030年实现100%可再生能源电力供应,到2050年实现碳中和,即温室气体排放较1990年减少85%,其余15%碳排放则以补偿方式(如植树造林)消除。

二氧化碳是对地球温室效应影响最大的气体,占大气层中温室气体的76%。二氧化碳被大量排放到大气层中,在大气层中可存在约100年。从数据中心总体生命周期来看,“碳排放”术语也包含数据中心内所有组件(服务器、UPS、建筑外壁、制冷系统等)在制造过程所排放的二氧化碳。这类碳排放可以用“隐含碳”这一术语加以表达。“碳排放”术语还包括数据中心在运营中(耗电产生的碳排放)、维护时(消耗品的更换,如电池、电容器等)及数据中心生命周期完结时组件报废处理所产生的碳排放。

TGG于2010年创造的碳利用效率(Carbon Usage Effectiveness,CUE)也已经成为绿色数据中心最重要的另一个指标。CUE是一个度量单位,用于测量每天数据中心的碳使用量。

在美国,数据中心管理员通过阅读电表并乘以本地碳因素的数量(这可由数据中心的能源消耗提供),可以得到大概的碳测量结果。大型数据中心的管理员可通过设施的整体能源消耗的二氧化碳放射等同物除以总体IT能耗去计算CUE值。得出的结果是每千瓦时产生多少克二氧化碳。最完美的CUE值是0.0,这意味着在数据中心运营中没有产生任何碳排放。

随着能源成本的增加及对环境的担忧,促使人们寻求方法降低温室气体排放量,尤其是碳排放。除了帮助人们制定精明决策改变对全球温室效应的影响,碳利用效率还可帮助组织在某些行业获得绿色计算财政激励。

影响数据中心碳足迹的主要因素有3个:数据中心位置、IT负载、电气效率。

2. 碳排放交易

碳排放交易(简称碳交易)是为促进全球温室气体减排,减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制。联合国政府间气候变化专门委员会通过艰难谈判,于1992年5月9日通过《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC,以下简称《公约》)。1997年12月于日本京都通过了《公约》的第一个附加协议,即《京都议定书》(以下简称《议定书》)。《议定书》把市场机制作为解决以二氧化碳为代表的温室气体减排问题的新路径,即把二氧化碳排放权作为一种商品,从而形成了二氧化碳排放权的交易,即碳交易。

碳交易是指运用市场经济来促进环境保护的重要机制,允许企业在碳排放交易规定的排放总量不被突破的前提下,可以用这些减少的碳排放量,使用或交易企业内部及国内外的能源。《议定书》第17主题规定,碳排放交易是一个可交易的配额制度,以议定书附件B所列承诺的减排和限排承诺计算的配额为基础。例如,全球限定100单位的碳排放量,A国获得15单位的指标,B国获得10单位的指标,其他国家则获得其余75单位的指标。如果A国只排放了10个单位,而B国排放了12个单位,B国就可以从A国购买2个单位的碳排放量。目前,在推动碳排放交易方面,欧盟走在世界前列,已经制定了在欧盟地区适用的气体排放交易方案,通过对特定领域的万套装置的温室气体排放量进行认定,允许减排补贴进入市场,从而达到减少温室气体排放的目标。

工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局制定了《国家绿色数据中心试点工作方案》(以下简称《方案》),组织重点省(区、市)围绕生产制造、能源、电信、互联网、公共机构、金融等重点应用领域选择一批代表性强、工作基础好、管理水平高的数据中心,开展绿色数据中心试点创建工作,提升试点数据中心节能环保水平。

方案中提到,加强公共服务能力建设。整合行业现有资源,建立绿色数据中心公共服务平台,培育一批第三方检测评价机构、节能服务公司等;探索绿色数据中心节能量交易、融资租赁等金融服务模式。鼓励在数据中心领域推广合同能源管理和融资租赁等新型服务模式,研究节能量交易等新型方式。