2021年11月,工业和信息化部正式发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,明确提出要统筹优化数据中心布局,构建绿色智能且互通共享的数据与算力设施,加快构建以数据和算力设施为核心的新型数字基础设施体系,为未来5年我国新型数字基础设施建设指明了方向。面向已经开启的2022年,我国数据中心产业发展的重点在哪里?数据中心产业推进的技术路径是什么?带着业界关心的问题,《数据中心建设+》杂志总编何春华女士,对本刊编委会专家进行了群访。多位编委从不同角度，对2021年数据中心行业取得的成果进行了归纳总结，对2022年数据中心行业发展面临的问题和发展路径进行了分析和预判。本文综述如下，与业内同仁分享。
        　　
　　一、数据中心产业在国家数字经济发展中的战略地位和重要作用
　　
　　何春华:随着互联网、云计算、大数据等技术的快速发展,数字经济已经成为我国经济发展的重要战略基础。并成为稳定经济增长的关键动力。数据中心作为数字经济日新月异发展的关键基础设施,正处于快速迭代的高速发展时期。
　　
　　赵勇祥:数据中心在国民经济中发挥越来越重要的关键作用,数据中心对提升全社会生产效率和全要素生产率作用巨大。大家对数据中心的认知已经从过去数据中心仅是一组建筑,演变为还包括其中的信息技术设备、信息技术系统和数据,甚至包括人员和制度的一个实体。
　　
　　随着网络强国战略、国家大数据战略、中国制造2025等国家战略的落地实施,人工智能、云计算技术等技术的广泛应用,各行各业数字化转型的逐步深入,数据中心在国民经济中所占比重还会也来越高,并将诞生越来越多对数据中心和信息技术高度依赖的行业,数据中心服务的中断不再是数据中心自己的事,将会成为一个系统性的社会风险,必须引起高度的重视。
　　
　　张彦和:从数字经济发展需要及各方面研究数据来看,2022年的数据中心市场需求将会进一步扩大,市场规模将超3000亿元。
　　
　　邢建胜:2021年是数字经济高速发展的一年;是国家和地方政府出台“双碳经济”政策对数据中心建设和发展影响极大的一年;是数据中心产业技术标准推陈出新快马加鞭的一年;亦是数据中心基础设施建设高速发展的一年;更是数据中心技术应用水平大幅度提升的一年。
　　
　　二、对数据中心产业生存和发展产生重大影响的政策
　　
　　众多专家异口同声的阐述了“双碳经济”政策,对数据中心产业发展产生的重要影响。其中观点,很有代表性。
　　
　　张彦和:工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》—--严格且急迫。
　　
　　北京发改委公布的《关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知》—--号称史上最严,且有标杆意义。国标GB40879-2021《数据中心能效限定值及能效等级》—--为数据中心能耗定位指明了方向。
　　
　　胡晓东:各地方政府加强了对数据中心节能环保的管控，很多城市已经不批能评指标了，但是这样能解决碳排放问题吗？显然是不行的，堵不如疏，毕竟国家还是把数字经济发展作为国家经济发展的重要引擎。数据中心产业绿色发展的方向绝不是只聚焦在优化供电架构、制冷系统、建筑能耗节能等领域。未来绿色数据中心的出路一定在改变“源网荷储”的源头上，在政策引导扶持下,使用可再生能源。
　　
　　邓乃章:碳达标碳中和对数据中心的现在和将来都具有重大的影响力,尤其是数据中心能耗比例占比不断上升、数字化转型、云计算扩展、自动化智能化提升的势态背景下,国标《数据中心能效限定值及能效等级》GB40879-2021等企标、团标等标准不断推出,减低数据中心的能耗水平已经迫在眉睫。
　　
　　付宝福:从PUE值的变化,可以看出国家对数据中心行业的期望与规划。
　　
　　1.PUE值政策
　　
　　(1)国家发改委等部委发布的《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》中要求到2025年新建大型、超大型数据中心平均电能利用率降到1.3以下。
　　
　　(2)国家发改委、中央网信办、工信部、能源局于2021年12月20日批复的宁夏、贵州、甘肃、内蒙四大全国一体化算力网络国家枢纽节点,都要求起步园区数据中心平均上架率不低于65%,数据中心电能利用率控制在1.2以下。
　　
　　(3)国家标准《数据中心能效限定值及能效等级》GB40879-2021将于2022年11月1日实施,意味着在全国范围内,至少有60%以上的数据中心是达不到该标准的。
　　
　　2.浮动电价政策
　　
　　北京于2021年7月22日通过了《关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知》,从政策上明确了北京全市新建或改扩建获批指标达到1000吨标煤或年电力消费达到500万kwh及以上的数据中心PUE超过1.8每度电加收0.5元,不超过1.8但超过1.4的每度电加收0.2元。
　　
　　三、新政策推动数据中心发展
　　
　　1.“两方案”是未来几年数据中心发展的总纲
　　
　　吴晓晖:我认为《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》和《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》这两个文件是未来几年数据中心发展的总纲,将对数据中心发展将会产生巨大影响。前者为数据中心全国的一体化布局指明了方向,提出了“一体化的新型算力网络体系”、“东数西算”等概念;后者指出了在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。依据这两个政策,我认为后续全国数据中心的发展,从布局上将会更加优化。国家枢纽节点,省内节点,边缘数据中心等将梯次分布。
　　
　　2.数据中心领域能源结构绿色转型牵引作用
　　
　　齐曙光:为了进一步贯彻落实
　　
　　《国家发展改革委等部门关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》和《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》要求，建议数据中心业界各方深入思考和推动如下几个方面问题:
　　
　　(1)是积极推动和参与国家枢纽数据中心建设。在业界的共同努力下,要打造世界一流水平,从产品、方案到整体运行维护等方方面面做到高水平、高能效、高颜值等。
　　
　　(2)是深入推进全国绿色低碳发展。不仅仅是新建大型、超大型、国家枢纽数据中心,还要兼顾各类中小型数据中心机房等,全面做好可持续转型。加紧研发绿色低碳技术并加速推动规模化应用,尽快实现实际运行PUE普遍水平达到1.5的要求。
　　
　　(3)是要提升数据中心运行安全性意识。在规模化建设背景下,数据中心安全、稳定运行尤为重要。任何数据中心绿色低碳技术、方案和措施都不应影响其安全性,若安全性方面出现问题其后果可想而知。
　　
　　(4)是要充分发挥数据中心赋能作用。数据中心乃至整个数字基础设施的规划、设计、运行、维护、回收等应充分考虑与我国各产业的深度融合,渗透到方方面面,从而推动生产、生活、生态的全面绿色低碳发展,助力国家“双碳”目标实现。
　　
　　3.“双碳”目标压力数据中心的力学效应
　　
　　付宝福:(1)数据中心运营方将大概率替整个数据中心行业负重前行“双碳”目标对市场的作用强大。严格的能效管控和强力的低碳政策尤其是附加高额处罚措施的政策必将一定程度上提升数据中心成本,虽然在数字经济及未来元宇宙的加持下数据中心仍属于朝阳行业，但单纯的IDC服务商仍是行业的底层，无法传导压力，预计大概率由数据中心运营方替整个行业负重前行。
　　
　　(2)“双碳”目标将催生一个涉及全国尤其是华北、东北、西北三大地区数据中心上千亿的合规性服务市场。最近听闻好些节能效果显著的产品供应商都已经三班倒生产开足马力,仍然是供不应求,俨然已快进入卖方市场了。
　　
　　四、数据中心取得的成果经张彦和、胡晓东、邓乃章等多位专家评价
　　
　　1.2021年标志性工程:
　　
　　(1)曙光重庆超算数据中心——国家级重点项目;
　　
　　(2)乌兰察布大数据中心——快手首个超大规模的数据中心;
　　
　　(3)深圳平安观澜数据中心——PUE值<1.25的大型数据中心;
　　
　　(4)郑州中原大数据中心;
　　
　　(5)苹果iCloud(贵安)数据中心——可再生能源。
　　
　　2.最受关注的技术成果和技术方案
　　
　　(1)液冷技术;
　　
　　(2)间接蒸发制冷;
　　
　　(3)储能技术;
　　
　　(4)新能源及可再生能源接入。
　　
　　3.最受欢迎的产品
　　
　　(1)巴拿马电源/一体化供电系统或其它叫法;
　　
　　(2)锂电池及其电池监控系统;
　　
　　(3)运行体系文档系统。
　　
　　4.2021数据中心行业最牛的技术创新
　　
　　(1)SST技术(电子中压变压器技术);
　　
　　(2)间接蒸发制冷的应用。
　　
　　五、对未来数据中心发展的研判
　　
　　1.数据中心是未来元宇宙诞生的基石
　　
　　付宝福:数据中心是当今数字时代新生产力蓬勃发展的核心基础设施,也是未来元宇宙诞生的基石。
　　
　　王其英:元宇宙是数据中心发展的终极目标,从现在看有的己经开始朝这个方向迈进,并且踏出了第一步,为后来者作出了榜样。
　　
　　2.数据中心业务连续性分级将有国家标准
　　
　　赵勇祥:我国先后发布了多部业务连续性管理领域的国家标准,但是这些标准要求过于通用,不能体现数据中心的业务特点,不能很好指导数据中心的业务连续性工作。
　　
　　即将发布的国家标准提出的数据中心业务连续性等级模型专注于数据中心本身的业务特点,适用于提供场地服务、云计算(算力)服务和业务处理服务等各种服务类型的数据中心,可用于评价不同数据中心的业务连续性等级,也可指导数据中心提升自身业务连续性等级。
　　
　　该标准重视基础设施与信息技术系统的结合,在引导数据中心按照业务需要分等级建设、分等级部署、实现韧性,并在高可用与低碳间形成平衡等方面提出了要求。
　　
　　3.新技术标准推动数字孪生技术在绿色数据中心建设中大显神威

黄冬梅:数据中心节能面临着极大的挑战,自然冷却、设备节能已被广泛应用,但系统节能需要从系统级考虑,让系统达到平衡,这就需要数字孪生技术的支撑。
　　
　　2021年《数据中心数字孪生技术规范》发布和实施,使系统节能得到重视,将在数据中心系统级节能发挥非常重要的作用。
　　
　　(1)以多维数据融合和虚拟数字化模型驱动,借助历史数据、实时数据、算法模型以及数字孪生体和物理实体的闭环交互,通过监控、模拟、验证、预测、优化实现物理实体全生命周期安全、可靠、高效运转的一系列技术。
　　
　　(2)从三个维度进行数字孪生等级划分和评估,数字孪生化等级、数字孪生覆盖完整度等级和数字孪生技术应用水平等级。这三个维度不同的等级共同决定数字孪生等级。
　　
　　(3)数字孪生技术的主要特点体现在对数字模型的仿真预测,AI等技术的应用,并通过控制优化下发策略到物理实体,从而实现对物理实体(实际数据中心)的系统级绿色高效运营。
　　
　　4.将会涌现出大量的老旧机房的改造需求数据中心要练内功
　　
　　(1)将会涌现出大量的老旧机房的改造需求
　　
　　周里功:今年国家和地方的双碳政策在监管细节上会更完善,实施层面会完全落地并开始实施,因此,将会涌现出大量的老旧机房改造需求,由于对双碳的检测和审查是持续的,不是一次性的,因此数据中心自身要有监控管理功能来实现自身的持续监控和自查,以便配合政府有关部门的监管和巡查,因此类似于DCIM等管理软件在数据中心的使用频率和应用深度会提高。
　　
　　(2)数据中心要练内功,AI技术在DCIM等运管类软件系统会走俏
　　
　　付宝福:数据中心要练内功。现有的数据中心,要着手降低能耗。重视像DCIM管理软件,与数字孪生配合软件的应用。新建数据中心在设计阶段,就要高标准,严要求。
　　
　　周里功:数据中心的规模和数量的增长,也迫使运维管理系统要做性能功能双升级,来适应新的变化和需求,基于这些,AI技术会在DCIM等运管类的软件系统中开始被更广泛的植入,并应用创新,帮助数据中心实现低碳和安全高效的运营。举一个具体的实例:成熟应用AI技术的数据中心数字孪生应用,是这两年在数据中心领域新起动的热门产品技术,我预测在2022年率先会在管理水平先进的数据中心中开始规模性的使用,同时会在数据中心行业中逐渐得到大多数的认可和重视。
　　
　　5.专家看好储能与可再生能源技术应用与发展
　　
　　(1)峰谷差价推动储能技术应用
　　
　　徐冬明:在过去的2021年,围绕碳中和碳达峰和电荒,数据中心行业越来越多的客户更加关心储能、微电网在数据中心的应用。2021年关于拉大峰谷价差,削峰填谷的模式在数据中心中的应用也有了一定的积极进展,可以算出经济收益了。2022年我认为削峰填谷式的储能、新能源式的储能在数据中心应用将会有不少具体应用。
　　
　　(2)可再生能源和储能系统引入将彻底改变数据中心供配电架构
　　
　　曲学基:国外已有可再生能源作为主电源的数据中心,国内多半是将太阳能或风力发电作为双路供电中的一路,且未作为主供电。采用储能系统是一个好办法。以往储能系统用于电力系统的削峰填谷,在数据中心的应用是备用电源。可再生能源和储能系统的引入彻底改变了数据中心供配电的架构;数据中心的储能系统采用电化学储能方式,即蓄电池储能。电池的选择将成为未来研发的重点;数据中心采用可再生能源作为主电源,已经成为发展方向。
　　
　　(3)零碳数据中心
　　
　　王新芳:绿电普及率有待提高,但也不能一蹴而就。毕竟数据中心耗能偏大,本地绿能直供不科学、也不现实;储能安全性在没有得到有效解决的前提下,要充分考量大型IDC采用锂电池的安全性,设计和建设期要充分做好紧急安全预案,确保IT设备不会造成大面积宕机事故的发生;数据中心应在平衡初期投资和全生命周期运营的利益的情况下,尽可能采用安全供电方案,尽可能采用节能产品,包括前端供电设备;有条件的偏远地区,数据中心可与农业种植相结合,余热、二氧化碳可输送给附近、或者数据中心开发者二次开发的植物,真正做到零碳数据中心。
　　
　　(4)绿色能源产业发展空间将为数据中心行业发展带来新的增长点
　　
　　胡晓东:目前，我国光伏、风电、水电装机量均已占到全球总装机量的三分之一左右，领跑全球。为实现“双碳”目标，中国必将进行能源革命，加快发展可再生能源，降低化石能源的比重，巨大的清洁、绿色能源产业发展空间将会为数据中心的行业发展带来新的增长点，为了减少碳排放，风电、水电、光伏发电、可再生能源发电等绿色能源会成为数据中心传统能源的互补甚至替代。
　　
　　6.数据中心基础设施技术创新的突破点
　　
　　张彦和:双碳指标的重压之下,靠传统的设备效能提高已经不能满足要求,并且空间也有限,现在需要从量变到质变进行突破!比如传统冗长的供电系统向一体化的供电产品转变,传统的空调制冷模式需要向浸没式、间接蒸发、自然冷却等方式转变,传统监控管理系统向智能化无人化预警化方向转变等。
　　
　　7.数据中心供配电系统及产品的主攻方向?
　　
　　付宝福:数据中心供配电尤其是非头部互联网主导的数据中心,UPS至少2n中的一路ups的eco/超级静态旁路作为主用将成为能效考核下的必然。这意味着UPS的控制系统稳定性,监测频率都将面临更严峻的考验。受限于能效与低碳考核,未来的数据中心在成为免费/低价热能中心的路上将迎来一波技术与应用的创新。
　　
　　吴洪林:氢是公认的清洁能源载体,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展。国家五部门批准京、津、冀、上海、广东为首批燃料电池汽车示范城市群,将极大地加速氢能及燃料电池的自主化、商业化进程。中国被国际社会公认为是最有可能率先实现氢燃料电池产业化的国家。可以预见,氢燃料电池将在绿色数据中心建设中,颠覆传统的供配电架构,大显神威。
　　
　　8.数据中心行业对新技术产品的期待
　　
　　李崇辉:近年来出现的数据中心冷源智慧能效控制系统技术具有一定的应用推广。
　　
　　(1)对于传统风冷直喷空调系统,通过采集室内外环境温度,室内外风机转速、压缩机转速等参数;耦合压缩机、膨胀阀、风机功率曲线,进行功率匹配,实现机房空调根据负载情况优化运行;PID调节室外风速、压缩机转速、膨胀阀开度,寻找最优功率点,从而提高机房空调风机和压缩机工作效率,节约精密空调能耗20%～40%。
　　
　　(2)对于中央空调机组,尤其对于变频离心式冷水机组,制冷能效控制系统是一套实现数据中心制冷系统能耗管理与运行控制于一体的制冷设施整体管控平台、节能控制平台与运行数据挖掘分析平台,颠覆了传统数据中心制冷系统动环加群控系统的割裂监测方式,可以将冷冻站数据、末端精密空调数据、机房环境数据及能耗计量数据全部打通,并利用物联网(IoT)技术、人工智能(AI)技术耦合数据中心IT负载特性、地域气候特性等固有属性,针对数据中心的制冷系统建立全局能耗运行模型,在全工况下实现数据中心制冷系统的冷源、输配、末端空调的全局节能智控,适用于新建和改造的绿色数据中心,与普通定频离心式冷水机组相比,使数据中心整体制冷系统年节电率达到15%-30%。
　　
　　周里功:从微观产品来看,2021热门产品技术有微模块、液冷服务器、间接蒸发冷却、末端配电智能小母线等。如今,小母线替代配电柜的方式也越来越多的被用户认可,主要原因是:(1)小母线产品技术特点本身也适合在数据中心使用,尤其是安全性、灵活扩展性是优于配电柜的,经过这些年的众多实际案例应用,产品也已经相当成熟。(2)价格也比过去有了很大的降幅,未来随着应用规模的扩大,成本的不断降低,当配电柜的价格优势不明显时,小母线的应用规模还会上一个台阶。
　　
　　9.降低数据中心能耗的路径
　　
　　杨彦霞:目前数据中心基础设施技术创新遇到了比较大的瓶颈,主要在于各种节能措施的大规模普遍应用(包括各类自然冷却技术、以及降低压缩制冷能耗的蒸发冷凝技术、低压缩比压缩机的应用等),使得节能空间相比若干年之前有了较大缩小,这也是技术进步和理念进步的体现。综合各方面情况来看,一味在基础设施本身下功夫节能似乎不可持续,而从数据中心能耗源头着手才是事半功倍的方向。
　　
　　(1)通过虚拟化等技术减小IT设备本身能耗
　　
　　(2)大幅提高IT设备进风温度。
　　
　　(3)研制耐高温、耐腐蚀服务器,更多采用自然冷却,力争不再需要压缩制冷。
　　
　　(4)推广液冷技术,实现完全自然冷却。
　　
　　(5)对于不耐高温的少量的控制元件,采取局部冷却。对于大范围的电气房间,提高运行温度,达到节能目的。
　　
　　(知无不言,言无不尽,本文失准之处,欢迎指正、讨论。)
　　
　　编辑：Harris