节能审查趋严化，数据中心该如何应对？
作者：联通数字科技有限公司 车凯
【慧聪通信网】节能审查作为数据中心建设的重要前置条件，与环境影响评价及土地、规划等审查同等重要。本文结合2022年全国数据中心节能审查的公开数据，重点分析北京地区节能审查的执行细则，剖析数据中心规划建设的新趋势，以及运营阶段将面临的新挑战。
变化中看趋势，节能审查趋向严格化
数据中心是重要的数据智能基础设施，作为各个行业信息系统运行的物理载体，对数字经济赋能和驱动贡献巨大，在数字经济发展中扮演着至关重要的角色。2022年是“东数西算”工程的元年，这一年全国各地新规划建设了大量的大型、超大型数据中心。以北京地区为例，2022年北京市发展改革委一共通过了13个数据中心相关项目的节能审查，相比2021年增加了近一半，建设内容基本按照规划，以云计算数据中心、人工智能算力云平台、电子信息厂房及其配套设施为主，过审项目的整体情况如表1所示。
自2021年7月《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》政策出台之后，北京地区对数据中心的节能审查变得更加严格，在审查标准、审查细节等方面2022年项目与2021年相比有非常大的区别，整体来看变化重点集中在以下6个方面。
对可再生能源的审查严中有宽
2022年通过审查的各项目均需要明确光伏利用和余热回收两方面的具体内容和目标，同时也对投入使用后可再生能源需要达到的比例进行逐年明确。基本要求是2024年可再生能源利用比例不低于40%，并按照每年10%的比例逐年提升，到2030年可再生能源利用比例达到100%。
各项目的综合能耗与光伏发电量相比较（光伏发电量按光伏安装容量每天运行4小时测算），在所有项目中两者最大比值为1000:1，最小仅为100:19。可以简单理解为节能审查虽然对可再生能源比例有强制性要求，自建光伏也是必须采取的措施，但对光伏发电在能源中的占比并没有强制性指标要求。只要能保证可再生能源的比例达标，数据中心借助绿色电力交易、认购可再生能源绿色电力证书以及购买节能量等方式均可。
各项目综合能耗与余热回收量相比较，两者最大比值为1000:1，也就是说余热回收量仅占综合能量的0.1%，再次说明节能审查依旧严格，常规的低碳节能措施一项都不能少，但这也给予了数据中心更多的个性化空间，可采取更多因地制宜的措施，不设置过高的强制性要求。值得关注的是，汇天网络科技有限公司云计算数据中心项目余热回收量达到综合能耗的5倍，是数据有误还是笔者计算方法有误，还有待进一步核查。
对可再生水资源审查更加精细
2022年通过审查的13个数据中心项目，除明确使用液冷的北京大兴智慧科技产业园区及配套云计算数据中心外，其他项目都对中水利用进度和中水用量提出了具体要求。数据中心要实现除生活用水外，其他用水全部采用中水，部分数据中心还明确自建中水池，回收雨水及空调冷凝水。
将各项目综合能耗与最大中水量相比较，可以看到两者比值基本在1.5L/kW·h以下，虽然不严谨，但可以简单理解为类似WUE的指标，从数值上看，绝大多数的数据中心无论末端采取风冷还是液冷的模式，在冷却侧可能还是以蒸发冷却为主。
需提交变更申请的范围加大
北京市发展改革委2017年发布的《关于优化营商环境调整完善北京市固定资产投资项目节能审查的意见》第五条规定：“通过节能审查的固定资产投资项目，建设内容、用能工艺、能源品种、重点用能设备、能效水平等发生重大变动的，或能源消费总量超过节能审查意见批准能源消费总量10%（含）时，建设单位应当按照法定程序提出变更申请，依法办理节能审查变更手续。”
从节能审查公告来看，数据中心项目需要提出变更申请的范围，由2021年的“除项目建设内容、项目规模、能效水平等发生重大变动的”，调整为2022年的“除项目建设内容、项目规模、能效水平等发生重大变动的，或者本节能审查意见印发之日起两年内上架率未达到80%的”，增加了对数据中心上架率指标的审查。
对PUE的审查比标准更为严格
2021年北京地区出台的《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》中，对PUE的要求是“年能源消费量大于等于1万吨标准煤且小于2万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.25；年能源消费量大于等于2万吨标准煤且小于3万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.2。”在实际执行中，9个1万吨~2万吨标准煤的项目，PUE最小为1.118，最大为1.198，都小于1.25的规定，而且均值达到1.161，比规定值小了接近0.1。
2022年部分地区通过节能审查的数据中心项目如表2所示，参考同期公开可查的上海、广东、四川、内蒙古等地区对于数据中心项目的节能审查，似乎并没有北京这么严格。2022年通过审批的上海阿里飞天云智能华东算力中心（一期）和临港书院数据中心建设项目国家（上海）新型互联网交换中心试点机房项目的PUE基本控制在1.3，粤港澳大湾区华南数谷（一期）项目PUE控制在1.25，而同等条件下，北京地区数据中心PUE则要控制在1.15以下。同时，在公开可查的节能审查内容中，也没有对光伏发电、余热回收、中水使用等提出明确的要求。
对项目时间要求更为明确
前期的节能审查通常对项目时间节点的描述是“X年X月建设完成”，从第六个节能审查公告开始，对时间节点的描述由“X年X月建设完成”调整为“X年X月投产使用”，表述更为严谨，也对数据中心服务商提出更高的建设要求。
明确使用液冷的项目并不多
2022年通过审查的13个数据中心相关项目中，公开信息中只有1个项目明确使用液冷技术，其他项目在公告中并没有更多描述。
发展中迎挑战，运营细则尚待优化
结合以上数据可以看到，由于政策调整等原因，北京地区2022年数据中心节能审查相比前期发生的变化较大，这些变化一方面会促进数据中心向绿色节能的方向转型，另一方面也将给数据中心后期运营带来比较大的影响，重点影响包括以下3个方面。
PUE如何实现从设计到运营
设计PUE更多是基于规划、立项、审批的考虑，对外的意义实际上大于对内，从字面上满足1.2相对比较容易，但在投产初期低上架率、低IT负载率的情况下，极有可能出现运行PUE与设计PUE不符的情况，使数据中心在运营阶段面临内部的指标考核以及外部的指标监管两个方面的压力。北京2021年相关项目中，PUE接近1.30，但2022年13个项目的PUE均小于1.20，基本在1.15左右，如此低的运行PUE在现阶段已经投产的数据中心中也并不多见。
要实现1.15以下的运行PUE目标，需要在数据中心全生命周期各个阶段都有充分的准备。设计阶段需要做好对系统和各功能模块的整体规划，确保在各种场景下均可达到目标；建设阶段需要做好设备选型和功能调测，特别是联合调测，确保系统性能符合设计标准；在运营阶段需要结合制度、人员和平台工具做好系统优化，利用积累的经验保证各个时期都能满足设计目标，以上任何环节出现问题，都将影响PUE目标的实现。
低PUE设计很容易，但低PUE运营有较大难度，此项指标对数据中心投产后的运营是一个非常严峻的考验。
上架率如何快速满足规定
根据北京市发展改革委下发的《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》解读文件，考核的上架率为“实际上架的机柜总功率/节能报告中的机柜设计总功率”，此项指标与数据中心经常提到的机柜上架率有一定区别。通常情况下，机柜上架率是指机架的物理使用情况，是实际上架机柜数/总设计机柜数，但节能审查中提到的上架率是指上架机柜的总功率/节能报告中的机柜设计总功率，是功率的比值，而不是数量的比值，如果初期上架机柜的功率密度低，剩余的机柜功率密度高，此项指标将会受到一定影响。考核上架率的初衷是为了避免建设单位“报大建小”、挤占能耗指标，也是对报审电量利用率的审查。
数据中心机柜上架率的影响因素是多样的。数据中心机柜都是分楼层、分机房布置的，在资源使用方面，除整机房租用的大客户外，其他客户的需求可能是分阶段开展的，在资源分配时数据中心既要考虑单个机房上架率的指标，又要考虑客户后期扩容的便利，因此混用的机房无法达到100%的上架率。同时，随着运营时间增加，前期客户退网后腾出的机柜数量与后期入网客户需求的机柜数量也不一定相符，同样会影响整体上架率。在实际生产中，机柜上架率能够达到80%以上的数据中心并不多。
因此，要在规定期限内确保上架率符合标准，就必须在投产前做好业务规划，如无法按期实现，也就意味着需要进行节能审查的变更申请，运营风险也将增加，此项指标对数据中心投产后的运营也是一个严峻的考验。
如何实现快速的投产使用
项目在建设时可能由于分批分期建设、资金不到位、重大技术变更、采购流程过长等原因，导致项目主体建设周期变长，或者出现配套的光伏、余热等项目建设滞后，配套的电力、中水等引入滞后等情况，从而影响整体节能审查进度。审查细节从建设完成调整为投入使用，就是要求数据中心服务商在最短的时间内完成投资建设并通过审查后投产使用。
因此，数据中心在规划阶段，除要做好资金投入计划，也要考虑采取更多的预制化、模块化设计与建造，尽量缩短建设工期，还要提前做好运维人员的储备，快速完成交付，降低运营风险。
综合分析2022年数据中心节能审查项目，可以看到北京地区对数据中心的准入非常严格，不仅对业务类型有明确规定，对PUE、可再生能源利用、可再生水资源利用、能源利用率等也有相对严格的要求，对数据中心投产后的运营将产生较大影响。已经通过节能审查的数据中心在投产运营前会采取哪些措施规避这些风险，在投产运营后又将采取哪些措施迎接这些挑战，让我们拭目以待。
*本文刊载于《通信世界》
总第920期 2023年5月25日 第10期
原文标题：《从节能审查看数据中心规划趋势与运营挑战》
