机房节能:IT业的一次机会

来源:贝博ballbet体育网页版    发布时间:2024-01-30 20:24:17
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  “IT业以前是高技术行业,现在都快变成高耗能产业了。” 12月8日,中国工程院院士、清华大学教授江亿在北京节能环保技术应用论坛上作此表述。

  引发江亿如此感慨的,是我国信息机房能耗逐年上升的趋势。最新统计数据表明,随着信息化进程,公共机构信息中心平均能耗占到总能耗的20%,个别公共机构甚至达到40%以上。

  国务院今年9月发布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中明白准确地提出:推动信息数据中心、通信机房和基站节能改造。

  “信息机房节能潜力很大,但没有正真获得应有重视,希望北京能率先实现机房节能。”江亿说,自己最大愿望是推出机房用能标准,对信息机房的能耗进行规范化管理。他认为,信息机房节能将成为IT业摆脱“高耗能产业”、实现节能减排的一次机会。

  2006年美国数据中心用电650亿千瓦时,占美国总用电量的1.5%。2007年中国邮电业总用电量531.9亿千瓦时,占全国总用电量的1.6%。近年由于国内信息产业的迅猛发展,其用电量在迅速增加,2011年信息业用电将突破1000亿千瓦时,占全国总用电量的2.5%。

  据初步调查,北京市信息产业能耗呈上涨的趋势,重点IDC(互联网数据中心)企业的信息机房面积已超越17万平方米,年耗电量超过25亿度,在大多数办公建筑当中,信息能耗比重已经占到总能耗的30%左右。

  据统计,2009年北京市主要IDC企业平均年用电超过北京市用电量的5%。2006年以来,北京市属机关单位信息机房用电在建筑总用电中的比重为20%~50%。而根据国务院机关事物管理局对在京部委办公大楼的调查,虽然机房面积不大,但是耗电量占到总用电量的近40%。

  江亿指出,这样惊人的数据说明,一方面IT行业用电量剧增,不利于行业持续发展;另一方面,机房节能也可以为我国的节能减排作出很大贡献。

  由于机房耗电量惊人,一些银行业主甚至戏称准备将机房搬到内蒙古大煤田旁边。

  能量利用效率(PUE)是目前国际上通用的机房能耗指标,反映了机房数据中心总运行能耗和IT设备电耗的关系,数值越低,数据中心用能效率越高。国外大多数机房PUE在2以下。

  如谷歌公司一个数据中心PUE平均值为1.21,Facebook某数据中心宣称平均PUE达1.07。这两个数据中心都位于美国西海岸北部,干燥寒冷,全年气温较低,没有硫和粉尘污染,四季采用自然通风,没有空调制冷。

  “可以说,国际上一些高效的数据中心是综合选址、可靠性要求不高的结果,实际并不意味着技术的先进性。”清华大学航天航空学院副教授李震说。

  一个典型案例是北京节能环保中心信息中心,通过节约能源改造达到PUE值2.2,节约能源的效果约为25%,年估算节电3.6万度。

  “2.2已经是国内很高的水平了。”李震告诉《科学时报》记者,根据他们的调查,国内PUE值在2.2~2.7之间,较好案例能够达到1.8左右,而该机房除了没有采用分布式冷却,几乎使用了现有的所有技术。

  李震等人一直从事北京市机房调研工作,他指出,我国IDC领域要从设计理念、标准和新技术推广等方面实现节能,敢于尝试新技术。“这方面我们并不落后。”李震说。

  数据显示,在机房能耗中,主设备耗电52%,空调38%。还有一些调查表明,空调耗电在机房耗电中占到40%以上,甚至接近一半,达到和主机设备耗电接近的水平。

  作为空调专家,江亿指出,目前我国机房空调排热系统存在很多不合理用电,如全年制冷,即使冬季室外温度很低仍需制冷;一边除湿,一边加湿,造成额外电耗等等。

  江亿提出两条机房空调节能原则,一是尽可能避免不一样的温度的气流掺混,采用分布式冷却方式,对IT机柜进行局部冷却;二是尽量利用自然冷源,我国北方自然冷源充沛,如北京市全年有10个月都可通过自然冷源。

  分布式冷却方式指将空调系统吸热端安装在装载IT设备的机柜上,而非为机房整体冷却,使空调系统更接近热源,实现不同机柜的按需供冷,降低空调系统的输送能耗。仅这一项就可以省电40%以上。

  江亿指出,由于不适用直接通风的方式,分离式热管排热技术能较好利用自然冷源。该技术不需要压缩机冷却,比空调节能性高,只要室内外温差大于5度就可以轻松又有效排热。通过这一种方式,我国大部分地区全年40%~60%的时间都可通过自然冷源。

  根据自主研发SIS热管的北京纳源丰科技发展公司的具体尝试,在对北京某高校图书馆进行了SIS热管机房的改造后,PUE从1.8降到了1.38;北京某国家机关网络中心机房热管改造后节电率达到50%以上。纳源丰CTO钟志鹏告诉《科学时报》记者,热管技术在中国有很好的应用前景,不过目前开发该技术的企业还不多。

  根据江亿的计算,风冷式自然冷源可节能70%,蒸发式冷却自然冷源节能75%,间接蒸发式自然冷却能够达到77%的节能率。

  “按照节能率77%和空调占机房电耗40%计算,仅空调一项就能使机房总用电量降低30%,超额完成十二五目标。这是IT业在十二五实现节能减排任务的有效手段。”江亿说。