据国际能源署研究人员估计，到2025年，全球数据中心将使用全球25%的电力。这比世界上任何一个国家的用电量都多，你会很高兴听到这个预测到目前为止还没有实现，你可能想知道，“数据中心消耗到底需要多少柴油发电机组和其他类型发电机组？”
全球数据中心每年消耗大约200太瓦时(TWh)的能源，其中几乎全部是柴油发电机组；这大约是世界用电量的1%。虽然这远低于上述预测，但它仍然使数据中心成为相当大的能源消耗者。然而，数据中心行业在提高能源效率方面取得了重大进展。这导致近年来数据中心的能源消耗趋于平稳。更令人兴奋的是，该行业能够在成功满足客户日益增长的服务需求的同时实现能源消耗平稳。既然已经涵盖了有关数据中心能源使用的基础知识，那么让我们来看看未来几年您可能会更频繁地听到的三个数据中心能源趋势。
环保意识的增强正在推动对脱碳的关注
从航空公司到数据中心，降低碳排放和脱碳在大多数行业中越来越受到关注。在使用200 TWh电力的过程中，数据中心会产生大量的碳足迹。这是因为它们通常依赖于世界上目前仍以柴油发电机组为主的发电组合。数据中心行业最流行的两条脱碳途径是直接使用可再生能源和使用可再生能源信用额度(REC)。直接使用可再生能源：数据中心完全或部分由可再生能源供电，例如地热、水力、太阳能和风能。虽然这是对环境更有利的方法，但由于可再生能源的间歇性，它也更具挑战性。数据中心运营商要么依靠现有的电力市场，要么在某些情况下依靠储能选项来应对这一挑战。
使用可再生能源信用(REC)：在这种情况下，数据中心运营商购买可再生能源和相关的REC。如果可再生能源是在远离数据中心的地方生产的，运营商会将可再生能源卖回电网，并使用可再生能源来抵消其碳足迹。这是整个数据中心行业的普遍做法，也是谷歌成为全球最大的可再生能源企业买家的部分原因.以下是这种方法的好处：它让可再生能源供应商客户承诺投资新项目，即使数据中心不一定使用可再生能源。换句话说，这种方法向电网提供了越来越多的可再生能源供我们所有人使用。同时，批评人士强调，这种方法不一定会减少数据中心的碳排放。预计这两种方法将在数据中心行业的脱碳道路上共存。
数据中心电力网络分布图
现场发电量增加
数据中心通常依赖电网作为主要电力来源。虽然依靠电网很方便，但数据中心的持续扩展可能会给现有的电网基础设施带来额外的压力，从而导致电网不稳定。在某些地区，数据中心的增长和能源需求可能超过电网基础设施能力和投资。为了应对这些挑战，一些数据中心运营商可能会部署现场发电。光伏(PV)阵列、柴油发电机组和燃料电池是现场发电的常见来源。这些资源也称为分布式能源(DER)，可以连接到公用设施或与公用设施隔离（称为孤岛运行）作为微电网运行。固定能量存储也可以并入微电网中，从而增强与公用事业隔离运行的能力。现场发电允许数据中心运营商在可用时使用来自更清洁能源的电力，同时在最清洁能源不足时从其他来源补充能源。现场发电的这一特性支持实现可持续发展目标，同时为数据中心提供可靠的电力服务。
户外集装箱式柴油发电机组集成电站
提高能效水平
数据中心为提高能源效率提供了巨大的机会，该行业近年来充分利用了这一优势。让我们介绍数据中心能效的两个方面。
IT基础设施：从历史上看，数据中心通过提高单个IT设备的利用率和服务器虚拟化来提高IT基础设施的能源效率。展望未来，融合基础架构(CI)和超融合基础架构(HCI)预计将引领数据中心的能源效率提升。简而言之，CI具有由存储和计算功能组成的构建块，这些功能物理结合在一个交钥匙产品中。同时，HCI依靠软件来结合计算、存储和网络功能。这两种技术以不同的方式提供了一个更具可扩展性的架构，有助于提高能源效率。在数据中心内，为了提供相同的计算输出，如果您使用其中一种技术，您可以负担得起更少的服务器、存储和网络设备。
非IT基础设施：电源使用效率(PUE)，即数据中心使用的总能源与计算设备使用的能源的比率，是数据中心能源效率的常见指标。行业平均PUE从2007年的2.5提高到2019年的1.67 4，这是一个明确的指标，表明非IT基础设施、供暖、制冷、照明等对数据中心能源消耗的贡献正在缩小。展望未来，冷却系统的进步将成为非IT基础设施能效提升的中心。自然冷却（使用来自附近资源的凉爽环境空气或冷冻水来冷却设施）将影响数据中心的地理位置。此外，液体冷却技术的日益突出将影响数据中心冷却系统的设计。同时，在IT基础设施方面，IT设备在更高环境温度下运行的需求不断扩大，这将减少单位计算能力的冷却需求。
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