數(shù)據(jù)中心行業(yè)以各種方式繼續(xù)變得更加環(huán)保。數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響經(jīng)常被討論，這是正確的，因?yàn)樵撔袠I(yè)將在 2020 年使用 730 億千瓦時(shí)的電力。但數(shù)據(jù)中心行業(yè)正在使用各種形式的可再生能源（包括太陽能和風(fēng)能）以提高可持續(xù)性. 在實(shí)現(xiàn)碳中和方面取得長足進(jìn)步的重點(diǎn)是電網(wǎng)交互式不間斷電源和鋰離子電池的創(chuàng)新。
什么是碳中和數(shù)據(jù)中心？
有多種形式的二氧化碳 (CO2) 排放，包括自然的和人為的。CO2 排放的一些自然來源是分解、海洋釋放和呼吸作用。人為的二氧化碳排放來自水泥生產(chǎn)、森林砍伐和燃燒化石燃料，包括石油、煤炭和天然氣。就人類活動(dòng)而言，溫室氣體排放的最大來源是交通經(jīng)濟(jì)部門，占 29%。緊隨其后的是電力占 25%，工業(yè)占 23%，商業(yè)和住宅占 13%，農(nóng)業(yè)占 10%。
我們大約 62% 的電力來自燃燒化石燃料。數(shù)據(jù)中心使用大量能源來運(yùn)行其運(yùn)營。一個(gè)希望實(shí)現(xiàn)碳中和的數(shù)據(jù)中心需要實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。這可以通過增加可再生能源的滲透率和提高能源效率來實(shí)現(xiàn)。一些數(shù)據(jù)中心甚至希望在未來實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放。數(shù)據(jù)中心是使用大量資源的大型發(fā)熱設(shè)施。這可以通過使用可再生能源并積極減少這些排放來實(shí)現(xiàn)。
什么是 UPS 或不間斷電源？
數(shù)據(jù)中心需要 100% 的時(shí)間（或盡可能接近）在線和可用。Uptime Institute 的 Tier 分類系統(tǒng)要求頂級（Tier IV）全年的可用性為 99.995%，停機(jī)時(shí)間僅為 25 分鐘。底層，Tier I，要求數(shù)據(jù)中心的可用性為 99.671%，全年停機(jī)時(shí)間僅為 28.8 小時(shí)。該等級分類系統(tǒng)顯示了數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的需求。
UPS 或不間斷電源正是標(biāo)題所暗示的——一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)斷電的系統(tǒng)。UPS 是一種備用電池系統(tǒng)，可為整個(gè)操作提供電力，至少有足夠的時(shí)間在出現(xiàn)某些系統(tǒng)故障時(shí)正確關(guān)閉設(shè)備。大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心在其設(shè)計(jì)中都集成了 UPS 系統(tǒng)，以為所有 IT 設(shè)備提供不間斷電源。冷卻系統(tǒng)略有不同，因?yàn)樗鼈兺ǔＪ褂冒l(fā)電機(jī)作為備用電源。
為什么鋰離子電池很重要？
鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心運(yùn)營中具有巨大潛力。鋰離子電池具有更長的使用壽命、更小的物理占地面積、更低的承載要求、簡單的維護(hù)、更環(huán)保和出色的穩(wěn)定性。與閥控式鉛酸或 VRLA 電池相比，鋰離子電池還可以在更高的溫度下安全地工作，并且降解更少。這可能會(huì)允許數(shù)據(jù)中心減少對冷卻的要求。
鋰離子電池尚未成為所有數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的主要電池來源的主要原因之一是它仍然被認(rèn)為存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。鋰離子電池技術(shù)不像 VRLA 電池和柴油發(fā)電機(jī)那樣發(fā)達(dá)。如果制造不當(dāng)、損壞或電池軟件設(shè)計(jì)不正確，鋰離子電池可能會(huì)著火。鋰離子電池在取代 VRLA 電池和柴油發(fā)電機(jī)方面具有巨大潛力，但該技術(shù)仍需要一些微調(diào)。
什么是電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)？
電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)連接到電網(wǎng)。數(shù)據(jù)中心信任不間斷電源系統(tǒng)和電池用于電源調(diào)節(jié)和備用能源。這些 UPS 系統(tǒng)和電池中存儲(chǔ)的能量經(jīng)常未被使用。已經(jīng)討論過使用這種閑置能源來減少電費(fèi)甚至可能產(chǎn)生額外收入的想法，但通常不會(huì)實(shí)施。電網(wǎng)互動(dòng)或并網(wǎng) UPS 系統(tǒng)可以使這一點(diǎn)更容易實(shí)現(xiàn)。
連接到電網(wǎng)的 UPS 系統(tǒng)可以在微電網(wǎng)內(nèi)工作，并將未使用的電力返回給電網(wǎng)本身。這將允許存儲(chǔ)在公司 UPS 系統(tǒng)中的能量在空閑時(shí)間排放回公用事業(yè)。這可能會(huì)為公用事業(yè)提供商提供電網(wǎng)平衡服務(wù)，同時(shí)為數(shù)據(jù)中心帶來額外收入。
并網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 UPS 系統(tǒng)將利用鋰離子電池的能量，這可能會(huì)提供更快的充電和放電、高循環(huán)能力和更長的運(yùn)行時(shí)間。使用鋰電池的并網(wǎng) UPS 將能夠提供足夠快速的響應(yīng)來控制頻率并支持各種創(chuàng)收服務(wù)。這將有助于通過需求管理節(jié)省資金。公司可以關(guān)閉電網(wǎng)并在高峰時(shí)段使用其電池電量，以避免支付高額的即期費(fèi)率。這也可以通過減少高峰時(shí)段的使用來幫助公用事業(yè)提供商。雖然這項(xiàng)技術(shù)仍處于早期階段，但并網(wǎng) UPS 系統(tǒng)和鋰離子電池可能會(huì)幫助數(shù)據(jù)中心制定更可持續(xù)的能源戰(zhàn)略，甚至實(shí)現(xiàn)脫碳。
數(shù)據(jù)中心可持續(xù)能源和脫碳努力
許多大型知名公司正在尋找可再生和可持續(xù)的能源，以變得更加環(huán)保。谷歌、沃爾瑪、塔吉特、亞馬遜和蘋果都已將太陽能作為減少碳足跡的一種方式。微軟甚至承諾，到 2025 年，其所有建筑物將 100% 實(shí)現(xiàn)可再生能源，到 2030 年實(shí)現(xiàn) 100% 負(fù)碳排放。谷歌也做出了類似的承諾，表示他們打算 24/7 全天候使用無碳能源運(yùn)行，并且在到 2030 年。
通過利用可再生能源的力量并利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的力量——數(shù)據(jù)中心可以繼續(xù)朝著碳中和甚至碳負(fù)的方向發(fā)展。此外，鋰離子電池和電網(wǎng)交互式數(shù)據(jù)中心 UPS 系統(tǒng)可以幫助減少能源浪費(fèi)。技術(shù)和數(shù)據(jù)中心行業(yè)知道他們需要對環(huán)境影響做出重大改變，他們的努力很快就會(huì)得到回報(bào)。
