數據中心行業以各種方式繼續變得更加環保。數據中心對環境的影響經常被討論，這是正確的，因為該行業將在 2020 年使用 730 億千瓦時的電力。但數據中心行業正在使用各種形式的可再生能源（包括太陽能和風能）以提高可持續性. 在實現碳中和方面取得長足進步的重點是電網交互式不間斷電源和鋰離子電池的創新。

什么是碳中和數據中心？

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、森林砍伐和燃燒化石燃料，包括石油、煤炭和天然氣。就人類活動而言，溫室氣體排放的最大來源是交通經濟部門，占 29%。緊隨其后的是電力占 25%，工業占 23%，商業和住宅占 13%，農業占 10%。

我們大約 62% 的電力來自燃燒化石燃料。數據中心使用大量能源來運行其運營。一個希望實現碳中和的數據中心需要實現凈零碳排放。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現。一些數據中心甚至希望在未來實現負碳排放。數據中心是使用大量資源的大型發熱設施。這可以通過使用可再生能源并積極減少這些排放來實現。

什么是 UPS 或不間斷電源？

數據中心需要 100% 的時間（或盡可能接近）在線和可用。Uptime Institute 的 Tier 分類系統要求頂級（Tier IV）全年的可用性為 99.995%，停機時間僅為 25 分鐘。底層，Tier I，要求數據中心的可用性為 99.671%，全年停機時間僅為 28.8 小時。該等級分類系統顯示了數據中心運營的需求。

UPS 或不間斷電源正是標題所暗示的——一個永遠不會斷電的系統。UPS 是一種備用電池系統，可為整個操作提供電力，至少有足夠的時間在出現某些系統故障時正確關閉設備。大多數現代數據中心在其設計中都集成了 UPS 系統，以為所有 IT 設備提供不間斷電源。冷卻系統略有不同，因為它們通常使用發電機作為備用電源。

為什么鋰離子電池很重要？

鋰離子電池在數據中心運營中具有巨大潛力。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、更環保和出色的穩定性。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。這可能會允許數據中心減少對冷卻的要求。

鋰離子電池尚未成為所有數據中心運營的主要電池來源的主要原因之一是它仍然被認為存在火災風險。鋰離子電池技術不像 VRLA 電池和柴油發電機那樣發達。如果制造不當、損壞或電池軟件設計不正確，鋰離子電池可能會著火。鋰離子電池在取代 VRLA 電池和柴油發電機方面具有巨大潛力，但該技術仍需要一些微調。

什么是電網交互式 UPS 系統？

電網交互式 UPS 系統連接到電網。數據中心信任不間斷電源系統和電池用于電源調節和備用能源。這些 UPS 系統和電池中存儲的能量經常未被使用。已經討論過使用這種閑置能源來減少電費甚至可能產生額外收入的想法，但通常不會實施。電網互動或并網 UPS 系統可以使這一點更容易實現。

連接到電網的 UPS 系統可以在微電網內工作，并將未使用的電力返回給電網本身。這將允許存儲在公司 UPS 系統中的能量在空閑時間排放回公用事業。這可能會為公用事業提供商提供電網平衡服務，同時為數據中心帶來額外收入。

并網數據中心 UPS 系統將利用鋰離子電池的能量，這可能會提供更快的充電和放電、高循環能力和更長的運行時間。使用鋰電池的并網 UPS 將能夠提供足夠快速的響應來控制頻率并支持各種創收服務。這將有助于通過需求管理節省資金。公司可以關閉電網并在高峰時段使用其電池電量，以避免支付高額的即期費率。這也可以通過減少高峰時段的使用來幫助公用事業提供商。雖然這項技術仍處于早期階段，但并網 UPS 系統和鋰離子電池可能會幫助數據中心制定更可持續的能源戰略，甚至實現脫碳。

數據中心可持續能源和脫碳努力

許多大型知名公司正在尋找可再生和可持續的能源，以變得更加環保。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% 實現可再生能源，到 2030 年實現 100% 負碳排放。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器學習的力量——數據中心可以繼續朝著碳中和甚至碳負的方向發展。此外，鋰離子電池和電網交互式數據中心 UPS 系統可以幫助減少能源浪費。技術和數據中心行業知道他們需要對環境影響做出重大改變，他們的努力很快就會得到回報。