如今，作为驱动全球数字化的经济前行的数据中心行业，支持着各行各业的发展，为各行业的信息化提供了广泛的服务，涉及金融、互联网、政企、医疗、教育、交通等等。在经历了三年新冠疫情之后，在我国宏观政策的有力支持下，其韧性强、潜力大、活力足的优势将得到更全面、更集中的体现。我国数据中心产业近几年来加快速度进行发展，保持平均每年30%左右的增速，进入后疫情时代，数据中心与新基建的需求也在蓬勃发展。
众所周知，数据中心属于高耗能产业，怎么样应对国家提出的“双碳”政策成为了业内普遍关注的问题。从可持续发展层面做多元化的分析，我国的数据中心行业目前面临两个挑战。
•技术创新与可用可靠的平衡。无论从国家政策还是到数据中心发展，都在要求数据中心降低PUE。超低PUE的技术并不是没有，但其可不可靠、可用？超低PUE技术的创新是否带来更多的问题和代价？是要求我们进行更多的深度思考，而不能仅仅聚焦于节能效益本身忽视其他因素。
•可再次生产的能源或洁净能源的整合和应用。如何将可再次生产的能源或洁净能源就近整合到数据中心里？可实践性和不稳定性带来的投入产出比、以及储能系统安全性问题等都是我们面临的新挑战。
这些挑战随着行业内技术不断地发展，终将需要被解决。现如今，建设可持续数据中心需要低碳低耗的架构规划设计，除了关注PUE之外，业内也会把目光同时聚焦于WUE、CUE（数据中心运营的可量化碳排放指标）以及IUE（技术设施使用率）。能源的“开源节流”、发展直流微电网、摆脱碳密集型资产、节约用水等都是后疫情时代数据中心发展的新趋势。针对影响数据中心可持续发展的重要元素，以下做分析和讨论。
在“双碳”政策的大背景下，需要更加多的关注能源的使用的过程，力求减少因电效率和热效率低下所带来的损耗和损失，与此同时，我们大家可以清晰看到可持续发展的最大推动力无疑是可再次生产的能源的利用。
1. 电效率：以提升数据中心电气系统的用电效率为出发点，达到节约能源的效果，以此来降低排“碳”量，可以从以下三个方面做评估和优化：
1）可采用高频模块化UPS，UPS各模块独立工作：高频模块化UPS提高电源利用率，各模块独立工作，整机可根据负荷投入或休眠模块，提高其利用率，功率模块，旁路控制模块和旁路功率模块均可支持热插拔等。
2）可采用节能高效低损耗变压器，提高电源利用率：提高变压器的技术经济效益，减少变压器的能耗等。
1）随工艺配置的UPS及配电柜随层部署，优化配电路径，最大程度减少末端供电长度，减少线路损耗，且便于运维管理；
3）动力系统可在负荷配电就地配置滤波装置，大型冷机、水泵均可在末端考虑变频装置，在低压母线处再进行配置集中补偿装置，IT系统可根据实测所需配置补偿及滤波装置；
1）照明采用LED光源，办公区域最大限度利用自然采光，把节能作为重要指标；
2）根据数据中心内部各区域不同使用功能，采用分散和集中相结合的照明控制方式；
①当短期进入机房内时，灯具控制模式：出入口设置探头，感应到有人员进入，整个机房的灯全部点亮，延时15分钟关闭（运行后可根据需求随时调整）；
②当需要长期驻留在机房内时，灯具控制模式：每个机房有两个出入口，每个出入口设置控制面板，各控制整个机房本侧一半的灯具开关（灯具应包括机房内走廊及热通道内灯具）。
2. 热效率：热回收对于节能降碳也具有非常重要的意义，为提高热效率，可以从以下两个方面做评估和优化：
在北方，数据中心所产生的余热可当作园区办公以及周边配套设施的冬季热源，这样的措施对数据中心基本没可靠性的影响；
考虑到冷却水的水质较差且系统维护成本比较高，一般大多采用冷冻水热回收，且冷冻水热回收技术相对来说更加成熟；
对于数据中心的热回收，在业内会有关于“投入产出比“的声音。造成这种声音的根源在于一个数据中心项目前期投入一套热回收装置，如若只是给本项目或本园区内部一些办公提供热源，则很难产生相对平衡的收益。与此同时，如若考虑将余热销售给供热公司或者周边热用户等方式，通过增加余热回收率的方式提高热回收系统的经济性，这样会非常大程度上提升建筑设计企业对于建立热回收系统的积极性，来提升热效率。
3. 可再次生产的能源使用率：国家的顶层设计“东数西算”是考虑了国家可再次生产的能源的绿色部署，在这个前提下，就近使用可再次生产的能源，或是很好的利用、建立可再次生产的能源交易和金融平台，未来在做数据中心设计的具体方案以及全生命周期规划时要重点考虑的问题。
尽管目前可再次生产的能源的价格依旧偏高，各种储能装置也会被更严格地监管，也许绿色洁净能源、可再次生产的能源进入电网的过渡可能需要十年甚至几十年的时间，但我们有理由相信将会有更多的技术出现、发展并逐步采用，譬如：绿色氢燃料发电、10小时到10天存储技术，包括各种电池、压缩空气和存储方法等等。
上述有关电效率优化方案均为“节流”，当“节流”到了极限（用电效率和节能都达到瓶颈），则需要仔细考虑“开源”。针对新的能源政策要求和数字化发展带来的日益增强的高功率要求，方便再次生产的能源、绿色能源及储能能源接入的直流微电网（智能电网）将会是电气发展的新趋势，同时也有助于打造“高可靠、低成本、高效率”的数据中心。
传统电网主要由集中的化石燃料发电厂供电，而直流微电网由直流电源系统、储能装置以及直流母联三部分所组成，其中包含：再次生产的能源、绿色能源和储能装置等多种能源。再次生产的能源和绿色能源包括：风力发电、潮汐发电、水力发电、地热发电、太阳能（光伏）等；储能装置包含：燃料电池发电、电池储能系统等。配电输出的负载包括：制冷负载、直流负载、电机负载、储能负载、照明负载等。
直流微电网适用于区域范围大型园区，譬如：工业公司园区、综合建筑园区、数据中心园区等。以数据中心园区为例，未来数据中心、变配电站、分布式能源发电站、5G基站、电动汽车充电站、储能站可集中配置，“多站合一”可带来安全可靠，提高绿色能源使用效率，提高经济效益，降低碳排放等优势。
图1 电网的演变（素材引自CDCC《“碳中和”背景下的电气技术新趋势》）
在直流微电网中，能量转换模块是将各种能源模式转为统一的直流电规格，同时能量转换模块也能轻松实现能量的分配和管理。直流智能微电网系统还能够给大家提供：优秀的电源质量、多元的能源接入、支持多种储能介质、直流配电输出和交流配电输出等。此外，直流微电网有很强的抗干扰的能力，有更高效的传输效果，有更方便的并网方式。
在国务院印发的《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》中有明确要求：提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。其中“光”：指分布式光伏；“储”指分布式储能；“直”指建筑配用电网的形式发生改变，从传统的交流配电网改为采用低压直流配电网；“柔”则是指建筑用电应具备可中断、可调节的能力，使建筑用电需求从刚性转变为柔性。
“光储直柔”建筑对于城市电网的作用，能带来削减夏季空调负荷峰值、缓解电网增容压力和增强电网供电可靠性等优势，同时也进一步印证直流微电网的价值所在以及对数据中心的优势，未来直流微电网广泛用在数据中心领域以及别的行业，将是一个里程碑的跨越和发展。
在2021年国家发展改革委、中央网信办、工业与信息化部、国家能源局联合印发了《全国一体化大数据中心协同创新系算力枢纽实施方案》的通知，要求在京津冀、长三角、粤港湾大湾区、成渝等8个区域布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展数据中心集群，引导数据中心集约化、规模化和绿色化发展，由此可见，“直流微电网”以及“光储直柔”很大可能已成为未来发展的重点方向。
根据Uptime institute的最新年度报告数据显示，数据中心更多的会关注并记录“IT功耗”和“PUE”，而关于水源利用的关注度从2021年的51%降到2022年的39%。虽然这项指标的下降并不表明用水效率变得不重要（可能有样本更大、更多样化的因素），但即使在相对不缺水的环境中，水的使用也成为一个问题。
当调查到为什么数据中心的运行不再监控用水量的时候，统计显示有63%的比例选择到“收集用水数据没有商业经济价值”，更不可思议的是26%的比例选择到“水资源成本很低，不值得收取有关数据”。数据中心运营费用包括可变成本和不可变成本，而水资源的浪费无疑是其中的资本负债，如果从降低数据中心经营成本角度分析，即使做到少量的节约用水，也能对成本控制产生重大影响。所以，水处理解决方案既能够更好的降低经营成本，又可避免数据中心因水而引发的问题，从而造成的意外中断给用户造成损失。
虽然数据中心的水系统相比电气系统和制冷系统显得相对非关键，但其对于保证制冷系统的安全运行很重要，水系统对于数据中心实现高可靠性、低经营成本会起到重要作用。
在我国“双碳”政策的大背景下，政府和各职能部门的监管压力慢慢的开始从不同角度限制数据中心用水量，从申请能源指标开始，数据中心从规划方案上降低用水量，才有机会申请到更多的“标准煤”资源，才有机会逐步扩大项目的发展，这些政策的影响也会要求将来的冷却设备研发要降低用水需求。
无论是国家政策还是数据中心行业内部，都在追求极致的PUE1①。但如果我们更全面地了解基础设施能源效率，会发现所谓的“1”才是能耗最大的占比，我们应该更多的去关注IT能源性能的额外指标，也许此刻我们没明确的方法来量化IT执行的实际在做的工作处理数据量。在IT的用电功耗中，也很难将用于执行工作的用电量和其内部损耗隔离开来，但这些却真实存在于我们所关注的PUE数值之外，所以如果我们仅关注PUE数值，则会让研发失去数据中心提高IT效率的动力。所以，IT的真正效率（服务器的真实利用率）将会是我们未来需要更加关注的元素。
① 注：Power Usage Effectiveness，是评价数据中心能源效率的指标。PUE=数据中心总设备能耗/IT负载设备能耗。其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗。PUE值大于1，若越接近1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好。
综上所述，数据中心需要低碳低耗的架构规划设计，能源的“开源节流”、发展直流微电网、最大化利用绿色能源和储能，都是后疫情时代数据中心发展的新趋势，将会为国家的“双碳”政策做出巨大贡献。碳达峰是手段，碳中和才是最终目的。碳中和对于数据中心的驱动已不仅是节能、环保和电费问题，已然成为用能权、经济权甚至是生存发展权，它是对于生产模式、资源使用和发展方式的再构。碳中和是符合长期利益保障，评估策略的选择，应该进行综合性、完整性的评估，不能狭隘地用所谓节能思路来给予评价。疫情之后的数据中心需要用高质量和可支持发展的角度来响应国家的“双碳”政策。
