在全球能源危机的背景下，现在也许是讨论数据中心真实能源成本的好时机，为什么它们已经成为世界上发展最快的行业之一，以及如何证明它们实际上是向可再生能源过渡的主要驱动力。
首先，让我们考虑一下他们的成长。根据 IEA 数据，2015年至2021年间，互联网用户增长了60%，互联网流量增长了440%。但是，尽管同期数据中心的工作负载增加了260%，但数据中心的全球能源消耗却相对持平，仅增长了10%。
将服务需求与能源脱钩
能源使用与服务需求的脱钩意义重大。这是由数据中心数字技术的快速创新所推动的，使该行业能够通过提高基础设施能源使用效率来抵消需求的巨大增长。简而言之，我们正在建设越来越多的数字化能力，对遗留基础设施进行现代化改造，以满足增长，但实际上，我们使用的能源并没有比五年前多多少。
这里真正的挑战是我们如何限制全球互联网使用对环境的影响。我们应该诚实面对现实，需要继续使用技术和商业创新来减轻数据中心对环境的影响。纵观数据中心的生命周期，我们会发现如今超过 85% 的碳影响来自数据中心的日常运营。当然，在建设过程中也会有影响，而且影响也很大，当然值得缓解，但净零建设并不能解决更大的挑战——运行设施20年或更长时间的碳影响。
推动能源转型
引入能源组合的概念。数据中心的碳排放性能在很大程度上取决于其运营地点的能源组合。也有一些例外，运营商有责任在现场使用可再生能源或天然气发电，但大部分情况下，主要是本地电网为数据中心供电。
数据中心行业是可再生能源 PPA 协议的主要买家，这对能源结构具有重大影响。2021 年，亚马逊和微软是通过 PPA 购买可再生能源的最大两家企业买家；在某种程度上，数据中心行业正在通过为工业提供相当大比例的电网规模、无碳能源来帮助推动脱碳。这可以在国家层面催化整个生态系统，也向更广泛的工业基础证明关键负荷可以可靠地转移到可再生能源。
可再生能源的日益普及，以及IT层面基础设施冗余程度的提高，也导致了数据中心新的设计最佳实践。例如，电池储能系统 (BESS) 正在取代柴油发电机组作为短期备用电源。随着能源市场日益相互关联，采用 BESS 的数据中心可以在停电时以孤岛模式运行（不排放柴油发电机的二氧化碳）或稳定电网频率，从而产生前所未有的收入。
超越碳减排
对效率的追求一如既往地重要，能源管理的纪律对数据中心的运营影响有着巨大的影响。管理数据中心内部环境条件的技术创新正在对能源消耗产生重大影响。我们知道，数据中心20%到40%的能源消耗主要用于冷却和通风，而这种机械负荷是通过技术优化的主要领域。
白区冷却就是一个很好的例子。例如，西门子的白区空间冷却优化解决方案使用先进的机器学习模型来分析冷却对数据中心特定区域的影响，创建影响图以将能源使用限制在必要的范围内。像这样的人工智能引擎可以显着降低数据中心的能源成本；这也是爱沙尼亚新建的Greenergy 数据中心成为波罗的海地区能效最高的数据中心的原因之一。
在数据中心设计中构建弹性也是降低该行业能源消耗和成本的关键因素。通过智能设计、仪表、控制和自动化，数据中心可以在需要时启用和禁用容量，而不是不断运行无工作可做的电路和网络。除了防止基础设施的过度供应外，这在一年中需要额外容量以满足短期需求高峰的时候至关重要。例如，黑色星期五和圣诞节期间就是一个很好的例子；通过更好的机械、电气和自动化设计，我们可以动态减少或增加数据中心基础设施资源，使它们能够在短时间内可靠地接近其容量运行。
未来之路
数字化和互联网接入的兴起给人类带来了巨大的好处，但我们应该谦虚地承认，这对可持续发展也有影响。我们现在的任务是持续稳定地将这种影响降至零。数据中心行业以身作则，自愿投资脱碳，并证明技术公司的生态系统可以共同努力，通过创新衡量、管理并从根本上改变行业的能源方式。如果我们要尽可能降低数字生活对环境的影响，就必须继续这种投资和创新步伐。
本文作者：Ciaran Flanagan-西门子数据中心解决方案业务副总裁兼全球负责人
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