聚焦双碳战略 打造绿色数据中心

　　随着可持续发展观念深入人心和国家“双碳”战略的提出，绿色低碳成为时代发展的主旋律。数据中心作为支持银行信息系统运行和数字化转型的重要基础设施，是贯彻落实国家“双碳”战略，聚焦能效提升，优化能源结构的主要战场。中国人民银行印发的《金融科技发展规划(2022—2025年)》明确指出，要积极应用绿色节能技术和清洁可再生能源，加快数据中心绿色化建设与改造，加强能耗数据监测与管理，并对新建大型、超大型数据中心电源使用效率提出了具体要求。因此，建设以节能减排为目标的绿色数据中心是银行可持续发展和落实我国“双碳”战略目标的坚实保障。

　　绿色信息技术/信息系统(绿色IT/IS)致力于从IT技术、文化和管理等方面研究如何减少IT基础设施的能量消耗和环境影响，给银行带来利润增长、生态环境改善和社会认同等多重功效。绿色IT/IS作为提高组织效率与促进组织变革的有效手段，同样适用于绿色数据中心建设和运维管理。针对当前数据中心基础设施存在的高耗能问题，以绿色IT/IS的视角，统筹考虑数据中心基础设施的节能减排、可持续发展、污染预防和运维管理，落实全生命周期的绿色数据中心建设和管理目标。

　　以绿色IT/IS视角，推进落实“双碳”战略目标

　　数据中心总体架构自下而上可以分为建筑平台层、基础设施层、硬件平台层、系统层和应用层。其中，建筑平台层主要是机房建筑结构、规划布局和楼宇管理系统;基础设施层包含供配电系统、制冷系统、消防系统、安防系统以及基础设施监控系统等。实现绿色数据中心低碳目标需要将五层架构统一规划、管理、调度。

　　1.关注IT设备能效比，统筹考虑IT设备能耗与业务发展。绿色数据中心应注重加强各种能耗指标数据监测与管理，综合考虑机房电源使用效率(PUE)、碳利用效率(CUE)、基础设施使用效率(IUE)和IT设备能效比等指标。其中IT设备能效比定义为IT设备每秒数据吞吐量与IT设备功耗的比值，IT设备能效比越高，表明IT设备在同等能耗条件下所提供处理、存储和交换的数据量越大。IT设备能效比将数据和能耗建立起了较为直观的联系，从绿色IT/IS视角看，商业银行数据中心将数据、业务量与能耗统一进行分析，从业务发展、企业发展的更高角度，统筹做好节能减排工作。

　　2.持续开展高耗能设备的升级换代，着力降低IT设备自身能耗。IT设备是数据中心能耗的根源。大量研究成果表明，每当提供计算服务的核心IT设备发生电力节省，都会对基础配电、制冷等设备产生连带节能效应。因此，要想大幅提升绿色数据中心的建设水平就必须在满足业务需求的前提下着力降低IT设备的能耗，这样才能达到治标又治本的目的。

　　除了通过采购绿色节能的IT设备，采用虚拟化和云计算技术等常见措施减少IT设备能耗外，数据中心还应建立老旧高耗能设备替换常态长效机制。IT设备更新迭代速度较快，以服务器设备为例，在同样的能耗下产品计算能力可达到5年前同类型设备的5倍以上。因此，数据中心要以系统为驱动，建立老旧设备台账;以效能为驱动，加速老旧设备下线;以绿色为驱动，优化设备升级;以机制为驱动，形成常态化长效机制，建立起符合绿色IT/IS理念的设备全生命周期管理体系。

　　3.关注机房选址，优化数据中心总体布局。近年来，随着国家“东数西算”战略的进一步推进，国家发改委等四部门先后同意在甘肃、宁夏、内蒙古、贵州、京津冀、长三角、粤港澳、成渝等8地建设国家算力枢纽节点。数据中心制冷系统的冷源正在逐渐从机械制冷向自然冷源的方向发展，其选址要综合考虑国家战略导向、网络节点资源情况、机房所在地年平均气温和用电用水能耗等要素，做到绿色选址。同时，数据中心还应加大对当地清洁及可再生能源的利用。

　　4.从规划设计出发，打造绿色建筑。新建数据中心项目应从建筑模块化、预制装配化、绿色建材等多方面入手，有效降低建设过程中的碳排放。在规划布局方面，从机楼、机房、机柜三个维度分别实现模块化。机楼采用建筑模块化，集约布局、高效使用;机房模块化，可实现通用性强、管线路由短、可分期扩展、资源复用;机柜模块化，可实现机柜的灵活配置、快速部署，同时便于模块间的资源整合，有效降低后续运维和使用过程中的碳排放。

　　在基础设施层面还要采用环保型消防灭火药剂和低功耗的安防设备等产品。

　　5.以供配电系统为抓手，降低供电损耗。供配电系统主要通过设备级向系统级演进和供电架构优化等方面措施降低能耗。在新建数据中心项目中，要对部分配电设备进行一定程度上的整合，将变压器、低压配电设备和UPS设备整合在一个场所内，减少低压配电系统路由，使原有设备级使用策略逐步转化为系统级，提高供电链路的效率。在供电系统架构方面，减少不必要的冗余，优化双路市电切换逻辑。同时，采用高压直流供电，减少UPS设备内部逆变环节，提升供电效率。

　　在园区照明中使用太阳能灯具并纳入智慧园区管理系统，通过统一的管理平台对园区照明设备进行管理实现远程控制、人走灯灭。

　　6.依托高效冷却方式，实现绿色节能制冷。制冷系统是数据中心机房除IT设备外最大的耗能系统。在中国银行新建数据中心项目中，充分利用机房所在地年平均气温较低的特点广泛采用间接蒸发冷却技术。在室外温度较低时，利用自然冷源与机房内热空气进行热量交换达到制冷的目的，同时避免室外风沙和污染物对于机房内IT设备的影响，实现“换热不换质”。实际研究数据表明此项技术与传统的机械制冷相比大约可以节约60%以上的电能。在解决高热密度数据中心的散热方面，液冷具有传统空调系统无法比拟的优势且能耗更低，数据中心应积极开展冷板、浸没和喷淋等液冷技术研究与应用。

　　7.科学规划，合理布局IT设备。除了开发新的冷却技术和优化冷却介质的输送外，通过科学地利用热力学原理在空间上合理布置IT设备机架同样也可以在很大程度上降低制冷系统能耗。冷热通道隔离结构布局可以充分利用热力学特点，避免因冷热气体混合而造成制冷效率降低问题，降低空调设备约10%-15%的能耗。在机房规划设计和设备安装时，除考虑应用系统架构、网络资源分配等问题外，还需对不同功率设备的摆放进行统筹分析。例如，适当考虑高功率设备与低功率设备甚至无源设备合理布局，尽可能避免局部热点的出现，提升制冷效率。

　　8.建立健全智能化运维机制，提升智能化能耗管理水平。智能运维在数据中心节能降耗方面的作用，主要体现在加强能耗管理、提高设备运行效率等方面。通过大数据对数据中心制冷系统运行中产生的海量数据进行提取和智能分析，利用人工智能分析控制参数与PUE之间的内在关系，建立PUE预设模型，用于各类制冷设备参数精细化调控，从而降低制冷系统能耗。智能运维体系还可根据数据中心算力需求变化，利用预设的算法自适应控制空调制冷设备开关，平滑改变室内温度，以达到节能目的。

　　基础设施智能化运维平台是支撑数据中心绿色度量、绿色评测的关键工具，为数据中心达到绿色管理目标提供了有力支持，同样是数据中心绿色IT/IS体系中的关键组成部分。

　　9.重视绿色技术人才培养，为可持续发展积蓄力量。实现数据中心的绿色发展，关键取决于掌握“绿色”技能且拥有“绿色”行为的人。当前，各家银行对于绿色数据中心基础设施规划设计、运用绿色技能进行运维管理的专业人才较少。而“绿色技能”又是通用性技能，包括最大限度地减少资源使用、能够认识能源和资源利用效率的机会、减少温室气体排放、电子垃圾回收利用、使用环保产品、保护自然环境、加强远程运维和远程会议的应用等内容。“绿色技能”同时也是专业技能，主要体现在从事“绿色工作”或“绿色职业”所必须掌握的技术、知识、价值和态度之中，应该加快这方面人才的培养和储备。

　　中国银行绿色数据中心建设成果

　　中国银行积极打造支持集团经营发展的信息科技“新基建”，在北京、上海、内蒙、合肥“多地多中心”新型基础设施布局上，进一步对标业内最佳实践，大力推进绿色智能机房建设，力争形成“核心突出、差异定位”的协同发展格局。目前在建的内蒙古和合肥数据中心的PUE指标均优于国家相关标准。2021年度国家绿色数据中心名单中，中国银行合肥云计算基地榜上有名，标志中国银行在践行“双碳”战略上取得了新的进展。