數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)模式探討

故事從這里開始第一頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)模式探討多維度重新定義數(shù)據(jù)中心能源和數(shù)據(jù)中心的關(guān)系電網(wǎng)與分布式能源Spider模型數(shù)據(jù)中心與能源系統(tǒng)結(jié)合模式探討CDCC數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)白皮書概要介紹第二頁，共55頁。糾結(jié)的數(shù)據(jù)中心什么是數(shù)據(jù)中心：機(jī)房、電腦中心、信息中心、一堆復(fù)雜而花錢的設(shè)備、（沒有信息，他不過是一堆鐵嘎達(dá)）目前的數(shù)據(jù)中心基本都是從IT系統(tǒng)角度看數(shù)據(jù)中心目前還是重建設(shè)，輕運(yùn)營，會造成數(shù)據(jù)中心建得起，用不起。機(jī)房=數(shù)據(jù)中心？下一代數(shù)據(jù)中心？新一代數(shù)據(jù)中心？云計算數(shù)據(jù)中心？？第三頁，共55頁。什么是數(shù)據(jù)中心？三個視角，三種定義DataCenterasacomputer系統(tǒng)架構(gòu)視角信息社會的能源基礎(chǔ)社會經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度工業(yè)化系統(tǒng)/產(chǎn)品物理認(rèn)知第四頁，共55頁。行業(yè)“大家”眼中的數(shù)據(jù)中心技術(shù)支撐架構(gòu)，最終服務(wù)商業(yè)JamesHamilton（亞馬遜AWSVP）

第五頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心難道不是工業(yè)系統(tǒng)嗎？三個視角，三種定義數(shù)據(jù)中心就是計算機(jī)：datacenterasacompute sun-網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī) Google的全球典范系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心是一個工業(yè)系統(tǒng)，功能決定形式。數(shù)據(jù)中心是社會基礎(chǔ)設(shè)施

數(shù)據(jù)中心提供的是服務(wù)，而這種服務(wù)最終是依賴能源基礎(chǔ)

從更宏觀的角度來看，核心是取決于能源的轉(zhuǎn)換效率第六頁，共55頁。第七頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)模式探討多維度重新定義數(shù)據(jù)中心能源和數(shù)據(jù)中心的關(guān)系（電網(wǎng)與分布式能源）Spider模型數(shù)據(jù)中心與能源系統(tǒng)結(jié)合模式探討CDCC數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)白皮書概要介紹第八頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心是消耗能源的信息工廠數(shù)據(jù)中心是能源密集型設(shè)施現(xiàn)在的服務(wù)器機(jī)柜設(shè)計容量超過25千瓦對數(shù)據(jù)存儲容量的需要大幅增長典型的數(shù)據(jù)中心：約100萬瓦，甚至也可超過2000萬瓦占美國2006年電力消耗的1.5%預(yù)計在未來5年內(nèi)番一倍新建的數(shù)據(jù)中心大量涌現(xiàn)已有的數(shù)據(jù)中心存在供電和制冷的限制電力在數(shù)據(jù)中心整體成本中已經(jīng)超過50%在中國一個典型的托管性數(shù)據(jù)中心中，平均四年的電費(fèi)將超過數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施投資，而數(shù)據(jù)中心的使用壽命可達(dá)到15年以上第三次工業(yè)革命讓我們看清本質(zhì)，數(shù)據(jù)中心支持的云計算系統(tǒng)是未來社會發(fā)展的基礎(chǔ)，如同能源與電力的關(guān)系第九頁，共55頁。能源成本對比——高科技建筑與普通建筑的對比年均能源成本（美元/每平方英尺）學(xué)校寫字樓醫(yī)院實驗室數(shù)據(jù)中心凈化室

（ISO五級）觀察到的區(qū)間典型值Source:

第十頁，共55頁。世界數(shù)據(jù)中心的電耗Source:Koomey2008Source:Koomey2008能耗耗電量（十億千瓦時/年）世界總量的0.5%世界總量的1%IT負(fù)荷制冷+電力輸送基礎(chǔ)設(shè)施通信信息存儲存高端服務(wù)器中端服務(wù)器初級服務(wù)器第十一頁，共55頁。中國目前已建成了超過50萬個數(shù)據(jù)中心，預(yù)計到2012年年底，將建成54萬個數(shù)據(jù)中心。2011年其應(yīng)用市場規(guī)模達(dá)1020億元，年復(fù)合增漲率為18.6%。中國數(shù)據(jù)中心發(fā)展BillionRMBGrowthRateBillionRMBGrowthRateDataCenterApplicationMarketofChina(exclusiveofinfrastructure)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用市場規(guī)模（不包括基礎(chǔ)設(shè)施）第十二頁，共55頁?！霸朴嬎恪笔侵袊笆濉币?guī)劃的重要工程。為提供必要支持，各主要城市如北京、上海、天津、深圳、重慶均計劃建設(shè)容納幾十萬至上百萬服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心。中國數(shù)據(jù)中心消耗的電量占全社會總電力消耗的2%，或全國建筑總能耗的10%，相當(dāng)于三峽大壩全年的產(chǎn)能。中國典型數(shù)據(jù)中心的PUE僅為2.2~3.0，遠(yuǎn)高于世界平均水平，并且利用率僅有20%~30%。中國數(shù)據(jù)中心發(fā)展第十三頁，共55頁。運(yùn)行數(shù)據(jù)中心成本的增加從2000年到2006年，計算性能提高了25倍，但是能效卻只提高了8倍從intel的數(shù)據(jù)預(yù)測2012年中國將總量增加100萬臺以上服務(wù)器

計算與存儲性能的突飛猛進(jìn)也帶來了能源成本的激增每購買1000美元的服務(wù)器所消耗的電量增加了4倍雖然單位計算能耗在相對下降，但是因為IT需求的爆炸，絕對能耗卻在增加

目前，電力和數(shù)據(jù)中心輔助設(shè)施的成本已經(jīng)超過了購買IT設(shè)備的費(fèi)用

反向激勵——IT成本與數(shù)據(jù)中心設(shè)施成本相互分離

來源：TheUptimeInstitute,2007Source:TheUptimeInstitute,2007第十四頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心整體能源使用效率≤15%100單位一次能源（煤/油/氣/水/風(fēng)）典型的數(shù)據(jù)中心終源消耗服務(wù)器負(fù)荷/計算運(yùn)行用能設(shè)備制冷

電力的轉(zhuǎn)換和配送傳輸約70%電力（損耗30%）發(fā)出35單位電力（發(fā)電效率20-35%）（能效=用于計算之能耗/一次能源消耗量）第十五頁，共55頁。Page

16在建設(shè)新型數(shù)據(jù)中心過程中，需要在電力/機(jī)電，暖通/制冷，能源三個層面，結(jié)構(gòu)性成本優(yōu)化。

機(jī)電系統(tǒng)可優(yōu)化范圍不超過10%；

暖通/制冷有較高改進(jìn)空間（約20-30%）；

大型數(shù)據(jù)中心，應(yīng)依據(jù)氣候和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化建設(shè)數(shù)據(jù)中心，具有極大的優(yōu)化條件（DCUE較PUE提高50%）。

通過云計算技術(shù)和模式進(jìn)一步整合提高IT系統(tǒng)效率。

數(shù)據(jù)中心需提高基礎(chǔ)設(shè)施和上層應(yīng)用系統(tǒng)的聯(lián)動性，調(diào)高自動化運(yùn)維水平，針對不同應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)可用性，將基礎(chǔ)設(shè)施的冗余保障與軟件系統(tǒng)的服務(wù)級別更有效的匹配對應(yīng)。提高整體效能。綠色數(shù)據(jù)中心，重視的不僅是TCO，也是數(shù)據(jù)中心全生命周期的碳排放指數(shù)。將Energy、FACILITY和INFRASTRUCTURE結(jié)合起來考慮系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維，結(jié)構(gòu)化調(diào)整數(shù)據(jù)中心能源構(gòu)架是數(shù)據(jù)中心演進(jìn)方向。

數(shù)據(jù)中心能效提高之路第十六頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施部分能效問題及解決思路數(shù)據(jù)中心目前的能效定義PUE不能充分代表云計算時代對于信息社會基礎(chǔ)設(shè)施（數(shù)據(jù)中心）的能效定義。PUE:PowerUsageEffectiveness僅代表了數(shù)據(jù)中心供電和IT設(shè)備用電的范圍。能源電力數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施IT系統(tǒng)計算/存儲PUE(供電效率)DCUE/DCEE(能源效率)第十七頁，共55頁。服務(wù)器負(fù)荷和計算運(yùn)行用能ServerLoad/

ComputingOperations制冷設(shè)備CoolingEquipment電力轉(zhuǎn)換和配送PowerConversion&Distribution可替代燃料發(fā)電Alternative

PowerGeneration高壓配電Highvoltagedistribution高效UPS（不間斷電源）系統(tǒng)

HighefficiencyUPSsystems高效冗余策略

Efficientredundancystrategies使用直流電UseofDCpower服務(wù)器創(chuàng)新

Serverinnovation虛擬化計算Virtualization高能效電力供給Highefficiencypowersupplies負(fù)荷管理

Loadmanagement氣流管理Betterairmanagement直接液冷Movetoliquidcooling制冷機(jī)組優(yōu)化

Optimizedchilled-waterplants使用自然制冷Useoffreecooling熱回收Heatrecovery自發(fā)電，包括燃料電池和可再生資源

On-sitegenerationIncludingfuelcellsandrenewablesources熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用（利用廢熱制冷）

CHPapplications(Wasteheatforcooling)數(shù)據(jù)中心提高能效的機(jī)會第十八頁，共55頁。基于單位標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)據(jù)中心能效定義標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心單位能耗效率計算公式:DCUE=X/YX數(shù)據(jù)中心總輸入能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸；Y數(shù)據(jù)中心內(nèi)信息通訊設(shè)備真正用于計算，存儲和通信的能源能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸；

數(shù)據(jù)中心單位能耗統(tǒng)計方法數(shù)據(jù)中心總輸入能耗：包含用于數(shù)據(jù)中心的輸入總能耗，包括電網(wǎng)電力和其他能源消耗，即為了保證信息通訊設(shè)備正常運(yùn)行所需要的全部能耗，包括電力損耗，制冷系統(tǒng)耗電及其他輔助設(shè)施耗電和數(shù)據(jù)中心水的消耗等。第十九頁，共55頁。理想化之?dāng)?shù)據(jù)中心能效定義及計算依據(jù)DCEE=（數(shù)據(jù)中心能源效率DataCenterEnergyEfficiency）能源：國際參考標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心單位能源碳排放量（二氧化碳CO2/千克）電力（千瓦時）=0.997柴油（升）=2.6765天然氣（立方米）=0.19城市用水（噸）=0.91煤炭（KG）=2.493數(shù)據(jù)中心全年電力=數(shù)據(jù)中心總輸入能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（8760小時之和）計算/存儲：MIPS=MillionInstructionsPerSecond每秒處理的百萬級的機(jī)器語言指令數(shù)1TB=1萬億字節(jié)(Byte)第二十頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心和云計算的關(guān)系如何解決？虛擬化資源調(diào)度（軟件技術(shù)在3-5年內(nèi)得到解決）分布式大規(guī)模所有的根本是能源，競爭的基礎(chǔ)是成本軟件是相對容易重構(gòu)的，基礎(chǔ)設(shè)施不可改變，能源模式?jīng)Q定了最后的結(jié)果第二十一頁，共55頁。Spider模型什么是Spider模型我們需要一個行業(yè)體系用來看清我們的事業(yè)今天的ICT、互聯(lián)網(wǎng)、云計算是一個全社會體系生態(tài)體系（

EcoSystem）今天的云計算只是浮在水面的冰山一角S=SaaS、其實是一種應(yīng)用服務(wù)，面向業(yè)務(wù)和最終需求P=PaaS、其實是一種平臺服務(wù)，面向行業(yè)體系架構(gòu)I=IaaS、其實是一個IT基礎(chǔ)系統(tǒng)、面向信息系統(tǒng)的核心生產(chǎn)資料：計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)第二十二頁，共55頁。Spider模型（從IT到能源）P（平臺）S（服務(wù)）I（設(shè)施）D（數(shù)據(jù)中心）E（能源）R（社會資源）自頂向下的服務(wù)與自底向上的能源第二十三頁，共55頁。Spider模型Spider模型，名字其實取的是六個英文單詞的首字母縮寫的組合。S：SaaS服務(wù)，即今天云計算所說的SaaS服務(wù)，作者借鑒這個詞，其實更愿意表達(dá)這才是是IT的價值所在，IT和業(yè)務(wù)的結(jié)合；P：PaaS服務(wù)，即今天被業(yè)界廣為認(rèn)可的云計算的中間一層PaaS服務(wù)；I：IaaS服務(wù)，基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)，這里的I指的是infrastructue；D:DataCenter,即數(shù)據(jù)中心，也可以拓展理解為DaaS,即把數(shù)據(jù)中心做為服務(wù)，當(dāng)然這里的數(shù)據(jù)中心不是廣義的數(shù)據(jù)中心定義，而是更為狹義的數(shù)據(jù)中心的定義，其鞥確切地說，特指Facility,或者可以理解為基礎(chǔ)環(huán)境，諸如電氣，制冷等基礎(chǔ)設(shè)施；不得不說的是，用基礎(chǔ)設(shè)施這個詞來做為Facility的中文翻譯并不準(zhǔn)確，甚至是嚴(yán)重的歧義，其實infrastructure用基礎(chǔ)設(shè)施更準(zhǔn)確，但在行業(yè)中，很多人都把基礎(chǔ)設(shè)施理解為Facility，這里只是做個簡單說明，避免理解偏差。E:Energy，能源，即為上面提供支持的能源，之所有用能源，而不用經(jīng)常掛在嘴邊的電力，是因為能源的概念更大，而數(shù)據(jù)中心的消耗不僅僅是電，更不排除未來多種其他能源的利用和消耗。R:Resource，資源，可以理解為基礎(chǔ)資源，即產(chǎn)生能源所需要的資源，諸如風(fēng)，水，煤，石油等基礎(chǔ)資源。第二十四頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)模式探討多維度重新定義數(shù)據(jù)中心能源和數(shù)據(jù)中心的關(guān)系（電網(wǎng)與分布式能源）Spider模型數(shù)據(jù)中心與能源系統(tǒng)結(jié)合模式探討CDCC數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)白皮書概要介紹第二十五頁，共55頁。中國目前數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展之現(xiàn)狀目前中國數(shù)據(jù)中心總量預(yù)計接近50萬個，70%以上建設(shè)有十年時間。90%是1000㎡以下的小規(guī)模數(shù)據(jù)中心。國內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀處于小、散、低狀態(tài)。

?。阂?guī)模偏小100-1000㎡數(shù)據(jù)中心，或稱之為計算機(jī)機(jī)房是目前總量中的大部分。

散：目前數(shù)據(jù)中心位置分散，多余處于企業(yè)及政府單位的辦公地址，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)中心IDC，主要分布在ChinaNet八個骨干節(jié)點(diǎn)和30余個分省節(jié)點(diǎn)。

低：目前國內(nèi)數(shù)據(jù)中心可用性級別普遍偏低，多余實際運(yùn)行狀況處于B類（T2）級別，同時PUE效率較高（DCIE較低）普遍處于2.5-3水平。國內(nèi)目前電信運(yùn)營商，電信、聯(lián)通、移動是主要IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)者），其中電信已實際提供超過3萬個機(jī)柜、聯(lián)通超過2萬個機(jī)柜（2011年）。目前國內(nèi)數(shù)據(jù)中心主要由運(yùn)營商的IDC及企業(yè)與政府單位的EDC組成，在總量上其能耗規(guī)模接近，但數(shù)量上EDC遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于IDC，集約效益很低。第二十六頁，共55頁。第二十七頁，共55頁。第二十八頁，共55頁。中國能流圖（2007）能源大格局：北煤炭南運(yùn)、南水北調(diào)、西氣東輸、北電南用、舶來油氣第二十九頁，共55頁。窩電地區(qū)風(fēng)電地區(qū)往往是能源基地，風(fēng)多、電源多、氣多第三十頁，共55頁。我國的窩電與電荒2011年全國已有11個省市出現(xiàn)電力緊缺，其中南方電網(wǎng)所覆蓋的5個省份，再加上浙江、四川、重慶等地，電力缺口已達(dá)2000多萬千瓦?！半娀摹钡母丛谟陔娏Y(jié)構(gòu)性矛盾，導(dǎo)致的區(qū)域性、季節(jié)性、階段性用電緊缺。2011年東北電網(wǎng)發(fā)電盈余持續(xù)增大，最小電力盈余仍在800萬千瓦以上，最大盈余超過1600萬千瓦，約占全網(wǎng)裝機(jī)的14%；其中火電盈余電量約980億千瓦時。由于吉林和黑龍江兩省之間聯(lián)絡(luò)線輸送能力不足，黑龍江電網(wǎng)電力盈余超過400萬千瓦。預(yù)計到2011年末，黑龍江東部電網(wǎng)火電盈余約200萬千瓦，風(fēng)電和水電按裝機(jī)額定出力50%計算，“窩電”接近300萬千瓦。位于吉林電網(wǎng)西北部的松白電網(wǎng)預(yù)計到2011年底，“窩電”約在100萬~200萬千瓦，風(fēng)電送出受到嚴(yán)重限制。遼寧西部電網(wǎng)預(yù)計2011年最大負(fù)荷約450萬千瓦，電源裝機(jī)容量約910萬千瓦，與內(nèi)蒙古東赤峰電網(wǎng)共用送出通道，外送盈余電力較大。內(nèi)蒙古東電網(wǎng)的通遼、興安電網(wǎng)預(yù)計2011年末電力盈余也在100萬~260萬千瓦。此外，截至2011年5月底，內(nèi)蒙古電力總裝機(jī)容量達(dá)6849.5萬千瓦，但內(nèi)蒙古電網(wǎng)僅有兩條500千伏外送通道，長期處于“有電送不出去”的境況。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年內(nèi)蒙古就有42%的風(fēng)電白白浪費(fèi)。近年來，內(nèi)蒙古發(fā)電量翻了一番，外輸通道卻沒有相應(yīng)增加。電監(jiān)會：2011年東北、華北、西北“三北”地區(qū)棄風(fēng)電量達(dá)123億千瓦時，棄風(fēng)電量對應(yīng)電費(fèi)損失約66億元，平均每度風(fēng)電上網(wǎng)價五毛三分六厘六。第三十一頁，共55頁。國家電網(wǎng)風(fēng)光儲輸示范工程目前全世界最大的風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電項目--國家電網(wǎng)張北示范項目。項目規(guī)劃建設(shè)風(fēng)電50萬千瓦、光伏發(fā)電10萬千瓦、儲能裝置11萬千瓦。其中一期規(guī)劃建設(shè)風(fēng)電10萬千瓦，光伏發(fā)電4萬千瓦，儲能2萬千瓦，配套建設(shè)220千伏智能變電站一座。目前一期已經(jīng)驗收并網(wǎng)。第三十二頁，共55頁。第三十三頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心與能源結(jié)合關(guān)于這個暫且稱之為理論的理論，其核心思想有二個維度。其一，典型IT行業(yè)常用的自頂向下，層層推導(dǎo)的方法，如果讀者們中有人了解企業(yè)架構(gòu)和IT規(guī)劃的話，其思想是相通的。通俗的說，是說業(yè)務(wù)價值的自頂向下的推導(dǎo)，也可以理解為信息流。另外一個緯度是自下向上，是從地球上的資源開始，一直到支持產(chǎn)生的業(yè)務(wù)價值。在SPIDER中，重點(diǎn)關(guān)注的是I,D和E，這6個部分，或者說這6個級別，代表了6個不同的產(chǎn)業(yè)，在每個級別中，都有典型的行業(yè)領(lǐng)頭羊和典型代表者。如果從每個層次的產(chǎn)業(yè)組織或這企業(yè)來看，自下向上，越來越多，即越靠近底層，靠近資源，企業(yè)越少，越靠近上層，越靠近用戶，企業(yè)數(shù)量越多，這也是符合社會發(fā)展和價值取向的。如果從企業(yè)利潤來說，如果純粹按照市場規(guī)律和游戲規(guī)則來看，無疑，越靠近頂層，利潤越高，越靠近底層，利潤越低。數(shù)據(jù)中心可以突破電網(wǎng)，與分布式能源結(jié)合第三十四頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心多種能源模式的的建設(shè)能源建設(shè)模式城市

（電網(wǎng)+CCHP）遠(yuǎn)郊

（CCHP+電網(wǎng)）曠野

（風(fēng)電+CCHP+電網(wǎng)）數(shù)據(jù)中心類型城市數(shù)據(jù)中心主用DC私有云遠(yuǎn)郊數(shù)據(jù)中心

備用/雙活

混合云曠野數(shù)據(jù)中心容災(zāi)/備份

公有云第三十五頁，共55頁。分布式能源CCHP系統(tǒng)注明：天然氣=甲烷=CH4=頁巖氣、LNG、沼氣、垃圾填埋、糞便、污水、分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（CCHP）原理第三十六頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心與能源結(jié)合一個故事：內(nèi)蒙古-能源的行走軌跡煤路上走煤空中走煤云中走一言以蔽之：云隨電走換句話說：數(shù)據(jù)中心和云計算的關(guān)系是煤和電的關(guān)系第三十七頁，共55頁。美國對于數(shù)據(jù)中心能源類型的嘗試微軟宣布將使用糞便產(chǎn)生的甲烷，為懷俄明州的數(shù)據(jù)中心供電。這個數(shù)據(jù)中心將測試一項技術(shù)——如果測試成功的話，它將在類似的數(shù)據(jù)中心當(dāng)中使用甲烷供電。微軟說，這個數(shù)據(jù)中心將完全依靠甲烷供電，從而完全獨(dú)立于電網(wǎng)之外。這是一個非常激進(jìn)的想法，但是相關(guān)進(jìn)展已經(jīng)在桌面上談?wù)撚幸欢螘r間了（使用燃料電池將天然氣轉(zhuǎn)化為電力并不是一個新理念）2007年——365Main甲烷項目失敗（客戶不信任）如果使用天然氣帶動的發(fā)電機(jī)，365Main只能保證94%的正常運(yùn)行時間，因此認(rèn)為會帶來可用性中斷的問題。“熱電聯(lián)產(chǎn)作為主要解決方案/電網(wǎng)作為備用解決方案的總體可靠性將高于94%——可能達(dá)到99.8%——客戶并不喜歡這個熱電聯(lián)產(chǎn)的解決方案。2009年——InfinityONE

將數(shù)據(jù)中心建在一個農(nóng)場附近，并將它作為燃料的來源。這個農(nóng)場種了22000英畝的農(nóng)作物，包括土豆、歐洲蘿卜和洋蔥——它們將被放入數(shù)據(jù)中心的厭氧消化池中，以產(chǎn)生沼氣并最終轉(zhuǎn)化成電力，為東安格利亞500平方米的數(shù)據(jù)中心供電。2009年-錫拉丘茲大學(xué)在Capstone和IBM的幫助下，紐約錫拉丘茲大學(xué)建造了一個6000平方英尺的數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心采用天然氣帶動的微型渦輪發(fā)電，以滿足所有的電力需求。該大學(xué)稱：通過完全獨(dú)立于電網(wǎng)之外，這個園區(qū)的能耗要比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能耗少50%。IBM為這個項目提供了電氣熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，而Capstone則提供了微型渦輪。第三十八頁，共55頁。美國對于數(shù)據(jù)中心能源類型的嘗試2010年—HP奶牛糞便驅(qū)動的數(shù)據(jù)中心HP決定如果能夠通過奶牛場的1萬頭奶牛滿足一個1MW數(shù)據(jù)中心以及這個農(nóng)場的其他電力需求，它將公開這項研究結(jié)果。每頭奶牛每天可以產(chǎn)生55公斤的糞便——一年可產(chǎn)生20公噸的糞便，而每頭奶牛每天產(chǎn)生的牛糞可以生產(chǎn)2kW時的電力。2012年--Apple和BloomEnergyApple也轉(zhuǎn)向了甲烷——這次是從垃圾填埋池——為北卡羅來納州的數(shù)據(jù)中心供電。在這個案例當(dāng)中，甲烷被輸入24個容量為20KW的BloomEnergy燃料電池當(dāng)中。燃料電池將天然氣或沼氣和氧氣及其他化學(xué)物質(zhì)混合起來，以發(fā)生電化反應(yīng)來制造能源。Ebay也在其猶他州的數(shù)據(jù)中心當(dāng)中使用了Bloom的燃料電池盒。它將填入沼氣來為燃料電池提供支持。它使用電網(wǎng)作為備用電源，從而免掉了對UPS的需求。谷歌表示，至2012年其所有數(shù)據(jù)中心采用風(fēng)力發(fā)電的容量已經(jīng)達(dá)到260兆瓦。放棄可再生能源項目研發(fā)，但將繼續(xù)投資能效研究，特別是解決服務(wù)器的能耗問題，同時將繼續(xù)大手筆投資風(fēng)電。谷歌仍將維持其在美國“大西洋風(fēng)鏈”項目中的巨額投資，該項目將在美國東部大西洋外海建設(shè)一條全長350英里的海底電網(wǎng)，從南部的弗吉尼亞州一直延伸到北部的新澤西州，整個項目預(yù)計投資50億美元，建成后預(yù)計可滿足190萬戶家庭的用電需求。第三十九頁，共55頁。發(fā)展的問題以上說明目前數(shù)據(jù)中心，仍然不可脫離電網(wǎng)，使用可靠的天然氣比沼氣更為可靠。中國與美國在能源政策上有較大不同，其電價、氣價、氣候、發(fā)電資源、政府政策均有不同中國十二五期間推動的一千個分布式能源項目將是數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展契機(jī)風(fēng)電與數(shù)據(jù)中心結(jié)合在中國有獨(dú)特模式第四十頁，共55頁。分布式能源采用燃?xì)釶age

41第四十一頁，共55頁。首批國家天然氣分布式能源示范項目中石油北京數(shù)據(jù)中心預(yù)計在2014年建成北京燃?xì)庵袊涂萍紕?chuàng)新基地（A-29地塊）能源中心項目該項目位于北京市昌平區(qū)，建成后，將為4萬平方米的中石油數(shù)據(jù)中心提供冷熱電。第四十二頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心CCHP燃機(jī)燃?xì)馊紮C(jī)按照功率分為：微型（10-200KW）、小型（兆瓦級）、中大型（50-250MW）燃?xì)馊細(xì)獍凑障到y(tǒng)結(jié)構(gòu)分為：微型透平、活塞式內(nèi)燃、透平，不同類型的燃?xì)獍l(fā)電效率在千瓦時/m3GAS小型燃?xì)廨啓C(jī)相對微型燃?xì)廨啓C(jī)而言技術(shù)比較成熟，與大中型燃?xì)廨啓C(jī)幾乎完全相同：采用軸流式壓氣機(jī)和軸流式透平，葉片的冷卻模式與大中型機(jī)組相同。由于技術(shù)成熟，目前的價格相對較低，為350～600$/kW；此外，小型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率與大中型機(jī)組相比也相差無幾，ISO工況電效率目前多為27.0～39.0%燃?xì)廨啓C(jī)根據(jù)負(fù)荷容量分為大中型燃?xì)廨啓C(jī)、小型燃?xì)廨啓C(jī)和微型燃?xì)廨啓C(jī)：大于20000kW的屬于大中型燃?xì)廨啓C(jī)；而1000～20000kW的被稱為小型燃?xì)廨啓C(jī)；小于1000kW的則是微型燃?xì)廨啓C(jī)。小型和微型燃?xì)廨啓C(jī)與分布式能源密切相關(guān)，從功率及冷電比例上比較適數(shù)據(jù)中心使用的清潔能源機(jī)組。第四十三頁，共55頁。2012年6月全國不同城市民用/工業(yè)天然氣價格

與數(shù)據(jù)中心商業(yè)電價對比（10KV電壓）

城市民用氣

工業(yè)氣國網(wǎng)/南網(wǎng)商業(yè)電價

氣電價比（商電/工氣）1、銅川 1.75元/m3 2.3元/m3 0.8531/千瓦時 2.6962、呼和浩特 1.8元/m3 1.92元/m3 0.734/千瓦時 2.6153、北京 2.28/m3（03/12/12） 2.84元/m3 0.9/千瓦時（平均） 3.1554、上海 2.5元/m3 3.89元/m3 0.9/千瓦時（平均） 4.3225、南京 2.2元/m3 3.39元/m3 0.867/千瓦時 3.916、深圳 3.5元/m3 4.8元/m3 0.9/千瓦時（平均） 5.3337、西安 1.98元/m3 2.3元/m3 0.8531/千瓦時 2.6968、咸陽 1.98元/m3 2.3元/m3 0.8531/千瓦時 2.6969、蘭州 1.45元/m3 1.9元/m3 0.7743/千瓦時 3.45310、烏魯木齊 1.37元/m3 2.11元/m3 0.684/千瓦時 3.08411、哈爾濱 2.8元/m3 3.8元/m3 0.926/千瓦時 4.10312、長春 2.53元/m3 2.7元/m3(2010) 0.932/千瓦時 2.89613、沈陽 3.3元/m3 3.9元/m3

0.8796/千瓦時 4.43314、重慶 1.72元/m3 2.24元/m3 0.828/千瓦時 2.70515、鄭州 2.25元/m3 2.86元/m3 0.7912/千瓦時 3.97616、廣州 3.45元/m3 4.85元/m3 0.9928/千瓦時 4.88517、三亞 2.6元/m3 3.8元/m3 0.826/千瓦時 4.618、無錫 2.2元/m3 2.8元/m3 0.867/千瓦時 3.22919、大慶 1.65元/m3 2.1元/m3 0.926/千瓦時 2.26720、重慶 1.72元/m3 2.33元/m3

0.828/千瓦時 2.814電價依據(jù)電監(jiān)會，氣價依據(jù)發(fā)改委第四十四頁，共55頁。綠色經(jīng)濟(jì)的尷尬“昂貴的成本隔絕了我們和清潔能源的戀愛，就像我不能和財主女兒好一樣。（有感于1942）但是，我們今天看到的第一位的確實經(jīng)濟(jì)價值。數(shù)據(jù)中心使用天然氣供能具有經(jīng)濟(jì)性第四十五頁，共55頁。采用燃?xì)馊?lián)供技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)具有明顯經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢模型依據(jù)：電價=0.9元/千瓦時天燃?xì)?2.5元/m3Page

46第四十六頁，共55頁。數(shù)據(jù)中心燃?xì)庵饔媚茉聪到y(tǒng)投資及運(yùn)行費(fèi)用對比10兆瓦數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)投資對比：（備用）柴油內(nèi)燃式發(fā)電價2000元/KW；冷凍水冷源系統(tǒng)3000元/KW（2000x10000）+（10000/1.6x3000）=3875萬（N+1運(yùn)行）燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)+吸收式6500元/千瓦10000/1.6x6500=4063萬（N+2運(yùn)行）0.9x10000KWx8760h=7884萬（電價0.8）7446萬10000/1.6/3x3.5x8760h=6388萬（氣價2.5）4563萬在電價0.9元/千瓦時，氣價3.5元/立方米情況下，10兆瓦數(shù)據(jù)中心年能源成本