2023数据中心绿色设计白皮书

1数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001[编号ODCC-2023-02001]数据中心绿色设计白皮书开放数据中心标准推进委员会2023-06发布 I数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001版权声明ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著作权法》保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会ODCC”。对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。 II数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001编制说明本报告由开放数据中心委员会ODCC牵头撰写，并在撰写过程中得到了多家单位的大力支持，在此特别感谢以下参编单位：参编单位（排名不分先后）：中国信息通信研究院、深圳市腾讯计算机系统有限公司、维谛技术有限公司、深圳绿色云图科技有限公司、华为技术有限公司、阿里云计算有限公司、浪潮集团有限公司、曙光信息产业股份有限公司项目经理：张一星zhangyixing@caict.ac.cn杨硕yangshuo@caict.ac.cn III数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001前言随着新一代信息技术的蓬勃发展与广泛应用，数字产业的赋能作用进一步凸显，数据中心作为数字经济“底座”，在经济社会发展中扮演着至关重要的角色。截至2022年底，我国在用数据中心机架总规模超过650万架，能耗总量达1300亿千瓦时。在“碳达峰碳中和”大背景下，我国正积极推动引导数据中心均衡布局、高效节能发展，工信部、发改委等部门发布《新型数据中心发展三年行动计划》、《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》等多项政策，提出到2025年，全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到4A级以上。绿色设计对于从源头上构建数据中心绿色产业生态，引导数据中心产业绿色发展方向具有重大意义。本《白皮书》梳理了全球及我国数据中心机架规模和PUE水平，从国家和地方层面分析了数据中心绿色节能政策和已发布的数据中心能效标准，指出了数据中心绿色发展面临的诸多挑战。本《白皮书》详细阐述了数据中心绿色设计的理念和基本要素，总结了数据中心IT设备、供电系统、制冷系统、监控系统的绿色设计先进技术和方案，并给出了数据中心绿色设计优秀案例。相关技术和方案将为数据中心在建设、运行、改造的全生命周期采用绿色设计提供参考，促进数据中心产业整体绿色低碳高质量发展。由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系dceco@caict.ac.cn。 IV数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001内容概览1.全球新增数据中心规模稳定，伴随数据中心节能改造建设的边际效益递减和数据中心能效改善效果不佳，全球数据中心PUE呈现小幅波动总体缓慢下降趋势。国内外互联网巨头持续探索数据中心绿色节能技术，部分超大型数据中心PUE接近极限值。2.我国数据中心总体规模持续增长，大型规模及以上数据中心成为增长主力，数据中心能耗总量与碳排放规模体量不容忽视。我国高度重视数据中心绿色发展，国家和地方层面均出台了一系列指导意见和工作方案，引导数据中心布局均衡和绿色低碳发展。3.我国数据中心产业在能耗方面面临诸多挑战，如老旧小数据中心能效管理水平低、新建数据中心绿色节能技术应用不佳、现有数据中心能耗监测系统不健全等，且当前针对数据中心节能新技术的相关标准仍不完善。为帮助数据中心产业从源头上构建绿色生态，《白皮书》给出了数据中心绿色设计的定义与内涵，引导数据中心在设计阶段综合考虑各类资源能效指标，达到资源支出成本最低、碳排放量最少、对环境影响最小。4.数据中心绿色设计包含单系统绿色设计、环境与能源耦合绿色设计、风火水电与IT系统耦合绿色设计三个层次，针对IT设备、供电系统、制冷系统、监控系统等不同维度的多样化绿色设计先进技术方案，可有效帮助数据中心实现全生命周期节能降耗和绿色低碳。5.PUE值是当前评价数据中心绿色设计方案是否先进有效的核心指标，为促进产业各方实践应用绿色设计方案，用低PUE创造高效算力，《白皮书》给出了腾讯、维谛、网宿&绿色云图、华为等企业的优秀数据中心PUE设计方案，对推进数据中心产业整体绿色高质量发展提供有益借鉴。 V数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001目录版权声明.............................................................................................................................................I编制说明............................................................................................................................................II前言...................................................................................................................................................III内容概览...........................................................................................................................................IV图目录............................................................................................................................................1表目录............................................................................................................................................1一、数据中心绿色设计发展背景..................................................................................................21.数据中心能耗现状....................................................................................................22.数据中心能耗政策标准分析....................................................................................53.数据中心绿色发展面临的挑战................................................................................9二、数据中心绿色设计的理念和基本要素................................................................................111.数据中心绿色设计..................................................................................................112.绿色设计理念..........................................................................................................123.绿色设计原则..........................................................................................................124.绿色设计目标..........................................................................................................12三、数据中心绿色设计先进技术和方案....................................................................................131.IT设备.....................................................................................................................132.供电系统..................................................................................................................173.制冷系统..................................................................................................................204.监控系统..................................................................................................................26 VI数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001四、数据中心绿色设计优秀案例................................................................................................271.腾讯仪征数据中心设计PUE方案..........................................................................272.维谛广州数据中心设计PUE方案..........................................................................273.网宿&绿色云图上海数据中心设计PUE方案........................................................284.华为贵州数据中心设计PUE方案..........................................................................28 1数据中心绿色设计白皮书ODCC-2023-02001图目录图1全球服务器年增加量（兆瓦）........................................................................................2图