海底，數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的新方向|世界報(bào)資訊

數(shù)據(jù)中心是“新基建”的六大重點(diǎn)之一，是實(shí)現(xiàn)《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》的重要基礎(chǔ)設(shè)施，而能耗始終是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)最大的難題。2021年全國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量達(dá)2166億度，相當(dāng)于兩個(gè)三峽電站的發(fā)電量。未來(lái)數(shù)據(jù)中心大需求和大能耗的矛盾將日益凸顯，探索數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排成為業(yè)界共識(shí)。海底數(shù)據(jù)中心就是很好的選擇之一。

政策推動(dòng)海底數(shù)據(jù)中心落地

(資料圖)

2021年以來(lái)，國(guó)家發(fā)改委、工信部等部門先后出臺(tái)了《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》、《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等文件，鼓勵(lì)探索利用河湖、海洋促進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗。沿海多省市在十四五規(guī)劃中明確提出了支持海底數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。

海南：《海南省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展十四五規(guī)劃》，推進(jìn)海洋新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快建設(shè)海南海底數(shù)據(jù)中心。十四五期間計(jì)劃海底數(shù)據(jù)中心部署目標(biāo)達(dá)100個(gè)。

廣東：《廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展十四五規(guī)劃》，支持海底數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵核心技術(shù)突破。有序引導(dǎo)廣州、深圳、珠海、汕頭和惠州等地在海底布放高能耗數(shù)據(jù)中心。

山東：《山東省十四五數(shù)字強(qiáng)省建設(shè)規(guī)劃》，統(tǒng)籌推進(jìn)海洋立體觀測(cè)網(wǎng)、海洋通信網(wǎng)絡(luò)、 海底數(shù)據(jù)中心、海底光纖電纜等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

廈門：《廈門市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展十四五規(guī)劃》，支持海底數(shù)據(jù)中心關(guān)健核心技術(shù)突破并在廈門海城開(kāi)展示范應(yīng)用，通過(guò)用能指標(biāo)等政策手段有序引導(dǎo)陸上高能耗數(shù)據(jù)中心布放海底，探索數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展新模式。

海底數(shù)據(jù)中心的實(shí)踐與成效

1.微軟的Natick實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

2015年8月，微軟在加州部署了第一個(gè)水下服務(wù)器原型，代號(hào)為Project Natick。2018年6月，微軟又在蘇格蘭奧克尼群島海岸線附近的水域中，部署了一個(gè)類似潛水艇的數(shù)據(jù)中心，總共有864臺(tái)服務(wù)器，由一條連接歐洲海洋能源中心的水下電纜供電。2021年3月微軟獲得了美國(guó)國(guó)防部（軍用）219億美元的集成視覺(jué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)合同，其數(shù)據(jù)中心在水下建設(shè)，初始合同價(jià)值5億美元。

微軟2020年宣布，將數(shù)據(jù)中心沉入海底順利運(yùn)行3年的結(jié)果表明，數(shù)據(jù)中心中包含的服務(wù)器的可靠性是其陸地等效服務(wù)器的8倍。

2.海南陵水全球首商用

2023年1月1日，《水下數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》正式發(fā)布實(shí)施，2023年3月31日，全球首個(gè)商用海底數(shù)據(jù)中心首艙在海南陵水下水。該海底數(shù)據(jù)艙應(yīng)用水深超過(guò)30米，重量達(dá)1300噸，相當(dāng)于1000輛小汽車的重量，罐體直徑達(dá)3.6米，與“天和號(hào)”空間站核心艙相當(dāng)，是目前全球最大的海底數(shù)據(jù)艙，設(shè)計(jì)壽命為25年。數(shù)據(jù)艙由深圳海蘭云公司研制，中國(guó)電信海南公司成為首批客戶，在海底數(shù)據(jù)艙部署了天翼云海南海底媒體存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、CDN節(jié)點(diǎn)以及海南省國(guó)資云節(jié)點(diǎn)。

海底數(shù)據(jù)中心從試驗(yàn)到實(shí)踐商用，經(jīng)歷了7年，攻克了防水、防腐蝕等難題，論證了對(duì)海洋的污染、部署成本等問(wèn)題，證明海底數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)實(shí)可行的。海南陵水的海底數(shù)據(jù)中心全球首商用有望成為綠色低碳數(shù)據(jù)中心的新范式。

海底數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢(shì)明顯

1.四大優(yōu)點(diǎn)

節(jié)能節(jié)水：海底數(shù)據(jù)中心利用海水作為自然冷源，可將產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻系統(tǒng)散入海水中，大大節(jié)省能耗。我國(guó)首個(gè)海底數(shù)據(jù)艙P(yáng)UE值為1.076，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能耗（PUE約1.5）。海底數(shù)據(jù)中心相較于地面數(shù)據(jù)中心省去了制冷的冷卻塔，能節(jié)約大量水資源。

低時(shí)延：東數(shù)西算戰(zhàn)略實(shí)施一年多來(lái)，取得了很大成效，但也存在一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，如西部數(shù)據(jù)中心主要面向冷數(shù)據(jù)和非時(shí)延敏感業(yè)務(wù)，無(wú)法解決東部客戶低時(shí)延業(yè)務(wù)需求，海底數(shù)據(jù)中心大大縮短了東部沿海用戶與西部數(shù)據(jù)中心之間的傳輸距離，能夠有效解決對(duì)時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的需求（如移動(dòng)支付、AR/VR、自動(dòng)駕駛等）。

高可靠性：海底數(shù)據(jù)中心設(shè)備故障率遠(yuǎn)低于陸地?cái)?shù)據(jù)中心（海底數(shù)據(jù)中心故障率是傳統(tǒng)IDC的1/8），且海底數(shù)據(jù)中心的隱蔽性安全性也遠(yuǎn)高于陸地?cái)?shù)據(jù)中心（2015年天津大爆炸，距騰訊最大的數(shù)據(jù)中心僅1.5公里，馬化騰曾表示“差點(diǎn)丟失微信朋友圈全部數(shù)據(jù)”）。

低部署/運(yùn)營(yíng)成本：沿海一線城市地價(jià)高企，海底數(shù)據(jù)中心主體建在海洋中，將大大降低占地面積和土地成本。以海南陵水項(xiàng)目為例，項(xiàng)目土地成本不到1億（水下30畝982萬(wàn)，水上40畝7447萬(wàn)），若按當(dāng)?shù)厣虡I(yè)用地成本至少3-4億。

運(yùn)營(yíng)成本上，主要是數(shù)據(jù)倉(cāng)管理，電費(fèi)占比低。

表1 海底數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比

2.海底數(shù)據(jù)中心效益估算

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心約有1/3的電能消耗在環(huán)境制冷上。全國(guó)2022年估算IDC 2400億度用電量，約有800億度電是用于制冷。海底數(shù)據(jù)中心通過(guò)海水制冷，耗電量是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的1/10左右。如果同等體量的數(shù)據(jù)中心放在海底，一年能節(jié)省560億度電，相當(dāng)于能減少燃燒1792萬(wàn)噸標(biāo)煤，減排效果顯著。

2022年底我國(guó)IDC總機(jī)架數(shù)量近600萬(wàn)架，其中運(yùn)營(yíng)商IDC機(jī)架134.3萬(wàn)（電信51.3，移動(dòng)46.7，聯(lián)通36.3）。北上廣及周邊等東部數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)合計(jì)占比65%以上，若有30%的沿海數(shù)據(jù)中心用海底數(shù)據(jù)中心改造，涉及的數(shù)據(jù)中心占比約19.5%，將帶來(lái)我國(guó)數(shù)據(jù)中心整體PUE下降約0.083。

PUE=1.5*80.5%+1.076*19.5%=1.417

為運(yùn)營(yíng)商每年節(jié)電24.4億度（按年總節(jié)能560*運(yùn)營(yíng)商機(jī)架134.3/總機(jī)架600*19.5%）,按0.70元/度電計(jì)算將節(jié)省17.1億元/年。

展望

隨著《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》開(kāi)展，未來(lái)數(shù)據(jù)中心將面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)東部海岸帶約占全國(guó)陸地總面積的13%,集中了全國(guó)70%以上的大城市、50%左右的人口和60%的地區(qū)生產(chǎn)總值，匯聚了對(duì)數(shù)據(jù)中心的主要需求，大量低時(shí)延本地化的業(yè)務(wù)量還將隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)持續(xù)上升，海底數(shù)據(jù)中心低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)明顯，有望成為我國(guó)東數(shù)西算戰(zhàn)略的重要補(bǔ)充。

運(yùn)營(yíng)商作為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的中堅(jiān)力量，投入將持續(xù)加大，可以因地制宜，積極關(guān)注、引入、推廣新型海底數(shù)據(jù)中心，在沿海城市提前規(guī)劃部署，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)開(kāi)展建設(shè)運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效。

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