數據中心新能源之路漫漫
眾所周知，數據中心是個耗電大戶。隨著大規模云計算數據中心在全球范圍內的廣泛部署，其高能耗、高費用、高污染等問題已經越來越嚴重，很多國家提出了節能減排的戰略，可以在一定程度上緩解用電的緊張，無法從根本解決能耗問題。近些年，隨著一些新能源的出現，很多數據中心領域的專家開始研究用新能源替代電能的可能性，有些國外的互聯網企業甚至還建設了一些基于新能源的數據中心。這些新能源數據中心在節能方面***優勢，但是在綜合使用成本上依然居高不下，在實際使用中，也面臨著諸多問題。新能源本來就是一個比較新的研究方向，數據中心又是一個非常復雜的信息系統，兩者結合起來會面臨各種各樣的實際問題，本文就來說一說數據中心的新能源之路。
目前數據中心絕大多數都采用的電能供設備運行，數據中心的所有設備也都是僅支持供電輸入，所以要改變所有設備的供電方式幾乎行不通，這樣只能引入新能源，將新能源轉換為電能為數據中心供電。傳統的電力能源主要來源于：核能、煤、天然氣、石油、水能等，利用這些能源發電，會產生大氣污染，更重要的是這些都不是可再生資源，會越來越變少，遲早都有用完的一天。而新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源，包括太陽能、生物質能、風能等，新能源的***優勢就是環保、可再生。當然，新能源往往具有不穩定性、間歇性和隨時變化的特點，這也使得新能源在數據中心中的高效可靠應用面臨諸多挑戰。首先就是建設新能源電廠需要大量的土地，比如使用太陽能來生產1MW的電能需要5~10英畝的土地。同樣，風能也需要使用大量的土地，風能項目的平均產電能力為2W/m2。土地的審批需要政府的批準，需要辦理諸多手續，并且要支付昂貴的土地使用費用。好在這些新能源好的地方一般不在市區，偏遠的地區，土地費用不高。不過很多數據中心都需要建設在市區或者網絡資源比較好的地方，這樣兩者之間的距離遠近將直接決定新能源的使用效率。其次，使用新能源供電表面上看可能節約成本，提高電能使用效率。實際上，一個新能源的發電廠要保持正常的運轉，需要投入大量的人力物力，這往往是一個數據中心企業難以承受的，其也不具備這樣的技術實力，將這些成本考慮進去，就會發現雖然在用電上便宜了，但是還要追加很多新能源的建設成本，這樣算下來并沒有為數據中心節省多少，但為此數據中心還要付出更多的精力，所以很少有數據中心去用新能源。再次，新能源發電廠需要政府或電力部門主導建設，而不是數據中心企業，數據中心主要是使用新能源，而不是去運營新能源電廠，或者可以兩者合作，數據中心可以直接購買新能源電廠的供電使用權，當然這樣數據中心就缺少了一定的主動權。我們知道新能源發電廠都建在具有豐富資源的地區，而這些地區不一定適合建數據中心，這樣就需要在兩者之間傳輸電能，這同樣造成電能的損耗，所以***就是兩者能夠建在一起。比如Facebook建在俄勒岡州的太陽能數據中心，它就是幾乎沒有電力傳輸和配送損失，這樣的新能源數據中心才能在***程度上節省電能。第四，新能源有不穩定性的特點，這和數據中心要求的不間斷運行是互斥的，為了保證數據中心的連續性，就需要使用存儲電能的設備來緩解，存儲電能的方式只有電池，不過這種方法會導致電量的損失和昂貴的電池費用，并且這些電池使用壽命都不長，隨著時間的增長存儲能力也隨之降低，電池也不適合大規模采用，電池和供電系統之間的切換技術還無法保證業務無中斷，一般切換時間都要超過秒級，這么長的斷電時間很多設備都會發生重啟，所以對于大規模的數據中心，部署電池供電也不現實，也實現不了。***，新能源不僅在數據中心，在其它任何一個用電領域應用都面臨著很多挑戰，人們需要一個感知接受的過程，很多人依然對新能源有所質疑，認為新能源技術還不夠完善，這就像充電汽車一樣，國家和政府鼓勵了這么多年，但是依然很少有人愿意去買新能源汽車。基礎設施薄弱，使用不方便是一方面，安全性也是人們考慮的一方面，新能源進入數據中心也面臨同樣的質疑，要大部分的數據中心接受還需要一個漫長的過程。在這點上國外的數據中心起步較早，并且有一些實際應用的數據中心，是很好的參考例子。當然實際使用新能源的數據中心真的是太少了，比如我國現在有60萬個的數據中心，還沒有一個數據中心是采用新能源供電的，而在國外和數據中心總數相比，使用新能源的數據中心幾乎可以忽略。
新能源在數據中心的應用還處于起步階段，相關研究成果也主要集中在近幾年，很多實際問題都需要慢慢解決，要想達到規模應用，顯然還有很長的路要走。不過這條路是不可逆轉的，傳統供電的能源都是***的，遲早有會用完的那一天，所以找到新的替代能源時間已經非常緊迫。在這樣的需求背景下，對于能耗大戶數據中心來說，采用新能源供電是遲早的事情，這個過程中會面臨許多的技術難題，資金的問題、技術的問題以及各種資源的支持不足等，但是這個數據中心新能源演進過程無法阻止，也不會停止。數據中心新能源之路漫漫，我們已經開始在走這條路，何時走到盡頭我們無法預知，也不知道前面還會遇到哪些危險，但是我們將不會走回頭路，只能前行。
