花大气力减碳的科技巨头,碳排放不降反增。
7月2日,谷歌宣布2024年度环境讲述。相较于2019年,谷歌温室气体排放量在五年内上升了48%,仅在上一年就增添了13%。
无独占偶,微软5月宣布的可连续生长讲述中也提到,2023财年的碳排放量相较于2020年增添了近30%。
剖析碳排放增添的缘故原由,两大巨头同时将矛头指向数据中央。以为数据中央的电力消耗和供应链排放,是导致公司碳排放量增进的罪魁罪魁。
AI巨浪之下,数据中央成为新基建。全球科技大厂正以豪掷、抢占、加速的姿势,扩建数据中央。
仅今年6月,微软、亚马逊、英伟达相继宣布投资建设数据中央,其中以英伟达*手笔,设计未来5年内投资3万亿美元。
但新问题随之而来——无论是已在运营中照样设计中,规模疯长的数据中央,成了巨头减碳的新高地。
回首他们曾经定下的答应,2020年微软示意,将在2030年到达碳负排放,并进一步设计至2050年祛除自1975年确立以来的所有碳足迹。谷歌和Meta则将时间点定在2030年,答应届时不仅是自身运营,连同整个价值链都将实现碳中和。
没人能精准展望未来。大公司做出答应之时,数据中央减碳尚未进入民众视野。
而眼下,他们能否兑现答应的不确定性大增。此前,微软曾将自身的碳中和目的比作“登月设计”,而现在,总裁布拉德·史女士示意:“登月距离比2020年时远了5倍。”谷歌也认可,其碳中和目的订得有些“雄心壮志”。
数据中央之以是成为碳排放大户,在于其伟大的能源电力需求。
国际能源署展望,到2026年,数据中央的总用电量可能到达1000TWh,相当于日本天下的电力需求。半导体产业剖析机构SemiAnalysis也展望,到2030年,人工智能将导致数据中央消耗全球4.5%的能源。
数据中央减碳,成了时下热门议题。
数据中央减碳,难在散热
减碳的*步,是摸清碳排放出自那里。
36碳领会到,数据中央的碳排放主要集中在运营阶段,占比达90%。更详细地来说,除了AI服务器运行自己所需能耗之外,制冷系统以30%-40%的高能耗占比,成为碳排放的大头。
曙光数创CTO张鹏告诉36碳,近五年,芯片功耗急剧增添,从已往十年基本稳固的两三百瓦,飙升350至450瓦,增进险些跨越50%。而一个单柜,即容纳多台服务器、存储装备和其他网络装备的自力机架,功耗更是从几千瓦飙升至六七十千瓦。
这一跃升对散热手艺带来伟大的挑战。
若是散热能力跟不上,不仅会加剧能源消耗,还会带来装备性能的损失,影响用户收益——制冷,成为数据中央的刚需。
许多数据中央选址在自然的低温环境下。例如贵州自然的山体、河北张家口的大风口,都为数据中央提供了理想的冷却环境。同样Meta把数据中央建到距离北极圈仅仅100公里的瑞典吕勒奥镇,也是这个原理。
环境之外,手艺的气力必不能少。现在,虽然风冷仍是主流的散热手艺,但液冷正依附其更高的散热效率,逐渐进入规模化扩展阶段。
浸没式液冷,图片泉源:作者拍摄
张鹏先容,当机柜功耗较低时,风冷手艺更有优势。
然而一旦机柜功耗跨越十千瓦,液冷手艺就会显示出其性价比,稀奇是对于功耗密度极高的机柜,行使液体的相变历程来吸收和带走热量,即相变浸没液冷手艺,优势则更为显著。据悉,曙光数创浸没冷板的PUE值能到1.04,险些靠近1。
(注:PUE,Power Usage Effectiveness,即“电力使用效率”,是数据中央消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。PUE值越靠近1,解释数据中央的能源行使效率越高,虚耗越少。想降低PUE,要害就在制冷。)
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“若是数据中央中的30%接纳冷板或浸没式液冷手艺,那么全社会将有3%的电能可以用于余热行使。纵然只行使一半,也将是一个伟大的数字,对社会的能源结构和环境珍爱都市发生深远影响。”张鹏说道。
更多的数据中央则凭证现真相形,融合多种手艺来实现效果*。36碳领会到,华为云芜湖数据中央通过其首创的直透风和间接透风自顺应融合方案,行使自然透风和液冷手艺,配合AI能效精准调优,让其PUE在东部天气相对较高的情形下将降至1.1。
这意味着,每100万台服务器每年可以节约10亿度电,相当于105万人一年的用电需求,减排二氧化碳约80万吨。
发力绿色能源,减碳要从源头抓起
相较于散热,提高可再生能源使用比例,优化供能结构,对于数据中央减碳的效果加倍直接。
36碳领会到,在数据中央行业,现在主要有三种方式来直接应用可再生能源:直接采购可再生能源电力、获取绿色电力证书,以及行使漫衍式可再生能源。
大型科技公司是可再生能源的主要购置者。2024年仅前两个月,谷歌、微软就划分宣布签署609兆瓦和295兆瓦的可再生能源购电协议(PPA)。
微软更是已经成为全球*的可再生能源企业买家之一。今年5月,微软与布鲁克菲尔德资产治理公司(Brookfield Asset Management)以及布鲁克菲尔德可再生能源公司 (Brookfield Renewable),配合宣布签署了10.5千兆瓦发电量的购电协议,成为史上*一笔单一企业清洁能源购电协议。
购置,只是绿电使用走出的*步。若何*水平地保障绿电应用,才是更贴近现实的问题。
远景智能副总裁赵楚泓先容,其新型电力系统主要通过三个手艺来保障绿电使用。一是微网手艺,确保在源网荷储场景下对用户平稳供电;二是图盘算手艺,用于捕捉全链条碳因子,辅助实现全生命周期的碳追踪和治理;三是区块链手艺,为绿电生意提招供证,确保生意获得社会和行业的普遍认可。
“绿色能源成本的下降趋势相符摩尔定律,从耐久的经济账上来看,绿色能源已经能够支持数据中央的耐久生长。”赵楚泓说。
远景新一代绿色能源AIDC解决方案 ,图片泉源:远景零碳行动讲述2024
我国《算力基础设施高质量生长行动设计》明确提出要引入绿色能源,激励算力中央接纳源网荷储等手艺,支持与风电、光伏等可再生能源融合开发、就近消纳。
相关实践已在举行。
合盈数据CTO周天宇告诉36碳,合盈数据(怀来)科技产业园是现在天下局限内*的“源网荷储”一体化项目。新能源与数据中央项目完全投产以后,一年可发绿电130亿度,知足数据中央每年的用电需求,杀青“投产即零碳”以及100%绿电供应。
风电、光伏之外,科技大厂还在探索更多样、更前沿的新能源电力。例如,微软与Helion Energy互助,预计到2028年将获得核聚变发生的电力。谷歌则与NV Energy互助,为其内华达州的数据中央提供地热能。
巨头对绿色能源的发力,也延伸到供应链治理。以微软为例,其要求供应商更多地提供纯绿电,包罗要求特定规模、大批量供应商到2030年为Microsoft交付的商品和服务使用100%无碳电力。
更多绿色逆境待解
数据中央想走向绿色,是一条漫长旅途。
现阶段,企业的绿电使用率还远远不够。据绿色和平和苏州高新区(虎丘区)碳中和国际研究院配合宣布的《绿色云端2024》统计显示,已往两年,在海内互联网科技头部企业中,仅有万国数据一家可再生能源占比跨越三分之一,阿里巴巴、腾讯与秦淮数据可再生能源占比跨越10%。
“我们看到部门*梯队企业在绿电消费总量和绿电消纳占比上都实现了新的突破,但遗憾的是,这一征象并未延伸至整个行业,部门已经做出100%可再生能源答应的企业在现实行动上希望缓慢。”绿色和平天气与能源资深项目主任吕歆说,“要想在AI手艺生长推高用电量的压力下实现天气目的,企业亟需进一步加速提升可再生能源比例。”
其他问题也响应而出。
例如在海内,36碳与多位业内人士交流后发现,数据中央想实现绿色化,还面临着绿电生意市场系统和认证机制不完善,分外增添储能装置成本高,碳排放核算难度大等问题。
多方都在探索解法,例如施展绿色金融的激励作用。浦发银行投行部总司理牟军告诉36碳:“我们会把融资的成本和算力的绿色水平挂钩,通过浮动的贷款利率,激励这个产业更好的连续生长。”
数据中央减碳,未来另有许多想象空间。