数据中心CUE的核算方法 饮冰子 数据中心技术工程师 ​ 关注他 一、CUE（碳利用效率）定义 TGG于2010年创造的碳利用效率（Carbon） Usage Effectiveness）已经成为绿色数据中心的最 重要的指标之一。CUE是一个度量单位，用于测量数据中心每天的碳使用量。碳利用率等于数据中 心的整体能源消耗的二氧化碳等同物除以总体IT能耗去计算CUE值，得出的结果是每千瓦时产生多 少克二氧化碳。最完美的CUE值是0.0，这意味着在数据中心运营中没有产生任何碳排放。 从数据中心的整体寿命周期来看，碳排放术语也包含数据中心内所有组件（服务器，UPS、建筑外 壁、制冷系统等）在制造过程中所排放的二氧化碳，这类碳排放可以用“隐含碳”加以表达。碳排 放术语还包括在数据中心运营过程中（耗电产生的碳排放）、维护时（消耗品的更换，如电池、电 容器等）及数据中心生命周期完结时组建报废处理所产生的的碳排放。本文主要讲述数据中心运营 过程中的CUE计算方法。 影响数据中心碳足迹的主要因素有3个：数据中心位置、IT负载、电气效率。 二、CUE的核算方法概述 数据中心的温室气体排放总量等于购入使用电力产生的排放、数据中心企业边界内天然气燃烧排 放、柴油燃烧排放以及其他能源产生的排放之和，同时扣除输出的热力所对应的排放量、固碳产品 隐含的二氧化碳排放量和其他方式吸收的二氧化碳。按式（1）计算： E=E 电+E天然气+E 柴油+E 其他排放-E 输出热-R 固碳-E其他吸收………………………………（1） 式中：E——报告主体的二氧化碳排放总量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 电——数据中心购入的电力消费的排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 天然气——报告主体的天然气燃烧排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 柴油——报告主体的柴油燃烧排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 其他排放——数据中心其他能源消费的排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 输出热——数据中心输出的热力排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） R 固碳——数据中心固碳产品隐含的排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） E 其他吸收——报告主体的其他方式吸收的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） 三、购入的电量计算 （1）计算公式 对于购入电力消耗所对应的数据中心运营管理环节所产生的二氧化碳排放量，用购 入电量乘以该区域电网平均供电排放因子得出，按式（2）计算： E 电=AD 电×EF 电 ………………………………（2） 式中： E 电——购入电力消耗所对应的数据中心运营管理环节所产生的二氧化碳排放量，单位 为吨二氧 化碳（tCO2）; AD 电——核算和报告期内的购入电量，单位为兆瓦时（MWh）； EF 电——区域电网年平均供电排放因子，单位为吨二氧化碳每兆瓦时（tCO2/MWh）； （2）活动数据获取 购入电力的活动数据以数据中心电表记录的读数为准，如果没有，可采用供应 商提供的 电费发票或者结算单等结算凭证上的数据。 （3）排放因子数据获取 电力排放因子应根据数据中心建设地址及目前的东北、华北、华东、华 中、西北、南方 电网划分，选用国家主管部门公布的相应区域电网排放因子进行计算（见附录）。 四、天然气燃烧排放 （1）计算公式 天然气燃烧导致的二氧化碳排放量是数据中心核算和报告年度内天然气燃烧产生的 二 氧化碳排放量的总和，按式（3）计算： E 天然气=AD 天然气×EF 天然气………………………………（3） 式中： E 天然气——核算和报告年度内天然气燃烧产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳 （tCO2） AD 天然气——核算和报告年度内天然气燃烧的活动数据，单位为吉焦（GJ） EF 天然气——天然气燃烧的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳每吉焦（tCO2/GJ）； （2）活动数据获取 1）概述 天然气燃烧的活动数据是核算和报告年度内数据中心天然气的消耗量 与平均低位发热 量的乘积，按式（4）计算： AD 天然气=NCV 天然气×FC 天然气………………………………（4） 式中： AD 天然气——核算和报告年度内天然气燃烧的活动数据，单位为吉焦（GJ） NCV 天然气——核算和报告年度内天然气的平均低位发热量，单位为吉焦每吨（GJ/t） FC 天然气——核算和报告年度内天然气的净消耗量，单位为吨（t） 2）天然气消耗量 天然气的消耗量应根据数据中心能源消耗的记录来确定。 3）低位发热量 天然气低位发热量的测量方法和实验室及设备仪器标准应遵循DL/T 567.8的相关规 定。 天然气的低位发热量按每批次测量，或采用与供应商交易结算合同中的年度平均低位发热 量。天然气年平均低位发热量由每批次天然气平均低位热量加权平均计算得到，其权重为每 批次 天然气消耗量。数据中心使用天然气的低位发热量可采用附录 1 的推荐值。 （3）排放因子数据获取 1）概述 天然气燃烧的二氧化碳排放因子按式（5）计算： EF 天然气=CC 天然气×OF 天然气× 12 44 ………………………………（5） 式中： EF 天然气——天然气燃烧的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳每吉焦（tCO2/GJ）； CC 天然气——天然气的单位热值含碳量，单位为吨碳每吉焦（tC/GJ）; OF 天然气——天然气的碳氧化率，以%表示 44/12——二氧化碳与碳的相对分子质量之比。 2）单位热值含碳量 天然气的单位热值含碳量采用附录 1 的推荐值。 3）碳氧化率 天然气的碳氧化率采用附录 1 的推荐值。 五、柴油燃烧排放 （1）计算公式 柴油燃烧导致的二氧化碳排放量是数据中心核算和报告年度内柴油燃烧产生的二氧 化 碳排放量的总和，按式（6）计算： E 燃烧=AD 柴油×EF 柴油………………………………（6） 式中： E 燃烧——核算和报告年度内柴油燃料燃烧产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳 （tCO2） AD 柴油——核算和报告年度内柴油燃烧的活动数据，单位为吉焦（GJ） EF 柴油——柴油燃烧的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳每吉焦（tCO2/GJ） （2）活动数据获取 1）概述 柴油燃烧的活动数据是核算和报告年度内数据中心柴油的消耗量与平均低位发热量的 乘 积，按式（7）计算： AD 柴油=NCV 柴油×FC 柴油………………………………（7） 式中： AD 柴油——核算和报告年度内柴油燃烧的活动数据，单位为吉焦（GJ） NCV 柴油——核算和报告年度内柴油的平均低位发热量，单位为吉焦每吨（GJ/t） FC 柴油——核算和报告年度内柴油的净消耗量，单位为吨（t） 2）柴油消耗量 柴油的消耗量应根据数据中心企业能源消耗的记录来确定。 3）低位发热量 柴油低位发热量的测量方法和实验室及设备仪器标准应遵循 DL/T 567.8 的相关规 定。 柴油的低位发热量按每批次测量，或采用与供应商交易结算合同中的年度平均低位发热量。 柴油年平均低位发热量由每批次柴油平均低位热量加权平均计算得到，其权重为每批次柴油消耗 量。数据中心使用柴油的低位发热量可采用附录 1 的推荐值。 （3）排放因子数据获取 1）概述 柴油燃烧的二氧化碳排放因子按式（8）计算： EF 柴油=CC 柴油×OF 柴油× 12 44 ………………………………（8） 式中： EF 柴油——柴油燃烧的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳每吉焦（tCO2/GJ）； CC 柴油——柴油的单位热值含碳量，单位为吨碳每吉焦（tC/GJ）; OF 柴油——柴油的碳氧化率，以%表示； 44/12——二氧化碳与碳的相对分子质量之比。 2）单位热值含碳量 柴油的单位热值含碳量采用附录 1 的推荐值。 3）碳氧化率 柴油的碳氧化率采用附录 1 的推荐值。 六、数据中心输出热力产生的二氧化碳排放 （1）计算公式 数据中心输出的热力所对应的二氧化碳排放量按式（10）计算： E 输出热=AD 热×EF 热 ………………………………（10） 式中： E 输出热——输出的热力所对应的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）; AD 热——核算和报告年度内的输出热力，单位为吉焦（GJ）; EF 热——热力消费的排放因子，单位为吨二氧化碳吉焦（tCO2/GJ）； （2）活动数据获取 活动数据以企业的热力表记录的读数为准，也可采用供应商提供的热力费发票 或者结算 单等结算凭证上的数据。 （3）排放因子数据获取 热力消费的排放因子可取推荐值 0.11tCO2/GJ 2，也可采用政府主管部门 发布的官方数 据 七、 固碳产品隐含的排放量 （1）计算公式 固碳产品所隐含的二氧化碳排放量按式（11）计算： R 固碳=各种固碳产品的产量 ×EF 固碳………………………………（11） 式中： R 固碳——固碳产品所隐含的 tCO2排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2） AD 固碳——第 i 种固碳产品的产量，单位为吨（t） EF 固碳——第 i 种固碳产品的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳每吨（tCO2/t） i ——固碳产品的种类。 （2）活动数据获取 根据核算和报告期内固碳产品销售量、库存变化量来确定各自的产量。销售量 采用销售 单等结算凭证上的数据，库存变化量采用计量工具读数或其他符合要求的方法来确定， 采用 式（12）计算获得： 产量=销售量+（期末库存量-期初库存量）……………………（12） （3）排放因子获取 固碳产品的排放因子采用理论摩尔质量比计算得出。 八、碳使用率（CUE） 碳使用率（CUE）是指数据中心 CO2总排放量与 IT 负载能源消耗的比值，是测量和计算数据中心 碳使用率的方法，为降低数据中心碳排放、提高资源使用效率奠定基础。 碳使用率 CUE 计算公式： CUE= CO2总排放量/IT负载能耗； 式中： CO2总排放量是指核算各个源头的能源（如电、天然气、柴油等）占比、碳排放因子、 排 放量，进行 CO2 当量转换，最终获得 CO2总排放量。其中，各个源头的 CO2排放量的核算 及能 源占比统计如上述所述。 所有 IT 负载能耗是指与所有 IT 设备相关的负载的能源消耗，包括计 算，存储和网络设 备，以及用于监控或以其他方式控制数据中心的补充设备，如 KVM 切换器， 监视器和工作站 /笔记本电脑。 编辑于 2023-01-09 16:11・IP 属地北京 数据中心 ​ 赞同 ​ ​ 添加评论 ​ 分享 ​ 喜欢 ​ 收藏 ​ 评论千万条，友善第一条 还没有评论，发表第一个评论吧 推荐阅读 申请转载 ​