数据中心节能改造与实践案例 Energy conservation retrofit and practical case of data center 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 2021.11.9 Green World Low-carbon Economy & Technology Center November 9, 2021 关于作者 课题组成员： 王健夫 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 主任 蒋习梅 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 副主任 李淑祎 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 技术总监 谭盛钰 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 研究助理 郭 淼 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 研究助理 郭 丰 中国电子学会 ABOUT THE AUTHORS Wang Jianfu, Green World Low-carbon Economy & Technology Center, Director Jiang Ximei, Green World Low-carbon Economy & Technology Center, Deputy Director Li Shuyi, Green World Low-carbon Economy & Technology Center, Technical Director Tan Shengyu, Green World Low-carbon Economy & Technology Center, Research assistant Guo Miao, Green World Low-carbon Economy & Technology Center, Research assistant Guo Feng, China Institute of Electronic, Senior Engineer 致谢 本研究由国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心统筹撰写，由能源 基金会(美国)北京办事处提供资金支持。 本研究是能源基金会工业项目/工作组下的课题，项目名称是《数 据中心制冷系统能效提升标准开发与地方实践》。 在本项目研究过程中，研究团队得到了中国电子学会、上海市能 效中心、中国标准化研究院、国家发展和改革委能源研究所、中国电 子节能技术协会、中国电子技术标准化研究院的大力支持，包括:王 娟主任、唐戈老师、秦宏波副主任、彭妍妍主任、熊华文主任、吕天 文秘书长、李舒平老师等，在此向他们表示诚挚感谢。 ACKNOWLEDGEMENT This report is a product of Green world Low-carbon Economy & Technology center and is funded by Energy Foundation China. This report is part of the research project under Energy Foundation China’s Industry Program, which is Development of Cooling Efficiency Improvement Guideline for Data Centers and Implementation of Local Pilots. The team is grateful for the generous support it received throughout this research from China Institute of Electronic, Shanghai Energy Efficiency center, China National Institute of standardization, Energy Research Institute National Development and Reform Commission, China Electronic Energy Saving Technology Association, China Electronics Standardization Institute including Wang juan, Tang ge, Qin hongbo, Peng Yanyan, Xiong huawen, Lv Tianwen, Li shuping. 前言 近年来，中国数据中心飞速发展。“十三五”期间，全国数据中心 机架数量增长超两倍，机架数量达 320 万架，数据中心数量超过 7.4 万家，占全球的 23%。数据中心业务市场规模突破 1200 亿元，阿里、 腾讯、华为等行业巨头在全球排名领先。 2020 年以来，以 5G、云计算、大数据、物联网、人工智能、区 块链等为代表的“数字基建”，在推进疫情防控和疫后经济复苏上发挥 了重要作用。数据中心作为新基建有序运行的基础保障，被视为“新 基建的基础设施”、经济高质量发展的“数字底座”，已经被写入当前的 政府工作报告，发展前景广阔。 在飞速发展的同时，数据中心高能耗问题凸显。从能耗增长速度 上看，中国数据中心耗电量增长率连续八年超过 12%，大幅高于全社 会用电增长水平，预计 2020 年数据中心的用电量有望突破 1000 亿千 瓦时，占全社会用电量的比重高达 1.5%。 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第 75 届联大一般性辩论上宣 布，中国将提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于 2030 年前 达到峰值，努力争取 2060 年前实现“碳中和”。在全国上下积极探索 减排和低碳发展路径，努力实现碳达峰碳中和目标的背景下，数据中 心的高耗能问题亟待更好、更迫切的解决方案。 数据中心节能工作不仅有利于国内“双碳”目标的实现，还有利于 企业降低成本和提高竞争力。从全球范围看，微软、Google、IBM、 英特尔等行业巨头不断加大节能降耗的研发力度，力图占据技术的制 高点，在全球业务市场和碳市场上占领先机。从国内数据中心节能现 状看，领头企业在数据中心绿色化方面成效显著，但总体来看，国内 数据中心能效提升和节能管理工作任重而道远。 基于此，受能源基金会委托，由国瑞沃德（北京）低碳经济技术 中心牵头，在中国标准化研究院、上海能效中心、中国电子学会的共 同参与下，2020-2021 年期间开展了“数据中心制冷系统能效提升标准 开发与地方实践项目”研究。 本报告《数据中心节能改造与实践案例》是项目成果之一。报告 系统分析了国内数据中心发展和节能现状，梳理了数据中心节能政策 环境和标准体系，提出了数据中心节能技术改造措施，同时对地方先 进经验进行总结和案例分析。在此基础上，提出了数据中心节能政策 建议。 在报告编写过程中，课题组走访了多家行业协会、研究机构和最 佳案例实践单位，开展了一系列专家座谈活动。报告得到了国家发改 委能源研究所、中国节能协会、国家节能中心、上海市能效中心、北 京科技通电子工程有限公司、世纪互联等机构专家的指导和支持。同 时，特别感谢能源基金会的大力支持。 希望通过项目研究，能够为国内数据中心节能工作提供一定的参 考。 “数据中心制冷系统能效提升标准开发与地方实践”课题组 国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心 2021 年 10 月 15 日 1 目录 前言.....................................................................................................0 1. 数据中心发展现状和能效水平 .................................................1 1.1 数据中心发展现状 ............................................................1 1.2 数据中心能源消费情况 ....................................................6 1.3 数据中心能效现状与问题 ..............................................10 2. 数据中心节能政策和标准体系 ...............................................13 2.1 国家和地方相关节能政策措施 ......................................13 2.2 国家及地方相关节能标准规范 ......................................18 3. 数据中心节能改造技术措施 ...................................................28 3.1 概述 ..................................................................................28 3.2 建筑与建筑热工 ...............................................................30 3.3 信息系统 ............................................................................31 3.4 通风及空调系统 ................................................................33 3.5 电气系统 ............................................................................45 3.6 能耗管理 ..........................................................................51 4. 数据中心节能改造实践案例 ...................................................53 4.1 中国电建总部数据中心节能改造 ...................................53 4.2 贵州省信息园数据中心智能新风系统 ...........................55 4.3 黑龙江省某数据中心蒸发冷却改造 ...............................57 4.4 江苏省某互联网数据中心智能群控系统改造 ..........