01稿件征集长期进行中……尤学军/孔鹏亮/白浪/刘新民/孙松儿李立/杨玺/张力/张弢/陈子云陈孝毅/徐润安全球气温上升、极端天气频发，人类的家园正在碳排放的影响之下，发生前所未有的变化。世界气象组织发布的《2020年全球气候状况》显示，从2011到2020年，成为了有记录以来最热的十年。面对全球性的环境危机，低碳和绿色转型将产生巨大的经济、社会和生态环境效益，是实现社会经济高质量发展的一个先决条件。在过去的两年里，中国在“双碳”的目标驱动下，在短时间内完成了前所未有的高强度碳减排，充分体现了中国的大国担当和建设生态文明的决心。但是，要在2060年真正实现“碳中和”的艰巨任务，仍旧需要新理念、新技术、新模式的推出和部署。过去两年的实践充分表明，数字化转型是促进能源效率提升、能源结构优化的重要动力，同时也是驱动产业绿色低碳改造、实现节能降耗减排的核心引擎，答好“双碳”这道必答题，数字化转型至关重要。在供给侧，推进能源低碳转型，大力发展清洁能源，是保障我国能源安全、实现“双碳”目标的重要举措，而能源产业与数字化创新的深入融合，能提供更加高效、绿色的能源形态，让更清洁的能源走向千家万户。在这一过程中，能源企业需要秉持系统思维，与数字化合作伙伴协同创新，解决新能源开发与消纳、成本与安全的问题，重点完成构建“源网荷储”四维融合互动的新型电力系统等任务，让数据流重塑能源流，在科技创新的基础上，探索更高效的能源生产与利用模式。同时，在“双碳”目标的引领下，制造、交通等行业也在思考如何推动自身的低碳转型，做到更好的能耗监测、管理和优化，实现均衡、协调、可持续的高质量发展。目前，由于缺乏科学的理论指导和实践经验，各个行业面临的一个最大挑战，就是缺乏针对能源环境的数智化协同管理体系，无法全局性地掌握自身在全生产周期中的排放情况，找不到低碳转型的切入点和破局点。因此，数字化企业将在行业拥抱“双碳”的过程中，扮演至关重要的角色——唯有实现百行百业应用场景的全面数字化变革，才能真正实现从源头、过程到末端的全域智能管控，运用大数据、人工智能等数据治理技术，助力碳排放和碳吸收预测模型的建构，缩短计量分析周期、提高计量精度，实现持续追踪和长期预测，最终为百行百业的提质增效、节能降耗提供充分的数据参考，达成绿色、低碳转型的宏伟目标。回应“双碳”使命数字化创新是最好的答案第26期主办新华三集团本期编辑赵婷版权声明免责声明投稿信箱编委会成员(按姓氏笔画排列)本刊所有文章除注明转载外，版权归新华三所有。欢迎转载，请注明出处。虽然新华三试图在本资料中提供准确的信息，但不保证本资料的内容不含有技术性误差或印刷性错误，为此新华三对本资料中信息的准确性不承担任何责任。任何意见或建议，欢迎与本刊编辑部联系。techonline@h3c.com数字化领航手机阅读卷首语中国工程院院士邬贺铨：因地制宜数字化技术赋能“双碳”实践.......................................................02当黑灯工厂与低碳工厂合为一体传统制造会发生什么变化？.......................................05发挥ICT技术桥梁作用向数字经济与“双碳”目标进军..............................................10零碳智慧园区进入“碳管家”时代！........................................................................14东数西算如何解决能耗难题？新华三早已深度布局.....................................................18肩负使命新华三以实际行动创造一个更美好的未来....................................................21打造工业“双碳”引擎助力工业企业高质量绿色发展................................................24践行“双碳”战略打造新能源集控中心解决方案.......................................................29精益能源智慧管控助力我国钢铁企业开启“双碳”之路............................................32紫光股份智能制造工厂的双碳实践............................................................................38为中国石化重构沙河数据中心打造绿色发展新模范....................................................42低碳数据中心建设思路及未来趋势............................................................................44“双碳”转型下的绿色数据中心网络........................................................................49液冷数据中心全生命周期服务..................................................................................52助力企业IT业务低碳转型.........................................................................................56“碳中和”背景下的电气技术新趋势........................................................................60“双碳”背景下数据中心规划设计的新趋势及展望....................................................66发展零碳的重要支柱——光储直柔............................................................................72光储直柔配电系统浅析............................................................................................75加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台目录前沿“碳”究行业“碳”查创新“碳”索未来“碳”寻0203邬贺铨：因地制宜数字化技术赋能“双碳”实践近年来新型基础设施建设一直备受关注，而“东数西算”工程更是引发市场热议。国家发改委联合四部门已批复同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划设立了10个国家数据中心集群。据统计，今年以来，全国10个国家数据中心集群中，新开工项目25个，数据中心规模达54万标准机架，建设速度不断提速，对于低碳节能的需求越发强烈。从双碳角度看“东数西算”中国工程院院士邬贺铨表示，“东数西算”工程可以优化全国算力的布局，打造支撑数字经济的新型数字就需要智能化技术。数据中心不光对外提供人工智能技术，其自身的运行管理也需要AI进行优化。目前数据中心占全社会的耗电量以及碳排放在持续增加，但仍然具备非常大的节能减排空间。“数据中心中服务器的能耗大概占到45%，空调能耗占到40%，我们通过制冷技术实现能耗的降低。西部地区的气候条件比较适合自然冷却，并且能源的供应比较充分，特别是绿色能源充足。这些都有利于减少碳排放。”邬贺铨说。园区落地“双碳”需要因地制宜2022年北京冬奥会奥运场馆首次实现100%绿色用电，在实践低碳能源、低碳场馆、低碳交通上取得了显著的减碳成效，通过系列创新的绿色技术成功举办了一届“绿色”冬奥会，成为第一届实现碳中和的冬奥会。其实，奥运场馆就是一个个园区，其为实现“双碳战运维效率，从而建设绿色、安全、高效的能源系统。邬贺铨表示，“东数西算”工程也可以带动“源网荷储”一体化联动发展，其中“源”是能源产生的地方；“网”是能源的电网；“荷”是负荷，也就是用电方；“储”就是储能。数字化技术赋能“双碳”实践在实现碳达峰与碳中和目标的长期路径上，数字经济与绿色经济将互相促进、协同发力。在数字化的助力下，碳达峰、碳中和将带动新的技术进步，引领新的发展方式。例如通过能源互联网的能源管理与运行技术，能够帮助我们掌握风电、光伏的发电量，以及促进输电和储能相匹配，可减少弃风弃光；信息技术和工业技术结合的工业互联网，可以实现提质增效减排；物联网大数据技术，可优化生态管理，支撑碳吸收。邬贺铨解释道，通过信息技术的应用可以给传统行业带来更大的节能减排贡献，我们要积极发展信息技术。有统计显示到2030年信息技术自身的能耗是它对传统产业节能减排贡献的1/10，也就是说它产生的正面作用是10倍于它自身的能耗。因此，产业数字化是节能减排的重要方向。数字产业化可以较好地降低单位GDP的碳排放。通过实现数字产业化和产业数字化，能够调整产业结构，并成为节能减排的重要着力点。同时，优化信息技术的能耗也是重中之重，数据中心需要实现智能化，根据算力的需求优化能源供给。例如风电、太阳能等绿色能源本身不是很稳定，这就需要大数据技术进行分析预测，确保智能化能源调配和存储。邬贺铨表示，数据中心逻辑上是一个枢纽，但是却是物理分散的。数据中心之间如何实现资源智能化分配，这基础设施。在邬贺铨看来，“东数西算”工程具有四大意义：一是优化算力效率、二是改善能源结构、三是发挥区域优势、四是带动整个信息技术产业链发展。在国家“双碳”战略大背景下，绿色发展成为全社会的共识。而“东数西算”工程的两个重要内容——优化算力效率和改善能源结构，与“双碳”战略息息相关。数字能源是利用数字化技术赋能新能源，或者促进传统能源向节能减排发展。数字能源将人工智能、云计算、大数据等数字技术带入传统的能源领域，通过数字技术实现能源基础设施的数字化改造，进而提升能源基础设施的运营中国工程院院士邬贺铨新发展格局下数字化技术助力绿色低碳发展，“东数西算”工程可以优化算力效率和改善能源结构，是推动“双碳”战略的重要体现。同时，园区将节能减排作为目标需要根据自身特点进行因地制宜。加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台前沿“碳”究0405略”提供了重要参考价值。园区是70%经济活动发生的地点，而产业园区和工业园区由于其特有的园区属性，更是实现“双碳”的关键。在邬贺铨看来，园区将节能减排作为目标是无可厚非的，但是在成本和技术上面挑战较大。这需要园区根据自身特点进行因地制宜。根据国际能源署和清华大学环境学院相关研究数据，2015年中国工业园区碳排放占到全国的31%，并呈现持续攀升的势头，工业园区成为落实我国精准减排贯彻落实“双碳”战略目标的关键落脚点。例如以曹妃甸为代表的工业园区可以利用循环经济比如钢铁冶炼过程中产生的热回收提升能源效率，也可以做到低碳。“这些园区在技术和管理模式方面具有示范意义，比如能源互联网的应用实现能源的调度分配，这些不仅涉及供电网络，还涉及通信网络。”建言“双碳”路径如何实现“双碳”，制定行动路线图？邬贺铨认为我们需要从三个方面着手。第一是能源结构调整，增加绿色能源和可再生能源，减少化石能源。第二是产业结构调整，减少高耗能产业的比例，发展战略型新兴产业和数字化产业。第三是传统产业数字化改造和转型。数字化技术提升生产效率，相当于能耗降低和节能减排。“数字化技术在能源结构调整，产业结构调整和传统产业数字化转型中都能发挥它的作用，服务整个社会的节能减排，实现‘双碳’目标。”邬贺铨最后说。不管是“东数西算”工程还是园区建设，绿色发展已经成为共识，而“双碳”目标的实现离不开数字化技术的广泛使用，这需要全社会在顶层设计、技术创新、产业协同等多维度持续发力。结束语当黑灯工厂与低碳工厂合为一体传统制造会发生什么变化？近些年来，随着5G、AI、物联网、大数据等先进技术与工业生产业务深度耦合，科幻世界中的“黑灯工厂”已经不再神秘，传统的人工流水线不断被高度自动化机器人取代，无人工厂正在全国范围内加速落地。作为2021年浙江省“未来工厂”试点企业和浙江省“数字经济龙头项目”，紫光股份智能制造工厂致力于打造“黑灯工厂”中的新标杆，从生产测试到仓储物流，无人化作业覆盖全流程，整体自动化率达到88%，处于行业领先水平。新技术加持下的全面智能化运营，助力工厂实现了降本增效：人员同比减少60%，人均产出却提升了5倍，订单交付周期缩短了65%。与此同时，无感换线效率提升了7-12倍，这意味着柔性化制造能力也大大增强。紫光股份智能制造工厂如何通过数字化建设实现这样的效率提升与能力升级？这其中经历了怎样的思维转变？近日，紫光股份智能制造工厂董事长姚海峰，新华三文哈佛商业评论紫光股份智能制造工厂从智能研发、智能生产、智能物流到智能销售、智能服务和智慧园区，在各个环节实现数字化的打通，致力于打造一个精益、智能、柔性、物联、绿色的智能工厂。加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台前沿“碳”究0607领航者说集团副总裁、解决方案部总裁李立在接受《哈佛商业评论》中文版专访时，详细讲述了这段建设历程。转变传统模式是大势所趋长久以来，传统制造业面临着两大现实问题：一方面是供应与需求割裂、生产与消费割裂，导致企业无法及时有效应对市场需求的变化；另一方面，劳动密集型的传统流水线作业也给企业带来了效率、管理、成本等方面的诸多挑战。这些都要求制造企业转变传统生产模式，而依靠科技的力量则可以重新定义生产过程，提高柔性生产能力，对各个业务环节进行良好的运营管理，实现生产链、价值链、产业链的融合。因此，紫光股份智能制造工厂的建立首先是行业发展的大势所趋。其次，智能制造工厂的建立也是出于紫光股份自身发展的需要。“现在随着劳动力成本的上升和市场需求的变化，我们需要在自身的供应链体系中增加生产制造能力，才能更好地保障长远的业务发展。”姚海峰表示。他还举了一个例子，此前依靠1000多人的代工企业，但服务器产能只有30万台；如今紫光股份智能制造工厂规划产出60万台服务器，却只需要300多人，大大节省了人力成本，也提高了生产效率。为此，在紫光股份智能制造工厂建设之初，“优化供应链”就被正式确立为一项重要目标，目的也正是今后企业能够拥有自研、自制、自销的全链化流程，便能对产品质量有更好的把控，对市场需求也能更快地做出响应。总之，不管是从行业未来趋势来看，还是从企业自身发展的角度进行考量，对紫光股份来说，将最先进的工业4.0与数字化技术，融入企业的生产运营管理实践，打造紫光股份智能制造工厂，都是势在必行的事情。打造智能工厂新标杆在打造智能制造工厂方面，紫光股份有自己的一套理念：通过新一代信息技术与制造业的深度融合，建立全链条、高效协同、全生命周期的服务性制造模式，建设成为智能工厂的新标杆。具体来说就是，从智能研发、智能生产、智能物流到智能销售、智能服务和智慧园区，在各个环节实现数字化的打通，打造一个精益、智能、柔性、物联、绿色的智能工厂。依靠这套理念及智能制造工厂的整体业务战略，紫光股份设计了一个既满足于当下也能随需迭代的技术体系架构。它脱胎于紫光股份旗下新华三集团的数字大脑，包括智能数字平台（由数字化转型必备的数字基础设施、云与智能平台、主动安全及统一运维构成），以及与合作伙伴共同提供的行业智慧应用。工厂设备通过各种边缘节点接入到本地云上，被采集的数据在企业云图系统进行集中管理，管理者可以实时精准地掌握工厂的运营状态。这个架构也为紫光股份智能制造工厂提供了一套稳定的、高性能的、可靠的、智能的支撑系统，在整个平台上能够同时支持传统和云智原生的应用，实现应用的敏态智能开发。目前已经上线了几十个应用，涵盖设备物联、品控管理、物流、园区管理等。这些智能化的应用带来了肉眼可见的变化，是传统制造行业不曾有的。例如在品控方面，采用将5G技术与AI深度学习技术相结合的、基于AI模型的一体化品控云服务，针对服务器机箱划痕、摩擦痕、凹陷、污渍等表面不良进行检测，能够克服传统人工检验的过程质量不稳定问题，多项外观不良识别整体准确率能达到99.5%，实现质量可控，也减少了停机时间。值得一提的是，基于新华三提供的端到端全场景解决方案，5G技术在工厂内的很多场景都有所应用，比如通过5G+AGV，发挥AGV在不同物料搬运中的柔性化、准时化优势，形成完整的无标识智能搬运AGV系统，提升货物管理的安全和准确性；而5G+AR/VR的应用，则实现了装配工艺的模拟和优化，提高概念设计的效率，做到虚拟现实与智能制造的“虚实融合”。让绿色零碳实现落地当然，挑战也不可避免。2019年8月紫光股份智能制造工厂正式开工，到2021年8月交付使用，整个建设只用了2年的时间。但在姚海峰看来，这个过程十分不易。“很多方面在业界都是没有先例的，需要对制造的工艺流程很了解，对服务器产品和研发要有深刻理解，所以挺不容易的。”例如零碳智慧园区的建设，正是“没有先例”的最好体现之一。通常，工业园区中的制造业务和园区业务是独立运营的，但紫光股份智能制造工厂的建设理念要求实现制造业务、园区运营的协同管理，这就意味着前期方前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台0809案设计还要考虑诸如仓储物流、产能效益、能耗环保等工业园区特有的应用场景。在“双碳”战略目标的要求下，新华三为紫光股份智能制造工厂提供了零碳智慧园区解决方案，构建园区双碳数据底座，引领园区绿色变革。比如，利用新能源技术和储能技术，改善园区碳排放现状并减少能源支出；借助绿洲平台，实现各类能源数据的全面管理及趋势分析，实现能源效益最大化等。而据李立介绍，零碳落地的过程要面临两项大的挑战。首先是数据资产沉淀问题。要实现整体零碳运行，就需要将工厂各个业务子系统（新能源、园区能耗、空调、照明等系统）都打通，形成有效的资产沉淀，从而实现业务赋能。然而各个系统间的通信协议和数据格式存在一定差异性，如何打通这些数据壁垒、合理调用各种维度的数据？为此，紫光股份智能制造工厂将新华三提供的零碳操作系统能力集发挥到最大化：通过绿洲平台提供标准化的接入集成方式，实现各个系统的融合集成，数据共享；同时利用大数据、AI等能力，对海量数据进行开发与治理，形成相应的工厂运行策略建议，实现能源利用最优。其次是碳排放管理体系的搭建。碳排放管理体系规划涉及的知识面和行业信息很广，包括组织边界的界定、温室气体种类的划分、碳盘查的种类等，因此困难重重。为了解决这一问题，新华三充分发挥外脑资源，联合顶尖高校等研究机构，参考行业内最前沿的标准，将工厂的各个用碳场景抽丝剥茧，落地国家级科研成果，最终形成完备的碳排放和碳资产溯源体系。“前期的整体规划非常重要，在这个过程中我们再去不断克服困难，迭代优化，最终才能够保证工厂运行模式按照我们的预想呈现出来。”李立表示。通过新一代信息技术与制造业的深度融合，紫光股份智能制造工厂建立了全链条、高效协同、全生命周期的服务性制造模式，已经成为智能工厂的新标杆。结束语以生态之力赋能行业转型升级紫光股份智能制造工厂是紫光股份在工业互联网领域持续探索的一个缩影。不过，工业互联网不是靠一家企业就能完成的，需要聚合形成生态的力量，发挥1+1>2的作用，才能推动传统制造行业的整体转型升级，全面激发工业领域的发展势能。为此，建设之初，面向整个行业，紫光股份智能制造工厂就提出不仅要打造业界领先的智能工厂样板点，还要形成可复制的数字化工厂解决方案，向业界输出，推动整个产业链向数字化、智能化的转型持续迈进，整体带动产业发展，提升行业竞争力。这一点在零碳智慧园区的建设中也得到了体现。按照李立的介绍，零碳智慧园区遵循的是大生态的理念，利用绿洲平台数据汇聚、行业资产沉淀、便捷开放的能力，联合园区多行业、多领域的生态合作伙伴，来共同构建各行业的智慧发展解决方案。“通过零碳园区的建设积累零碳咨询能力，今后也能给第三方提供碳服务的咨询，或者跟碳交易中心做数据的共享和联动。”“这是我们的努力方向，先给自身创造价值，然后还要考虑对整个制造业转型升级的价值。我们希望能够对行业有积极的示范作用。”姚海峰表示。前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台1011发挥ICT技术桥梁作用向数字经济与“双碳”目标进军业者，我们应当厘清两大命题之间的深度联系——互为表里、互为基础，才能让接下来的科研、创新、应用更贴合国家号召，走出一条清晰的路径。“数字经济”与“双碳目标”殊途同归：低耗能、高效率、高产值之前，人们对“数字经济”和“双碳目标”的理解有一个误区：两者是彼此独立的关系。发展数字经济，就是“增加数字应用”、“发明人工智能机器人”；推进双碳目标，就是“少排”甚至“不排”，“多用可再生资源”，这种理解非常片面。事实上，数字经济正在成为绿色低碳发展的新动能，而绿色低碳的要求，又反过来牵引数字经济发展。根据国新办发布的数据显示，2020年中国碳排放强度比2015年降低了18.8%，比2005年降低48.4%。同样是中国经济高速发展的时期，两组数据产生差异的原因在于我国以非化石能源驱动的第三产业、数字经济占比提升，经济结构发生了改变。同时，根据全球数据中心的统计，2010年到2018年间，全球计算量增加了550%，而用于计算的能源消耗仅增加了6%。众所周知，计算量可以直接反映数字经济的热度，但数字化打破了产业发展和能源消耗成正比相关且线性增长的旧有规律。所以，数字技术让产业制造变得智能化、集中化，直接实现降本增效。数字经济发展程度越高，碳排放强度反而越低，能够引领我们走向节能型社会。“双碳目标”是为减少碳排放强度。我国一直在推动太阳能、风能、核电等新能源对煤炭、石油等化石能源进行替代。同时通过各种技术手段，提高能源利用率，例如对电力系统进行数字化、智能化改造升级，更精细地用能控能，减少浪费。电力系统是社会运转的基础设施，在与数字业务结合又能够能好地反哺数字经济的发展。更重要的是，“双碳目标”进一步凸显了数字化产生的节能收益。过去要求传统企业节能减排最常用的方法就是减产或停产，直接影响企业的营收，严重打击企业响应“双碳”号召的动力。而数字技术可以在推动产业改造的同时，帮助企业完成减碳排放的任务。所以“双碳目标”既能要求基础设施完成改建和升级，又倒逼企业加强数字化转型的意愿和投入。紫光股份旗下的智能制造工厂中应用了大量物联设备，对1500余台生产机器进行智能监测。以此为基础实现了调度、生产、物流、质检、管理的智能化，提升80%的决策速度，降低50%的设备故障停机率，达到88%的高自动化率。同时减少60%的人员需求，效率提高，人均产出提高了5倍，再加上光伏设备的大面积铺设，一年可减少990吨的二氧化碳排放。也就是说，工业4.0的建设同时服务于“数字经济”和“双碳目标”从一开始就是相辅相成。从中可见“数字经济”和“双碳目标”的殊途同归之处：本质都是要让产业往低耗能、高效率、高产值的方向转变。所以，两者交互叠加，成为中国经济发展的两大主线。“东数西算”战略意义：一笔划出数字经济与双碳目标的大工程今年国家即将实施的“东数西算”，实质上是兼顾“数字经济”和“双碳目标”两大战略的“大国工程”，也是国每年“两会”，政府工作报告都吸引百行百业的极大关注，ICT产业也不例外。今年，我们注意到，报告中再次提及“碳达峰”与“碳排放”，也就是所谓的“双碳”目标，着重突出了“有序”两个字，并且用了相当的篇幅，指出了能源革命、低碳转型、降碳改造等细节方向，足见国家层面的重视。同时，我们还注意到，报告中强调了数字经济正在与实体经济加速融合，传统产业数字化智能化改造加快，同时“逐步构建全国一体化大数据中心体系”如此具体的落地措施，罕见地出现在报告中。此外，培育数据要素市场，释放数据要素潜力的要求，也与年初发布的《“十四五”数字经济发展规划》相呼应。从中可见，“数字经济”和“双碳目标”是当下国家重视的两大命题，而它们都与ICT产业息息相关。作为ICT从文《数字经济》数字经济正在与实体经济加速融合，传统产业数字化智能化改造加快。在数字经济”和“双碳目标”这两大国家战略与“东数西算”国家工程推进的背景下，ICT从业者有着更大的机会，新华三集团也将充分发挥企业能力，帮助ICT产业更进一步。加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台前沿“碳”究1213家经济高质量发展的重要拐点。首先，面向数字经济的发展需求，“东数西算”要解决资源不平衡的问题。算力在数字时代是非常重要的基础资源，但是由于我国地域、经济、环境、资源分布不平衡，各地发展数字经济的成本也不平衡。我国东部地区数字经济崛起速度较快，数据量也呈爆发性增长，“东数西算”可以缓解东部地区过于集中的运算产业带来的承载压力，同时将算力进一步资源化、流动化，实现算力普惠、算力公平，让充足的算力能够输入到更多地区，带动数字经济发展与创新。其次，面向“双碳目标”的战略任务，“东数西算”要解决数据中心碳排放过高问题。ICT从业者都理解一条定律：设施越集中，PUE值（数据中心能效比）越低，能源浪费越少。具体到“东数西算”上，反映为将原本计划建立在东部地区地价、电费成本较高，数据中心建设难以实现规模化、集中化的数据中心建立在地广人稀的西部，更容易形成大规模的数据中心集群，达到更低的PUE值。同时可以充分利用西部地区的太阳能、风能等绿色能源达到节能减排的目的。字化平台，需要接入31个委办局，数据量超过23亿，如果放在更大规模的城市，数据处理的压力只会更大。但是在“东数西算”，在普惠算力的加持下，城市大脑的作用会进一步放大，成功经验也能复制到更多区域，这就是“下好‘东数西算’全国一盘棋”的意义所在。ICT产业是融合“数字经济”与“双碳目标”的桥梁ICT从业者们应该深刻认识到，无论是“数字经济”和“双碳目标”这两大国家战略，还是“东数西算”这一国家工程，在实践推进的过程中，都需要大量的ICT“新基建”，否则缺乏响应国家号召手段的各大产业就会面临“巧妇难为无米之炊”的局面。例如发展数字经济，需要充分发挥数据资产的价值。数据中心的任务不仅仅限于数据存储，还需要适应云计算、人工智能、物联网、区块链等领域的新要求。以新华三集团智算中心方案为例，可以提供充足的算力，具备AI业务的一站式开发工具链，为客户开展深度学习、模型训练等提供便利，加速AI业务上线与创新。新华三以此为基础，承建了BMW自动驾驶AI学习计算中心，每天可处理2.4PB的数据，并基于Openshift容器云和TensorFlow深度学习框架，帮助客户建设全自动运维的无人驾驶网络。这就是数据开发、处理、建模、学习能力的价值所在。另外，实现双碳目标，需要构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系。数字化技术的引入，改变了能源的生产、运行、传输、控制、管理模式。以新华三集团零碳智慧园区为例，在“源”上使用清洁能源来代替化石能源，在“探”上全面监测碳元素生成、消减过程并建立指标体系，在“管”上对园区内水电、光伏、储能等各类能源数据进行管理、分析和优化，在“服”上提供碳数据管理、碳数据资产化、碳数据溯源、双碳咨询等服务，最终实现园区内部碳排放与吸收自我平衡。这些能力，正是建立在物联网感应设备、云网一体网络、数据分析处理平台等ICT技术之上。此外，“东数西算”工程的建设，既不能单纯依赖西部新能源优势，不能把PUE的控制全部交给“集群效应”，还需要更多样、更技术、更细节的手段去加以优化。因此，液冷、精密温控、能效控制等技术，都迎来了一轮需求爆发与创新升级。新华三集团数据中心能效提升方案，就深度应用了这些技术，细化到基础设施、IT基础架构、运维管理等各个环节。尤其液冷服务器一项，可以把PUE控制在1.07以下，对减少空转耗能、提升有效负载意义重大。新华三承接的某个大型互联网公司数据中心设计，整体PUE不超过1.2，预计每年节电2.2亿度，减排二氧化碳20.3万吨，比传统数据中心节能50%以上，这是地域、能源、技术多种因素复合作用的成果。从长期来看，中国经济实现可持续发展，需要“数字经济”与“双碳目标”深度结合，因此，新华三集团预测，智能微网、能源互联网、综合能源技术、液冷技术将大量应用在“新基建”建设中。未来十年，曾经的碳排放大户数据中心、园区和工厂的可再生能源率将达到60%，新建大型及以上数据中心PUE有望低于1.1%，加速以绿色低碳理念构建数字社会的进程。同时，这两大目标又互相驱动。从宏观视角看，以区域为单位的“东数西算”对数字创新、产业发展具有不可估量的拉动作用。如果一座城市大规模应用数字技术，直观地减少消耗、提高产值，带来社会效率提升，也就能水到渠成地完成碳排放的减少。例如呼和浩特构建的城市大脑，在数字技术的助力下，实现对城市治理全场景的覆盖。目前，呼和浩特全市所有收费停车场均可无感支付，扫码、付费、抬杆、离场仅耗时1分钟，大幅提高车位周转率，同时智能感知能力可以预警积水、违停、聚集等影响交通的事件，快速恢复路面通行。此外，“城市大脑”推出的“一部手机走青城”的数字化便民改造，大幅缩短政务办事的流程和时间，也能够对市域给水、排水、燃气、热力等管线进行可视化的实时监控，及时排查爆管等事故，减少生产生活停转现象。从本质上来看，这些举措能够节约大量社会成本，少各种环节带来的额外排放，最终让整个城市的运转效率迈上新台阶。同时又能够拉动智慧城市、智慧旅游、数字政务等产业的发展，进入良性的正循环。当然，这种城市级的数在ICT产业的视角下，构建低碳数字社会是产业大展拳脚的窗口。ICT技术如同一座桥梁，连接了“数字经济”与“双碳目标”的融合。接下来，要实现10%GDP占比的数字经济目标，以及“3060双碳”目标，都需要ICT产业站好新基建的阵地。新华三集团也会继续发挥自身创新技术和端到端解决方案的优势，并基于服务百行百业积累的丰富落地实践经验，支撑赋能百行百业的数字化转型升级，为中国经济的高质量发展贡献我们的力量。结束语加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台前沿“碳”究1415零碳智慧园区进入“碳管家”时代！2022年伊始，园区以更加积极创新的模式掀起新一轮发展热潮，打造一批“智慧园区”、“低碳园区”、“零碳园区”样板已被超过13个省市自治区写入2022年政府工作报告发展重点，成为落实“双碳”战略路径的发展先锋。园区是产业聚集发展的核心单元，以往我们谈到低碳/零碳时，关注点往往在于整个系统的绿电配比、设计能力以及节能减排水平。但不容忽视的关键是，“双碳”背景下园区的发展，必然是数字化、智慧化、零碳化多个重点、多条路径并行。随着《碳市场交易（试行）》的发布，作为市场化减排的一大利器，未来的园区发展必然会与碳市场产生深度的交集。在这个关键的发展节点上，谁先抓住“碳市场”，谁就抓住了机遇。业内首家提出园区“碳管理”理念作为一种通过市场化手段实现减碳目标的机制，全国碳市场的启动对于推动企业、园区减排，实现“双碳”目标意义重大，其不但使碳排放的隐性成本显性化，同时也激励排放实体从多方面入手构建低碳体系。但前提是，首先我们要“知碳”，才能着手“降碳”。可以说，了解当前的能耗与碳排数据是实现园区“低碳/零碳”发展的基础所在。“与此前基于数字化转型的园区建设不同，‘零碳’的冠名为十四五期间园区发展带来更大的挑战。”新华三集团副总裁、解决方案部总裁李立道出新华三对于零碳园区推进的看法，“在双碳战略目标背景下，我们认为园区实现零碳有四个发力点：源，即绿电方案；探，即观碳，算碳；管，即能源管理和优化；服，即碳服务。”这是新华三在“双碳”目标及碳市场背景下打造的“1+4”零碳智慧园区解决方案，即以“一个零碳智慧操作系统”为基础+“源”“探”“管”“服”四大模块。展开来看，“源”是从电源端尝试风光储氢等清洁能源替代；“探”即摸清家底，了解当前能耗和碳排现状，搭建能源数据与碳数据平台；“管”则是搭建一体化能耗管理，利用数字化手段全面优化，达到碳治理目的；“服”是基于碳数据、能源数据的积累，建立碳账户，赋能碳价值及相关业务创新。目前，这套解决方案已不仅停留在理论层面，而是在位于杭州萧山的紫光股份智能制造工厂照进现实。紫光股份智能制造工厂采用1MW光伏装机、500千瓦时储能搭建绿色光储系统；构建碳管理体系，通过碳排放连续监测、分析，搭建经济增长与碳排数据治理模型，再结合综合能源算法优化调度，实现碳中和/碳达峰路径的提前规划。“目前，零碳智慧园区解决方案已经助力该园区直接人力节省60+%、间接人力节省30+%。年度节省电费100+万元、年度碳减排近千吨。成为浙江省低碳智能制造园区新名片和全国智能工厂标杆。”李立说。为碳市场交易提供强大支撑本质上讲，无论是企业抑或园区，数字化低碳建设的核心都是由数据驱动实现。如果说上文提到的紫光股份智能制造工厂对于全国园区建设有何重要的引领和借鉴意义，无疑在于其碳数据的可视化中台——“零碳智慧操文北极星电力网冉小冉新华三零碳智慧园区“1+4”顶层设计理念一个零碳操作系统做数据枢纽，“源-探-管-服”覆盖全链条服务数据流将引领和优化能量流、业务流，数据作为核心生产要素打通各环节源——清洁低碳能源探——碳排放监测管——一体化能耗管理分布式光伏发电微风风力发电系统风光互补路灯智能充电桩锂电池储能系统氢能储能系统建筑的能耗排放监测交通能耗排放监测生活垃圾废弃物排放监测园区内植物绿化面积企业能耗监测能耗及排放数据预测集中动态图形监控智慧照明节能空调调优节能环境通风节能智能决策中心能源优化策略服——能源利用优化碳服务咨询碳数据服务源探管服物联服务视频服务大数据服务AI服务能源服务……双碳业务资产双碳集成资产双碳专题库双碳主题库双碳应用模型融合集成平台数据运营平台应用开发平台零碳操作系统前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台1617作系统”的搭建和应用。“新华三零碳智慧园区方案的核心应用之一‘零碳智慧操作系统’基于能源数据、碳数据驱动，为园区碳资产管理平台提供了有力的数字化底座。”李立说，“我们可以称之为‘零碳大脑’，通过能源消耗、碳排放、生产、减排、配额等海量数据的汇聚管理和分析，赋能碳排放核算、碳资产盘点、碳配额预估，推动减排潜力挖掘，降低履约成本，制定交易方案，打通碳资产管理和交易中心，为碳中和的达成提供强大服务支撑。”在李立看来，零碳智慧操作系统带来的巨大价值之一，即帮助企业更好地参与碳市场交易。碳市场是实现碳达峰与碳中和目标的核心政策工具之一，配额和碳价是促进节能减排的两大杀手锏，碳市场实则是通过市场手段倒逼高碳企业节能减排。零碳智慧园区解决方案为园区用户提供的碳治理服务，以及碳交易辅助建议，能够帮助园区客户更科学、合理地参与碳市场，实现碳变现。此外，新华三零碳智慧园区方案将“碳中和”融入到了园区数字化转型的目标之中，能够在通过数据驱动实现提质增效同时履行节能减排的社会责任，实现园区经济效益和社会效益的统一，这也是方案价值的另外一个体现。正因如此，产业园区与工业园区以其特有的高能耗属性，成为“双碳”路径落地的重点突破方向，也成为新华三创新投入的一个重要试验田。目前，新华三针对产业园区和工业园区分别形成了零碳智慧产业园区和零碳智慧工业园区解决方案，并已经在紫光股份智能制造工厂、青岛某产业园区、欣旺达南昌智慧园区、北京冬奥村等成功案例中展开相应实践验证与优化迭代。以期通过智慧园区和零碳管理的结合，打造“安全、便捷、绿色、高效”的园区应用场景，助力园区实现全方位的转型升级。产业发展，标准先行相较于数字化转型，以及近年来持续发展的综合能源服务，零碳智慧园区是一个既缺少相应的标准规范，又鲜有成熟案例的新型业态。促进产业标准的进一步完善，成为推动零碳智慧园区发展的第一要务。2022年1月，由全国信标委智慧城市标准工作组智慧园区专题组组织编写的《零碳智慧园区白皮书(2022)》(以下简称“白皮书”)正式发布。白皮书由紫光股份旗下新华三集团、中国电子技术标准化研究院牵头，联合20余家产学研用单位共同编写。白皮书梳理和总结了当前园区在绿色低碳发展方面的有关政策及实践成果，进一步明确了零碳智慧园区愿景和建设思路，为该业态从概念走向落地谋划出了一条行之有效的创新之路。作为工信部信标委智慧园区标准组副组长，新华三也正在致力于同业界相关机构组织合作，深度参与智慧园区标准化研究报告，参与制定智慧园区评估指标体系，将自身的经验和能力沉淀成行业的标准。未来随着零碳智慧园区的政策细则逐渐明晰、成功案例的逐渐落地，白皮书和相应标准也会不断迭代和完善，对该业态建设起到更具借鉴的引领作用。同时李立也提出，当前推进零碳智慧园区发展最迫切的需求是尽快出台能耗与碳排放之间的标准关系文件，一方面可以更好地度量企业自身碳排放数据，另一方面，有了这些标准，才能更好地支持园区在绿色能源和碳交易的整体规划和未来布局，推动零碳智慧园区成为全面落实“双碳”战略的关键一步。当前，越来越多的园区企业爆发出强烈的低碳转型愿景，但目前制约园区低碳转型的根源一方面在于低碳/零碳的能源优化系统，另一方面则在于数字化的管理体系。当园区缺乏绿电供应，没有成熟的数字技术支撑，也就无法实现节能减排，更遑论碳足迹追踪和碳交易。可以说，在“零碳智慧园区”的创新上，能源利用和碳数据服务是核心的两个重要环节。这就可以理解，为何基于领先ICT能力与能源行业深度融合的“数字能源”成为新华三重要战略方向之一。新华三数字能源融合数字信息技术与电力电子技术，将人工智能、云计算、大数据等数字技术带入传统的能源领域，通过数字技术实现能源基础设施的数字化改造，以技术创新构建绿色发展的数字化基石，加速能源数字化转型。“未来新华三的整体战略仍然是以数字化赋能和方案驱动的模式来布局数字能源产业，以覆盖‘云、管、边、端’各环节的综合性一体解决方案为百行百业绿色变革提供有效支撑。”李立说。新华三集团副总裁、解决方案部总裁李立前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台1819东数西算如何解决能耗难题？新华三早已深度布局目前，全面启动的国家重点工程“东数西算”被业界认为是开启算力经济时代的世纪工程，这意味着持续优化数据中心能源使用效率、提高算力基础设施的有效利用率，让用户以更低的价格获得更大的算力，成为未来的数据中心的方向。“‘东数西算’要把东部的数据传到西部，利用西部数据中心的算力，提升算力效率和能源效率。‘东数西算’有很多问题需要重点考虑，例如远程传输数据的安全性，数据中心集群跨区域多活或容灾，超大规模数据中心的能效要求等问题。要解决这些问题，如果没有成熟的解决方案和成功案例，很难让客户信任你。”新华三集团技术服务部副总裁兼数据中心业务务商。但是在收购EYP之后，新华三面向数据中心领域提供的就不仅仅是IT设备了，还拥有从基础设施规划设计到建设运维的全方位能力。这也是新华三区别于其他品牌的核心价值所在，它并不是一个“陌生来客”，而是能够为客户提供一站式服务的专业服务商。“新华三做过很多大型项目，比如在金融、互联网等行业。利用核心的技术优势，数据中心的验证能否达到设计的预期，PUE能提升达到怎样的水平，在规划咨询、设计、项目的运维管理阶段新华三全部都能提供优质服务”，曹东升介绍说。这就是新华三面对“东数西算”的“底气”。其实对于“东数西算”战略来说，其核心目标之一就是提升计算效率、降低能耗排放，打造绿色、低碳的数据中心，而凭借多个PUE小于1.1的数据中心标杆案例，新华三在这个领域也有了重量级的发言权。“围绕着国家‘双碳’、‘东数西算’的目标，以及发改委提出的PUE标准，我们就抓到一个核心点——能效提升”。目前新华三已经组建了70-80人的专家团队，涵盖暖通、电力、智能化等各方面的专家，其工作就是对数据中心的设计和建设每一个环节进行论证与监督，从而保证在基础设施层面的低能耗。诚如曹东升所说，能耗问题是近些年数据中心发展的焦点所在，各地陆续出台了限制数据中心能耗的措施。在“东数西算”启动的通知文件中，也明确提及“东数”节点PUE在1.25以下，“西算”节点PUE在1.2以下，并鼓励数据中心节能减排，数据中心绿色化成大势所趋。超低PUE是如何实现的？液冷“黑科技”亮相为了应对数据中心的高能耗问题，不少企业都推出了液冷产品，新华三早在5-6年前就投入了液冷设备的研发。如今，无论是主流的冷板式液冷还是浸没式液冷，新华三都有对应的解决方案，也帮助众多互联网客户打造出超大规模的数据中心应用场景。“我们帮助某互联网客户建设了一个5000平米的浸没式液冷数据中心，在杭州也建设了上万平米的液冷数据中心，新华三对液冷的全生命周期解决方案有多个最佳实践”。新华三曾多次参与过液冷相关标准的制定，在液冷设备的研发上也形成了“团队作战”——从实验室到产品线都有专人负责，针对客户的差异化问题提供定制化的产品，满足数据中心用户的不同需求。文王海峰新华三集团技术服务部副总裁兼数据中心业务总监曹东升总监曹东升这样认为。新华三在数据中心领域的历史最早可以追溯到2008年收购全球顶尖的数据中心咨询公司EYP，新华三还帮助多个互联网巨头建造了PUE值小于1.1的数据中心，并获得了数据中心最佳能效奖、数据中心绿色等级（设计类）5A级等多个奖项。提到“东数西算”，曹东升更是用“绝佳时机”来形容。从设计、验证到运维的数据中心全生命周期服务在许多人印象中，新华三是一家提供ICT基础设施的服前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台2021微模块：“乐高积木”式部署微模块则是新华三在IT基础设施建设中的另一项优势。大家知道，数据中心的设备部署大多需要漫长的过程，少则几个月多则几年，越是超大规模的数据中心建设周期越长，因为设备从进场、安装、调试到最终运行交付需要大量的人力和时间执行。不过在数字化的今天，对强调效率优先的客户们来讲，如果能够有效缩短建设时间，就可以使业务快速上线，尽快获得市场的反馈和认可。为此，新华三推出了微模块产品解决方案，通过模块化的设计实现了“乐高积木”的部署方式，简单快捷。“微模块产品的优势有几个方面。首先，新华三推出的产品和解决方案可以满足从小到大各种类型的数据中心的要求；第二，配套整体的液冷解决方案，能够与新华三的液冷服务器、交换机来搭配，促进新华三整体液冷产品解决方案的完善；第三，可以搭载智慧机柜、户外机柜等一系列多元化的机柜产品，满足场景化需求”。这一方面是新华三全栈数据中心解决方案能力的体现，另一方面也丰富了新华三在数据中心市场的竞争力，让其它品牌望尘莫及。在曹东升看来，未来仅就微模块的需求来说，就有100亿的市场潜力，搭配数据中心相关的液冷解决方案和整个行业对于超低PUE的追求，微模块的市场将会大有可为。新华三在“东数西算”乃至于未来数据中心建设中也扮演了重要的践行者和领航者的角色，通过技术升级、产品完善以及解决方案的进一步丰富，通过先进的数据中心建设和运营方法论、绿色节能技术创新等助力数据中心实现数字化升级转型，加速科技创新与产业融合，可以帮助越来越多的客户用上更智能、更低碳的数据中心。结束语与城市和产业同行做美好未来的缔造者作为数字化解决方案领导者，新华三集团始终致力于以“双碳”为契机，以自身的产品和技术助力全社会的低碳转型，在“东数西算”工程等的推动之下，推动算力与能源产业共融共生，形成了一个可持续发展的产业生态。同时也更矢志不渝地探索数字产业节能降耗的新模式、新技术、新应用，以更加高效节能的基础设施和管理平台打造极致的“绿色数据中心”，肩负使命新华三以实际行动创造一个更美好的未来面对全社会的“碳达峰、碳中和”使命，任何企业、任何人都无法置身事外。节能减排、绿色低碳，成为了百行百业推动自身发展、履行社会责任绕不开的一个重要话题。紫光股份旗下新华三集团将践行“双碳”战略视作履行社会责任的重要一环，不仅通过投入数字化技术的创新和研发，推动区域、城市、产业和企业的绿色转型，优化了发展的质量和效益；更从自身做起、从小事做起，通过日积月累的日常变化，将绿色理念融入每一个新华三人价值观，用所有人的共同行动，创造一个更加值得期待的美好未来。以“双碳”为契机，以自身产品和技术助力全社会的低碳转型是每个企业都应尽的责任和前行的方向。企业应积极探索如何与城市和产业一道，寻找绿色转型的新模式。新华三IC8000系列模块化智慧数据中心前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台2223让数字产业的能耗更少一点，对环境更友好一点。同时，新华三集团也在积极探索如何与城市和产业一道，寻找绿色转型的新模式。例如，在城市中让绿色理念融入智慧城市的建设，帮助管理者全面、清晰地看到“碳排放”数据，给城市治理和规划提供了无法替代的数据洞察。此外，下沉至园区、建筑、企业等城市的不同场景和个体中，帮助它们发掘出一条适合自身的可持续发展道路。如今，新华三集团正以“数字大脑”为依托，推动零碳智慧园区的建设，开拓了零碳建筑、低碳冶金、零碳家居等一系列新场景和应用，让“节能减排”成为每一家企业都能够身体力行的绿色使命。自我重塑做履行社会责任的模范样本在新华三集团看来，“双碳”战略需要全社会的共同努力，更需要所有人的积极参与。在帮助整个社会践行“双碳”战略，实现低碳发展之外，新华三更致力于从自身出发，推动自身的绿色转型，为更多企业践行绿色责任塑造一个值得参考的转型样本。在设计、生产和制造上，新华三集团严格执行国家相关要求，积极参与绿色标准制定，并且启动了内部“双碳”能源机房建设工程，每年能减少电费支出近亿元。在供应链的管理上，新华三与全球400多家生产供应商密切合作，通过更加高效、低碳、节能的绿色供应体系，同样创造出了新的社会效益和价值。未来，通过智能工厂、智慧园区、碳中和行动等新的尝试和探索，新华三将构建起更加完善的绿色制造体系，向着绿色、节能的方向加速发展。同时，一个更加绿色、美好的未来，不止来自于前所未有技术突破和创新实践，更需要每一个人在日常工作和生活中的点滴积累。新华三集团为职场人提供了云上远程工作的新模式，减少了出行和企业管理成本，间接带来了超过千万元的节能效益，并且在日常工作中倡导节能减排的理念，通过节约一张纸、关上一盏灯的改变，大大减少了不必要的资源和能源浪费，让节能减排成为日常的习惯。企业的发展离不开社会的支持，参与公益事业则是企业义不容辞的社会责任。在“双碳”战略的执行中，新华三集团将把责任融入血脉之中，不忘初心，积极主动承担企业社会责任，不止推动自身的节能减排，更以“双碳”为契机，带动科技研发和创新应用，引领城市与产业发展模式的低碳转型，为全球应对气候变化贡献中国智慧。结束语前沿“碳”究加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台2425打造工业“双碳”引擎助力工业企业高质量绿色发展自1785年詹姆斯·瓦特制成了改良型蒸汽机投入使用并带领人类社会进入“蒸汽时代”以来，工业极大的促进了人类社会的发展，深刻地改变了人类社会的面貌。在经历了实现机械化的工业1.0时代、实现电气化的工业2.0时代以及实现自动化的工业3.0时代之后，我们正处在实现智能化的工业4.0时代。工业在为人类社会发展做出巨大贡献的同时，也带来了巨量的二氧化碳排放。根据国际能源署（IEA）数据分析汇总，2020年制造业与建筑业领域的碳排放在全球各部门中占比17%，排名能源发电与供热、交通运输之后，位居第三，如图1所示。工业通用“双碳”引擎围绕原料碳标签、产品碳足迹、设备碳感知、能源碳优化、企业碳管理、政企碳服务等六大应用场景，在零碳操作系统基础上构建“双碳”引擎，通过产品双碳追溯、设备双碳感知、企业双碳管理、工业双碳服务等四大模块构建工业企业全方位、全周期、全流程的碳管理平台。文王之恒就我国而言，根据贺克斌院士提供给《网易研究局碳中和报告》的数据，2020年工业在我国二氧化碳排放总量中占比50%，排名第一，共排放51.63亿吨，在我国二氧化碳排放量中占比最高，如图2所示。如何降低工业领域碳排放，从而推动人类社会实现《巴黎协定》将气温升幅限制在1.5℃以内的目标，助力构建人类命运共同体、实现可持续发展，成为我们的共同课题。国家政策筹划全局2020年中国正式向世界郑重宣告，“将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。”而后，“碳达峰、碳中和”（以下简称“双碳”）逐步升级为国家战略，我国也逐步构建起“1+N”的“双碳”政策体系。2021年9月，中共中央、国务院发布《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》（以下简称《意见》），作为“1+N”政策体系中的“1”，对碳达峰、碳中和工作做出了系统谋划和总体部署。同年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》（以下简称《方案》），聚焦2030年前碳达峰目标，是“N”中为首的政策文件，明确指出“工业领域要加快图12020年全球碳排放来源构成（数据来源：IEA）2020年全球碳排放来源构成（百分比）2020年中国行业大类碳排放数据（亿吨，百分比）图22020年中国行业大类碳排放数据（数据来源：网易研究局碳中和报告）行业“碳”查其他14%移动源，9.08，9%电力，36.66，35%民用，6.4，6%溶剂使用，0，0%工业，51.63，50%制造业与建筑业17%交通运输26%能源发电与供热43%工业电力移动源民用溶剂使用能源发电与供热交通运输制造业与建筑业其他加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台2627绿色低碳转型和高质量发展，力争率先实现碳达峰”。针对工业领域，《意见》提出加快推进工业领域低碳工艺革新和数字化转型、建设绿色制造体系、健全能源管理体系等要求；而《方案》则将工业领域碳达峰行动列入“碳达峰十大行动”，明确指出要推动工业领域绿色低碳发展，推动钢铁行业、有色金属行业、建材行业、石化化工行业碳达峰，同时坚决遏制“两高”项目盲目发展。同时，《方案》也对高耗能企业提出“推动高耗能企业建立能源管理中心”、“完善能源计量体系”等要求。工业领域积极响应在顶层设计的指引下，各部委、各工业行业也陆续推出相关政策机制规划建设管理等文件。2021年11月，工业和信息化部等4部门联合发布《关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见》，提出“全面推行绿色制造、共享制造、智能制造，支持企业创建绿色工厂”、“建设绿色数据中心”等工业企业绿色化改造提升方向。2022年2月，国家发展改革委等4部门联合发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》，围绕钢铁、有色金属冶炼、水泥、炼油等17个高耗能行业重点领域，提出了节能降碳改造升级的工作方向和到2025年的具体目标。钢铁行业作为国民经济的重要基础性产业，既是典型的高耗能、高排放行业，也是实现碳达峰、碳中和的重要责任主体。2022年1月，工业和信息化部等3部委联合印发《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》，提出力争到2025年80%以上钢铁产能完成超低排放改造、吨钢综合能耗降低2%以上、确保2030年前碳达峰、打造30家以上智能工厂等目标。钢铁行业自身提出的《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》已形成修改完善稿，明确实现钢铁行业碳达峰目标的五大路径：推动绿色布局、节能及提升能效、优化用能及流程结构、构建循环经济产业链和应用突破性低碳技术。与此同时，中国宝武钢铁集团有限公司、鞍钢集团、河钢集团、北京建龙重工集团有限公司等各大钢铁集团也纷纷推出自己的双碳路线图，开启低碳发展新征程。电子信息产业是国民经济的战略性、基础性、先导性产业，发挥着经济增长“倍增器”、发展方式“转换器”、产业升级“助推器”的重大作用。当前，电子信息企业正以扩大绿电使用比例、产品低碳设计、减少硬件功耗、提高材料循环使用比例等实际行动积极响应《意见》、《方案》中关于“绿色制造”、“绿色设计”、“绿色工厂”的要求。紫光股份旗下新华三集团在巨型IDC数据中心园区——“环京大数据产业天津基地”引入间接蒸发冷却技术，使该“巨兽”级数据中心能耗比（PUE）降低到1.25以下，相比平均PUE为1.5的国内常规冷冻水型数据中心，用水量将减少70%以上，同时每年可节省约5500万度电量，相当于减少约5万吨二氧化碳排放量。典型行业碳管理探索工业“双碳”之路上既有行业自身纵向的努力，也有跨行业的横向助力。在设备制造领域，西马克集团通过为客户提供低碳、环保的设备助力客户实现“双碳”目标，如其为唐山港陆钢铁有限公司提供的湿式静电除尘器设备，投产后将使该公司转炉一次除尘颗粒物排放浓度低于10mg/Nm3，远低于超低排放标准要求；在自动化领域，西门子股份公司与河钢集团建立了全面战略合作伙伴关系，通过为河钢石钢提供数字化工厂的顶层设计咨询及软硬件解决方案、为河钢衡板提供基于MindSphere的智慧轧机解决方案等一系列合作赋能河钢集团实现“数字蝶变”。此外，AI、大数据、云计算、物联网、数字孪生、安全技术、区块链等数字化、智能化创新科技，也正加速应用在节能环保、清洁生产、清洁能源、绿色基础设施等领域。在治理过程中，ICT行业可以凭借数字化、智能化技术，聚焦原材料、产品、设备、人员、能源等方面，为工业企业打造“双碳”引擎，构建其“双碳”管理的科技驱动核心，助力其实现高质量绿色发展。新华三集团以其在ICT行业的深厚积淀，积极探索工业“双碳”治理的可行助力方式。选取工业行业中两个典型行业——钢铁行业（传统行业）、电子信息行业（新兴行业），进行前期探索。基于钢铁企业对精细化能源管理的现实需求，结合自身对钢铁行业能源管理的深入理解，新华三集团提炼出钢铁行业“精益能源智慧管控”的理念，并据此沉淀出钢铁企业精益能源管控方法论。方法论总结出钢铁企业精益能源智慧管控的三步走策略，即收集、查漏、优化。方法论以“智慧”促“精益”，以“精益”增“价值”。为客户带来降低能源成本、提升经济效益、优化能源合同处理和应用、提升能耗视角的设备利用率、增强能源统一管控等价值。实现“双碳”战略目标的关键在于建设绿色低碳的现代产业体系，数字化技术一定是其中的支撑要素之一，所以信息技术产业应积极从事相关的技术研发和推广。遵循“双碳”战略指引，新华三集团在紫光股份智能制造工厂的建设过程中践行绿色制造、绿色工厂理念，从园区层，企业层，产业层三个层次实践电子信息产业全面零碳数字化管理，助力紫光打造精益、智能、柔性、物联、绿色的智慧工厂。借助铺设于工厂屋顶的光伏工程，该工厂每年可减少二氧化碳排放990吨；通过储能技术+综合能源管理技术，该工厂得以实现工厂能源经济效益最大化。除此之外，新华三集团还为工厂搭建了碳排放管理体系，构建碳排放连续监测-碳排放分析-碳排放预测循环，以数字化技术推演&规划工厂碳达峰、碳中和路径，实现经济增长与碳排放管理的“两手抓，两手都要硬”。工业企业通用碳管理方案在典型行业碳管理探索的基础上，梳理、抽取工业企业的碳管理共性需求，新华三集团打造了工业通用“双碳”引擎。工业通用“双碳”引擎围绕原料碳标签、产品碳足迹、设备碳感知、能源碳优化、企业碳管理、政企碳服务等六大应用场景，在零碳操作系统基础上构建“双碳”引擎，通过产品双碳追溯、设备双碳感知、企业双碳管理、工业双碳服务等四大模块构建工业企业全方位、全周期、全流程的碳管理平台。产品双碳追溯模块产品双碳追溯模块聚焦产品侧碳数据，提供碳溯源、碳图3工业通用“双碳”引擎架构工业双碳治理方案—业务架构原料产品设备人员设备双碳感知碳凭证、碳预测、碳运维企业双碳管理碳能效、碳核算、碳监测、碳资产、碳分析、碳交易、碳学院工业双碳服务碳咨询、碳宣贯、碳账户、碳画像、碳核查双碳应用融合集成平台双碳业务资产数据运营平台双碳集成资产双碳专题库应用开发平台双碳主题库双碳应用模型物联服务视频服务大数据服务AI服务……能源服务零碳操作系统工业双碳引擎人机料法环运营管理能耗分析环境监测仓储物流能耗分析环境监测产品数据设备监控生产制造能耗分析环境监测人员信息产品记录设备监控物料核验产品双碳追溯碳溯源、碳足迹、碳标签能源行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台2829践行“双碳”战略打造新能源集控中心解决方案在“双碳”战略的指导下，新能源产业作为支撑工业高质量发展的战略性新兴产业，迎来了重大机遇，风电、光伏等新能源的开发和利用，将开启能源生产和消费革命的新篇章。作为清洁能源的重要组成之一，风电将是实现变革重要力量之一。然而，发电项目选址偏远、地理位置分散，随着新能源场站日益增多，运行维护难、远程设备故障分析不便以及无法优化发电量等问题，使新能源场站的集中监控和管理成为了新的技术难题。为了助力新能源领域应对这一挑战，紫光股份旗下新华三集团推出新能源集控中心解决方案，打造出“资源虚拟化、数据标准化、应用服务化、展示可视化”的风电场集中监管平台，横向融合各类业务应用，纵向贯通新能源公司、区域公司和风场（光伏站），实现数据无障碍的共享与交换，推动新能源产业经营和管理的全面变革。构建智能化集控中心赋能新能源产业转型在2009年，我国建成了第一个风电场区域集控中心，并逐步形成了本部、区域集控、场站的三级管控体系。然而，随着产业数字化的进一步发展，传统集控中心系统单新能源关系着全世界人民的命运和未来发展,同时也是我国所规划的战略性新兴产业其中之一,对我国绿色可持续发展有着重大意义。新能源集控中心解决方案可实现数据无障碍的共享与交换，推动新能源产业经营和管理的全面变革。足迹、碳标签等应用，以产品串联产业链整体的碳排放管理。碳溯源应用管理原材料的碳排放，供企业选择绿色低碳的原材料，降低自身产品的碳排放总量。碳足迹应用采用生命周期分析法（LCA）监控、统计工厂内各产品在其生命周期各个阶段产生的所有温室气体排放量，若产品是B2B（企业对企业）产品，测算范围是“摇篮到大门”——即从原料开采到产品生产，以及产品出厂期间的温室气体排放总量；若产品是B2C（企业对消费者）产品，测算范围是“摇篮到坟墓”——即从原料开采到产品生产、经销、使用和最终处置期间的温室气体排放总量。碳标签应用为企业各类产品提供产品碳标签，如碳足迹标签、减碳标签、低碳标签、碳中和标签等，供下游客户管理其原料碳排放。设备双碳感知模块设备双碳感知模块围绕设备碳排放，提供碳凭证、碳预测、碳运维等应用，从不同角度对设备碳排放进行感知。碳凭证应用管理设备碳排放数据，为碳核查提供原始数据凭据，为后续设备采购、选型提供碳数据维度；碳预测应用基于设备历史运行数据，结合实时运行状态、生产计划，对设备未来一段时间（日/周/月/季/年）的能耗进行预测，从而推算设备碳排放；碳运维应用聚焦设备全使用周期中产生的碳排放，测算设备故障、异常停机等行为带来的整体碳排放。企业双碳管理模块企业双碳管理模块整合企业碳排放数据，通过碳能效、碳核算、碳监测、碳资产、碳分析、碳交易、碳学院等应用为企业双碳管理保驾护航。碳能效应用监控企业能源使用，全面掌握水、电、煤、气、光伏、储能等各类能源数据，以持续循环的方式推进企业能源阶梯利用、循环利用，促进、优化企业能源综合管理；碳核算应用以AI、大数据技术梳理、整合碳能效、碳足迹、碳感知、人工核算等碳数据，校验数据准确性、真实性，生成、管理企业碳排放报告，对接政府/园区系统；碳监测应用作为碳核算体系的辅助，通过智能化的监测仪器，准确监测环境中二氧化碳等温室气体的气体流量、气体浓度，准确的计算和评价企业的温室气体排放量；碳资产应用管理企业进行碳交易所使用的配额排放权、减排信用额等资产，即配额碳资产和减排碳资产；碳分析应用依据企业碳数据，分析企业生产运营中的碳减排可行性，推演、规划企业的碳中和路径；碳交易应用对接全国、本省碳排放权交易市场，展示实时市场行情、本企业碳交易情况；碳学院应用使用在线培训模式，提供同步培训、非同步培训等方式，以培训来建立员工的“双碳”意识，自觉实践个人减碳。工业双碳服务模块工业双碳服务模块为政府/园区提供一站式常用服务，包括碳咨询、碳宣贯、碳账户、碳画像、碳核查等应用。碳咨询应用提供政企交流平台，帮助政府/园区解答企业政策咨询、接收企业需求；碳宣贯应用汇总“双碳”政策法规、公告通知、案例等。碳账户应用为本区域内所有企业建立自己的碳账户，管理其初始配额、交易配额、自愿减排量等信息；碳画像应用按照工企单位工业增加值能耗、单位产值碳排放、清洁能源占比等指标，评定企业碳排放等级，并以此为依据，将企业碳效情况绘制成图，使企业碳效情况全面可视化、清晰化；碳核查应用在线核查企业碳排放报告、公示核查结果。“双碳”之路，任重道远。ICT企业在努力实现自身“双碳”目标的同时，亦可凭借自身在数字化、智能化方面的能力为工业企业赋能碳管理能力，协同共进，互利共赢，携手为碳达峰、碳中和的实现贡献自己的一份力量。结束语行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台3031独部署、数据共享不便的问题带来了难以实现统一维护和管理、无法形成统一数据中台、难以实现智慧应用与业务场景之间深度融合等新的挑战。因此，要真正打造出世界一流的新能源企业，实现产业高质量发展，必然要探索出推动集控中心数字化、智能化升级的新方案。新华三集团是“双碳”战略的践行者和推动者，致力于依托数字化解决方案深度赋能城市与行业重构发展模式。针对新能源产业对数字化创新的需求，新华三集团借助云计算、大数据分析、物联网、物联网为代表的新一代ICT技术，推出新能源集控中心解决方案，打通各个环节的数据流，实现从场站到决策层的纵向互联，实现全要素聚合展现、全流程动态透视，为各级管理者提供及时全面的决策依据。同时，以统一的监控中心和数据中心实现少人值守、无人值班，减少人力成本，通过大数据分析的能力精准掌控生产运营流程，实现风机故障预警、风机优化控制等功能。全域创新，实现全流程数字化变革在部署上，新华三集团的新能源集控中心解决方案建设主要包括区域集控中心生产管理大区、生产控制大区和场站端三个部分。生产管理大区云平台承载了各类业务系统和数据，实现了敏捷部署、数据融合、统一管理，并以大数据平台和应用实现生产过程的管理与实时监测。生产控制大区以数据为本，通过数字化应用的部署，实现场站“无人值班、少人值守、区域检修”的科学管理模式，降低成本、保障安全、提升综合管理水平。场站端则主要实现了数据的采集与转发，为上层应用的功能实现提供了强大数据资源的支持。其中，新华三集团在生产管理大区的建设上能搭建稳定可靠的IaaS云平台，实现底层资源的共享和调度，并基于紫光大数据平台加速数据洞察，为新能源发电企业的管理优化、经营管控、能效分析提供决策依据；在生产控制大区的建设上，新华三能以“智能数字平台”承载丰富的合作伙伴智慧应用，提供基于安全网关和态势感知的主动安全能力，降低整体成本，助力区域公司对标、决策和数据上送；在场站端，新华三提供了由光纤环网做支撑的远程数据回传与通讯网络方案、满足严苛环境要求的风场业务网络方案、基于能源物联网技术的智能巡检方案、依托AI分析多级视频云管理的智能视觉方案，实现传统场站的全面数字化。激活价值，让数据重构新能源新华三通过新能源集控中心解决方案的部署，让数字化重塑了新能源企业的管理和运营模式。例如，一体化的云平台实现了新能源集控中心基础设施、安全、数据等资源的统一管理和集中化运营和运维，便于数据的分析和洞察，降低了总体成本，更推动了智能决策水平的提升。此外，新华三在主动安全上的创新更解决了新能源电场及集控中心数据远距离传输过程中的安全问题，提供了会分析、可预测、全方位的安全体系，实现了创新和安全的统一。而基于数字化平台的构建，新华三集团以稳定可靠的业务互联通信系统，为新能源集控中心的即时管控、业务通信、末端数据回传提供了支撑架构。智能化安防与巡检系统则利用IoT、AI等创新技术，为电场及风机塔内的运维监测提供了新的工具，将各环节中产生的文字、语音、视频等信息实时传输至管理控制中心，实现全程、全景、全维度可视等多项创新，让数据持续赋能新能源产业的运营和管理。在“双碳”战略的指导下，新华三集团打造的新能源集控中心解决方案将助力新能源行业的数字化变革，优化新能源企业的管理和运行效率。同时，新华三也将继续探索数字化技术与新能源行业融合的新应用、新场景，赋能风电、水电、光伏等新能源的开发和利用，实现全面提质增效和绿色发展目标。结束语行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台3233精益能源智慧管控助力我国钢铁企业开启“双碳”之路“双碳”政策和钢铁行业背景目前，全球每年向大气排放的温室气体约有510亿吨，导致地表平均温度逐年上升。要想阻止全球持续变暖，避免气候变化带来的负面影响，人类需要停止继续向大气中排放温室气体。根据《巴黎协定》的要求，气候变化框架公约下的缔约方立即明确国家方案减缓气候变化，从而使碳排放尽早达到峰值，到本世纪中叶，碳排放净增量归零，以实现在本世纪末将全球地表温度相对于工业革命前上升的幅度控制在2℃以内。多数发达国家在实现碳排放达峰后，明确了各自碳中和的时间表。作为世界上最大的煤炭消费国之一（如图1），中国将尽快实现碳达峰并与其他国家一起在本世纪中叶左右实现碳零排放，这对构建循环经济产业链、突破性低碳技术、制度建设和政策体系支撑。其中节能及提升能效率包括推广先进适用节能低碳技术、提高余热自发电率、数字化、智能化技术应用。相对其他路径，节能和能效提升最易实施和落地，尤其借助数字化和智能化技术对于钢铁行业能源管控可以快速见效，实现对企业的价值变现。另外，还应借助“互联网+”、大数据技术，构建钢铁全过程信息化能源管控及评估平台，以创新驱动钢铁行业碳达峰、碳减排。我国钢铁行业领军者们在“双碳”实施路线图中提到能源管控和能效提升是首要实施路径。宝钢为实现其“双碳”目标提出稳步践行碳减排的系列举措，排在首位的就是能效提升，通过提升能源转化效率，降低单位能耗，减少碳排放；鞍钢集团发布的低碳冶金路线图中提出的实施路径中首位是工艺流程再造，能效提升、减排降碳；河钢集团发布的“6+2”低碳技术路径第一条就是“系统能效提在“双碳”国家政策背景下，新华三提出钢铁企业能源管控的方法论，即精益能源智慧管控，通过对我国钢铁企业能源管控实现钢铁企业真正能效的监控、管理和能效提升，从而开启了我国钢铁企业真正的“双碳”之路。应对全球气候变化来说至关重要。习近平总书记于2020年9月22日在第七十五届联合国大会上发表讲话，提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。”在我国，钢铁行业是继电力行业之后第二大碳排放行业（如图2），其低碳转型对我国长期达成“3060”双碳目标至关重要。目前钢铁行业碳达峰行动方案和路线图已基本明确，正在编制的《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》目前已形成修改完善稿，初步确定行业达峰目标和重点任务。在2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的目标约束下，钢铁行业碳达峰目标初步定为：2025年前，实现碳排放达峰；到2030年，碳排放量较峰值降低30%，预计实现碳减排量4.2亿吨。具体来看，钢铁行业实现碳达峰、碳减排的4个节点为：2025年碳排放达峰；2030年，碳排放总量稳步下降；2035年，有较大幅度下降；2060年前中国钢铁行业将深度脱碳。国内钢铁行业领军者也纷纷明确碳达峰行动方案和路线图。2021年上半年宝武集团率先确定“双碳”时间表，2023年力争实现碳达峰，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年力争实现碳中和。2021年12月29日鞍钢集团发布2025年实现碳排放总量达峰；2035年碳排放总量较峰值降低30%，吨钢碳排放强度降低30%以上。2022年3月2日河钢发布推进碳达峰碳中和的低碳发展目标，通过实施六大技术路径和建设两大管理平台，实现2025年较碳排放峰值降低10%，2030年较碳排放峰值降低30%，并最终在2050年实现碳中和。2022年3月10日建龙集团召开绿色低碳路径发布会，提到建龙集团2025年碳排放总量将达到峰值；2033年，碳排放总量较峰值下降20%，碳排放强度较2020年下降25%；2060年实现碳中和。“双碳”政策和能源管控关系钢铁行业在实现“双碳”政策目标的五大实现路径：推动绿色布局、节能及提升能效、优化用能及流程结构、图22020年我国各个部门碳排放占比图1全球各国碳排放量统计文郑兵行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台3435升”，具体措施包括各种节能技术的应用、智能化管控水平的提高和提高自发电比例；建龙集团公布的钢铁板块绿色低碳发展路线图中明确了六大路径，“用能效率结构优化”是其中之一。新华三钢铁企业智慧能源管控方法论在“双碳”国家政策背景下，新华三提出钢铁企业能源管控的方法论，即精益能源智慧管控，具体如图3所示。的“双碳”之路，精益能源智慧管控是钢铁企业、工厂或者车间现场的能源管理发展和能源效率达到新水平所需的资源和工具，借助人工智能算法和大数据分析实现能源的智慧管控，通过预测分析和全局监控实现能源精益管理，其管理范围涵盖整个范围内的所有能源（水、电、煤和气等）的收集、监控、分析和报告，包括能源输送管线、生产线和公辅的能源运输和消耗，其核心功能价值聚焦于智慧和精益（见图5）。图3精益能源管控方法论图5能源管控的核心功能特征和价值体现图4“精益能源智慧管控”解决方案总体架构钢铁企业建造能源管控系统的意义分散控制和集中管理：针对钢铁企业工艺和设备较为分散但能源管理要求的集中性特点，能源管控系统能够提升企业的能耗管理水平和设备管理水平。实时对能耗数据的采集、管理、分析和利用：能源管控系统可以实时掌握生产设备的运行情况、能耗情况，通过对能耗数据的采集和记录，形成能耗基线，用于对比和分析，监控能耗实施情况；通过关联设备和工艺数据，也可间接对设备进行预防性的维护，保障生产的正常进行。减少能源管控环节，优化能源管理流程，建立客观能耗评价体系：钢铁企业在数据分析的基础上，实现能源监控和图6能源管控核心功能特征和价值体现第一步：收集：钢铁工业现场能源数据的收集，包括连接现场侧的各能源仪器仪表，实时采集能源数据和存贮，多维度对比能源绩效。A.能源数据采集：全景采集和跟踪全厂范围内的能源数据、能源输送和能源使用；B.能源使用绩效对比：分析现场侧跨站点多场景各个维度涉及全设备的能源绩效展示和对比（不同钢铁工艺流程、不同班组、不同设备）；第二步：查漏：实时监测异常能耗数据，快速查漏，并预测能源使用分布。A.查漏：实时检测异常行为，包括可能的泄漏，快速识别和定位能源（无论是气体或液体）的泄漏；B.预测能源使用：预测每个资源分布网格中的资源可用性;第三步：优化：关联生产和能耗数据优化工艺，对接ERP新华三精益能源管控一体化解决方案基于精益能源智慧管控的方法，新华三设计出钢铁企业能源管控的具体解决方案，具体如图4所示。新华三精益能源管控一体化解决方案亮点：在“双碳”政策的实施路径中，能源管控最易实施和落地，可以快速见效；方案的建设标准高，与国际接轨（符合GB/T23331/ISO50001认证）；方案所包含6大功能模块覆盖面全，市场同类大多仅能实现“能源绩效管理”模块；部署简单，可以为钢铁企业整体交付；在国际和国内都有多个成功的高端案例落地。精益能源管控方案的核心价值通过对我国钢铁企业能源管控实现钢铁企业真正能效的监控、管理和能效提升，从而开启了我国钢铁企业真正和能源合同来优化组合能源成本。A.生产工艺优化：从能源使用效率角度为工艺过程寻找优化路径，找到最佳工艺参数；预测能源的使用情况；为控制系统推荐最佳技术参数；B.成本优化：与ERP系统实现接轨；聚焦于生产和运营人员不了解的能源合同条款（峰谷平）；关注能源合同中非线性能源定价条款、照付不议和调解条款；模拟多合约，优化能源合同的执行。Confidential秘密www.h3c.com1能源绩效管理能源网格分布及预测精益能源智慧管控系统对应模块第一步：收集第二步：查漏第三步：优化A.能源数据采集：连接；采数B.能源绩效对比：展示；对比A.查漏：检测异常、快速识别和定位B.预测能源使用：预测资源可用性A.生产工艺优化：工艺寻优;预测能源使用;推荐最佳参数B.成本优化：与ERP接轨；解读合同；合约优化能源合同管理及模拟工艺过程能效分析“双碳”政策背景下，钢铁企业精益能源智慧管控的三步走精益能源智慧管控方法论Confidential秘密www.h3c.com2智慧精益最终客户价值智慧精益客户价值•基于工业大数据技术，收集能耗数据形成能耗基线•通过A.I.算法预测和预见能源的使用•利用算法组合优化能源多合同的处理、应用和模拟•A.I.算法将能耗数据关联到设备，操作和工艺•可视化显示能源绩效，形成绩效对比•及时准确地预测能耗需求•提高能源使用效率•优化能源合同处理和应用•能耗视角的设备利用、工艺提升和操作指导•全局视角避免局部优势•通过绩效对比和分析，形成能耗标杆，逐步提升绩效•降低能源成本•优化能源合同的处理和应用，提升经济效益•提升能耗视角的设备利用率•全局跨工序视角统一管控Confidential秘密www.h3c.com3钢铁企业精益能源管控一体化解决方案大屏和移动终端等报表呈现和展示（H3C-BI）应用层数据层网络层边缘侧能源绩效管理能源网格分布及预测工艺过程能效分析能源合同管理及模拟可选模块“双碳”下，钢铁企业能源智慧管控三步走第一步：收集第二步：查漏第三步：优化精益能源智慧管控系统方法论：工业设备OT系统（DCS、PLC、SCADA）IT系统（MES、ERP、EMS）工业协议解析OT生产数据流IT系统数据流工业视频图像焦化、炼铁、高炉炼钢铸机热轧冷轧及后处理长材（棒、管、轨梁等）公辅等数字基础设施业务能力平台主动安全统一运维1234网络/5G/TSN/IPv6、计算、存储…混合云、大数据、AI…网络安全、态势感知…基础设施运维…工厂主数据生产流数据工业大数据平台（大数据）能源流数据工业数字物联平台企业内网（5G，TSN,wifi6）行业“碳”查Confidential秘密www.h3c.com2智慧精益最终客户价值智慧精益客户价值•基于工业大数据技术，收集能耗数据形成能耗基线•通过A.I.算法预测和预见能源的使用•利用算法组合优化能源多合同的处理、应用和模拟•A.I.算法将能耗数据关联到设备，操作和工艺•可视化显示能源绩效，形成绩效对比•及时准确地预测能耗需求•提高能源使用效率•优化能源合同处理和应用•能耗视角的设备利用、工艺提升和操作指导•全局视角避免局部优势•通过绩效对比和分析，形成能耗标杆，逐步提升绩效•降低能源成本•优化能源合同的处理和应用，提升经济效益•提升能耗视角的设备利用率•全局跨工序视角统一管控加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台3637模较大，耗能设备多，区域纵横交错。依靠传统的手段进行运检、维修管理的工作量大，成本高。能源管控系统立可以实现简化能源运行管理，减少日常管理的人力投入，节约人力资源成本，提高劳动生产率。提升对设备故障和异常处理的响应速度和能力：运维人员通过智能设备如电脑、手机、App等方法，可以7×24小时随时掌握系统的运行状况和设备异常情况，以便于及时采取对应的措施，避免事态影响的扩大造对的经济和生产上的损失。能源控理系统的使用提升了工业企业用能的可靠性。控制企业的能源使用成本，促进企业未来的可持续性发展：通过数据分析和智能化应用，能够优化能源管理的方式和方法，改进能源使用方式，及时发现设备用能异常，实时了解企业的能源需求和消耗状况，能够有效减少无效能源的浪费，提高能源的利用率，最终实现工业企业对能耗支出成本的可控化管理。企业借助能源管控系统对用能设备的能源数据进行采集、处理、分析，进而实现对能源计划、能源实绩、能源平衡、能源预测、能源设备、能源质量以及生产调度等全方位的监控和管理分析。能源管控系统为企业提供了科学精准的数据，帮助对各种能源介质的能耗分析，管理者可以更科学的对各种能源进行优化决策调度，及时了解和掌握各种能源的生产、使用和运行工况，做到科学决策，正确指挥。精益能源管控系统组成精益能源智慧管控系统中包含6大功能模块，能源绩效管理、工艺过程效能分析、能源网格分布预测与分析、碳足迹追踪和分析、天然气分析与优化、和能源合同与模拟，具体如图7所示：1.能源绩效管理：能源绩效管理是精益能源智慧管控系统中最基础的模块，能满足国内目前客户对能源管控系统的基本需求。通过全景跟踪全厂范围内的能源输送和使用来分析跨站点多场景涉及全厂设备的能源绩效；多维度多角度能源绩效的对比（包括不同班组、同型号的不同设备、通工序但不同工艺流程等等）；收集和存贮能耗历史数据，通过分析推荐能源绩效的基线和使用结果；实时采集能耗数据通过成本数据计算实现能耗货币转化和显示，形成对能耗成本形成决策支撑；2.工艺过程效能分析：从能源使用效率角度深入探究工艺过程本身进行能效分析，并为工艺过程寻优，找到最佳的工艺参数;预测能源的使用;为控制系统推荐最佳参数；3.能源分布预测分析：实时检测异常行为，包括可能的泄漏，快速识别和定位能源（无论是气体或流体）的泄漏;预测每个资源网格中的资源可用性;4.碳迹追踪和分析：（本工序，本厂，产业链）实时跟踪碳排放，为碳排放过程建模和转换计算，提高碳排放透明度和治理；5.煤气分配优化：通过收集煤气分配和输送，通过生产优化其煤气输送分配和调度；6.能源合同管理和模拟：模块与经济效益挂钩，核算能源成本，优化合同组合，为企业实现经济利益。系统与ERP接轨对接能源成本数据用于能耗成本核算；聚焦于生产和运营人员不了解的能源合同条款（峰谷平）；关注能源合同中非线性能源定价条款、照付不议和调解条款；模拟能源多合约模式，优化能源合同的执行。典型案例贵州某建材有限公司是水泥、混凝土产品专业生产加工的公司，具有规范的管理体系，在当地是龙头水泥企业，具有非常好的市场竞争力。能源管控系统用于精细化用电管理，主要用于各生产环节的能耗监测与对标分析，目标是通过精细化用电管理提升能效管理水平。该公司确定了225个采集点的精细化采集方案，系统上线后，将通过精细化的用电管理帮助企业降低生产用电成本。精益能源智慧管控系统在国际上也有落地案例，瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司成立于1997年10月，在欧洲共有10个工厂（5个在法国，5个在德国），在巴西及美国也拥有大型生产基地，年生产能力为300万吨，同时也是世界上生产无缝钢管尺寸范围最广的生产商。对于该集团能源管控和改进关乎到企业的战略决策，通过实施精益能源智慧管控，完善了能源管理的发展和能源效率的提升，并达到历史的新水平。该系统将通过自动化管理程序和整合信息来提高能源和公用事业团队的生产力，从而使团队能够专注于确定持续改进行动的战略。巴西盖尔道钢铁公司创立于1901年，总部位于巴西是拉美地区最大钢铁生产商之一，也是全球排名第30的钢铁公司。关于能源管控企业的痛点是在每月底要做能源和资源消耗在生产侧和消耗侧的平衡，并手动修改电子表格，这使企业无法做出更加果断和主动的决策。有了精益能源智慧管控系统，信息可以实时处理，从而能够更快、更准确地就能源事件做出反应。该解决方案还集成了两个不同但互补的视角：公司管理和生产运营执行，使企业决策层能够更好地了解其生产任务对整个公司能源绩效的影响。图7精益能源智慧管控系统功能组成迈向高质量发展的新阶段，推动钢铁企业高效开发利用是能源转型发展的立足点和首要任务之一。作为数字化解决方案领导者，新华三集团提出的精益能源智慧管控是钢铁企业、工厂或者车间现场的能源管理发展和能源效率达到新水平所需的资源和工具。新华三集团顺应数字化转型发展趋势，以“数字大脑”引领钢铁生产全流程的智能化转型，为包括建龙集团在内的更多钢铁生产企业打造更智能、更高效、更绿色的数字化解决方案。结束语Confidential秘密www.h3c.com4精益能源智慧管控系统精益能源智慧管控系统是能源管理发展和能源效率达到新水平所需的资源和工具，其能源管理的范围涵盖整厂的所有能源的监控，包括辅助设备的能源，核心价值聚焦于：•预测和预见能源的使用•提高能源效率•降低能源成本•优化能源合同的处理和应用•深扎于设备，操作，工艺•向上连通ERP，提升经济效益•全工序跨越管控精益能源智慧管控系统功能组成010406020503能源绩效管理工艺过程效能分析能源网格分布预测分析能源合同管理和模拟煤气分配优化碳迹追踪和分析能源管理行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台3839紫光股份智能制造工厂的双碳实践在“双碳”战略和“数字浙江”目标指引下，紫光股份旗下新华三集团积极探索具有中国特色的双碳演化路径，在紫光股份智能制造工厂的数字化/绿色化转型进程中，联合集团优势力量，集结行业生态资源，以新华三数字大脑为核心底座，整合物联、视频、5G、云计算、大数据、AI、工业互联网等最新技术能力，形成数字化双碳智慧平台，并从产业层、企业层、园区层三层实践电子行业全面双碳数字化管理，打造国内领先的工业4.0样板点，最终实现“智能工厂”解决方案的产品化。旨在赋能电子产业链相关企业及园区的零碳数字化转型。产业层：首创iCM模式，产业链双碳协同优化在产业链整体监管方面，新华三在2013年就开始首创探索出iCM（智能协同制造）模式做产业链数字化转型。转型依托新华三工业数字大脑设计，用以支撑起紫光股份智能制造工厂的整个供应链的管理和价值链的管理。在价值链的角度，通过新华三工业数字大脑全面打通研发、测试、供应链、销售、服务全链路；供应链的角度类似，从原材料的采购、工厂、物流发运实现全面打通。通过这个两轴的协同打通，来建造起新华三的整个工业数字大脑。协同实现产业链碳中和目标。在数字化设计方面，通过产品数字孪生，实现在设计阶段进行虚拟可制造性验证，提前识别产品设计问题。具有自主知识产权的机电一体化设计系统，实现多业务的协同设计和自动化设计，缩短25%产品开发周期，降低80%由于设计引起的产品严重问题，减少由于产业链设计异常所产生的能源和打样材料的浪费。在个性化定制方面，实现需求从最前端配置器NHCT端到最后端工厂产线的无缝传递，系统自动校验配置准确性，确保配置可生产实现需求自动化传递与准确性检查。定制化信息实现产线无感知调用，无需人工干预，实现无感换线；支持少至1台，多至上万台的灵活批量；自动解析装配要求，无需工厂PE对订单配置做解读；并通过引导式图形化界面指导作业员装配，减少质量隐患。柔性制造的产线将换线所浪费的各类资源和时间降到最低。随着“双碳”目标的落实推进，制造工厂走上绿色之路，致力于实现用地集约化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化，并从产业层、企业层、园区层实践全面双碳数字化管理，最终实现“智能工厂”解决方案的产品化。文黄露在网络化协同方面，为了实现全局把控供应链碳排放，提高供应端效率和柔性，新华三打造了一个端到端的、可覆盖交付、生产和质量工艺管理等方面的工业数字大脑，通过这个大脑打通了紫光股份智能制造工厂与多个合作厂家的互联互通。基于工厂网络实现与合作厂家的网络化协同，将设备信息、加工过程信息，质量信息，工艺信息，物流信息回传到工业数字大脑进行数据分发与分析处理。同时自建的质量管理系统、计划管理平台、供应商交互平台等相关智能制造IT系统，同合作厂家的采购、计划、生产、交付等业务系统实现了自动化实时对接，高效共享生产计划、采购需求、库存信息、工艺文件等信息，从而实现敏捷、协调、协作的3A供应链运作，让整个端到端供应链运作的可视透明。这个大脑为产业链上下游的碳足迹、制定减排目标、规划行动方案等措施奠定了基础，后续将在此基础上逐步通过采购绿电降低自身的能耗以外，和客户及材料供应商一起导入低碳设计，减少硬件功耗、提高材料循环使用比例等也是主要的努力方向。最终和品牌商、客户一起逐步企业层：精益求精，企业践行绿色运营在产线设计方面，通过设计精益化，设计立库打破楼层限制，储位最大化，利用U型线体和穿层物流，提高周转效率；通过仓储物流精益化，从立库→多穿库→环形库→AGV物料按需精准配送，物流自动化运作效率成倍提升；通过生产精益化，行业首创全自动服务器主板组装线，实现从SMT单板生产→单板组装测试→整机装配测试→包装的自动化生产，自动化率业界领先。这样通过每iCM模式打造建设蓝图1个大脑：基于全面互联、开放融合、持续进化的新华三工业数字大脑2轴协同：横轴实现全供应链协同，纵轴实现全价值链协同3化发展：在数字化、网络化的基础上实现智能化，最终实现自感知、自学习、自决策、自执行、自适应123智能化数字化网络化H3C供应链研发计划采购质量工艺生产物流材料供应商制造外包供应商渠道伙伴销售服务全产业链全价值链新华三工业数字大脑最终用户iCM产业链上下游整合供应链响应速度成为企业关键的成功要素产品升级换代快管理精细化成为新诉求制造系统难以保障对客户的准时稳定交付能力产品向模块化、数字化、多功能化、智能化、绿色化方向发展行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台4041技术前沿推送，为决策管理提供参考依据，降低运营风险。推动企业内部协同双碳解决方案执行及问题高效闭环处理。在IDC数据中心方面，在暖通系统中，空调采用更节能的带氟泵系统的风冷直膨精密空调。在电气系统中，采用照明系统采用LED灯具使照明系统更节能。通过UPS采用高效能UPS设备，UPS的效率达到95%以上；在装修系统中，封闭外窗，减少机房内冷量损失，同时阻隔室外环境热量传递至室内，减少空调制冷负荷。在机房运维方面，通过数字化的运维服务平台，问题高效闭环处理，通过“一事一档一处理”的原则，快速解决数据中心异常，最大程度上避免了由于机房异常导致的设备损坏和能耗浪费。园区层：构建双碳底座，引领园区绿色变革新华三以搭载高可靠的云基础架构平台的绿洲平台为核心，一方面集成物联、视频、大数据、AI等新ICT能力；另一方面通过融合集成平台、数据运营平台与应用开发平台提供数据集成与运营能力，提供应用开发工具，例如碳相关专题库&主题库，赋能行业敏捷创新。绿洲平台南向通过可靠的园区网络，集成和对接园区各弱电子系统及业务子系统，可实现园区子系统的数据个环节的精益运营将工厂整体的能耗运营成本降到最低。在绿色生产方面，工厂设备通过各种边缘节点接入到本地云上，被采集的数据在云端汇总分析，在智能算法的加持下，管理员可以实时精准地掌握工厂的运营状态。在整个平台上能够同时支持传统的和云智原生的应用，可实现双碳应用的敏态智能开发。在数字化、全连接、自动化、智能化等几个方面的能力取得了领先行业的地位。以数字化转型驱动生产方式变革，采用工业互联网、大数据、5G等新一代信息技术提升能源、资源、环境管理水平，深化生产制造过程的数字化应用，实时洞察产线的产量能耗效率分析，并通过数字化闭环的方式高效处理生产异常、设备异常造成的能源浪费和停机停产浪费，践行绿色制造。在企业管理方面，建设了一套基于智能架构的工厂治理云图系统。它能支持业务自定义的扩展模式，支持私有云、公有云以及混合部署方式，能将工厂所有数据集中管理。支持业务场景化、可视化实时展现，现场感强，提升企业整体形象。通过数据采集、大数据模型、预测模型，对工厂数据进行立体实时分析，对未来业务场景进行模拟，各类碳数据一体化掌握。对厂区内的建筑、空调系统、电气系统、给排水系统、用能设备、交通、充电桩、道路照明、绿化碳汇等碳排放重点要素进行数据汇总梳理，并构建碳排放数据分析体系和碳排放核算方法，提出将各领域碳排放导入碳排放管理平台的数字化标准导则，为后续产业链优化提供方法支持和体系框架。企业云图提供分层视图，建立可视化、可量化模型，企业董事长、运营团队、执行团队等各类人群都可以根据自己的职责获得相应的监控数据。系统通过策略配置和解决方案建模，实现数据自动流动和流程自动融合及协同高效运营，北向对接园区智慧类业务应用，为应用开放标准规范的数据&业务服务。通过园区平台可对园区内水电、光伏、储能等各种分布式电源的运行特点、负荷变化情况等，制定不同运行策略优化协调各分布式电源的运行，并对依托零碳操作系统的历史能源使用数据实现用能策略优化。同时，基于用能的历史数据、用能场景和天气气候，园区借助绿洲·能源管理平台，优化迭代算法，实现用能策略优化，动态调整园区室内空调和照明用量，供需匹配。在新能源方面，利用新能源技术和储能技术，改善厂区碳排放现状并减少能源支出。在紫光股份智能制造工厂实施光伏工程，根据工厂可用屋顶面积进行屋顶光伏铺设，光伏铺设面积1万平米，装机容量1000KW，实现电力自发自用，并利用余电上网，使屋顶利用率最大化。发电量100万千瓦时/年，经济效益约1600万元。年度减少CO2排放990吨。在储能方面，储能容量约为500千瓦时，厂区合理利用峰谷差价，日度两充两放，削峰填谷，降低厂区能源支出，反哺国家输送电平衡，实现工厂能源经济效益最大化，辅助系统设计保证储能安全同时结合能源技术，使得能源经济效益最大化。新华三率先通过在紫光股份智能制造工厂开展数据驱动的双碳实践，树立电子行业标杆，通过产业层、企业层、园区层三层的构建解决方案，并将以模块化自由组合的方式对外输出方案能力。对于电子行业相关园区及企业乃至其他行业落实“双碳”战略，实现高质量发展具有重要的意义。结束语行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台4243为中国石化重构沙河数据中心打造绿色发展新模范2021年是国家“双碳”战略全面执行的元年，也是能源行业迈进绿色低碳发展道路的关键一年。作为国内知名成品油和石化产品供应商，中国石化正聚焦于“双碳”目标，坚定不移地推动“净零排放”，加快推进能源转型和产业升级，构建“一基两翼三新”产业格局，致力于成为世界领先的清洁能源化工公司。对中国石化而言，绿色低碳转型不止需要关注清洁能源等业务创新，更需要从自身做起，推进经营管理的节能降耗，而这其中的关键一步就是构建绿色数据中心。作为“双碳”战略的积极践行者和引领者，紫光股份旗下新华三集团依托自身全面实力和深厚经验，参与了中国石化沙河数据中心的规划设计及建设工作，为数据中心提供了持续稳定可靠的服务和标准化、自动化、一体化的数据中心，有效降低了数据中心能源消耗，让中国石化在践行“双碳”战略目标的过程中迈出了重要一步。优化管理模式打造数据中心绿色范本作为中国石化的重要数字基础设施，沙河数据中心内系统架构复杂、数量众多，每年耗电量约为1亿度，不仅电费成本巨大，更导致了大量的能源损耗。无论从“双碳”战略的推进上，还是从数据中心自身的成本控制上，沙河数据中心向绿色低碳的新型数据中心转型的需求都十分迫切。在这一过程中，如何实现海量设备的高效协同，成为数据中心节能降耗的关键。为此，沙河数随着数字经济的快速发展，数据中心作为数字化发展的算力基础设施，其业务呈现爆发式增长，但随之而来的是高昂的建造和运维成本。在“碳中和”、“碳达峰”的目标之下，如何打造具备能耗优化管理潜力的绿色数据中心已经成为未来产业发展的重点之一。重构数字底座以更低成本释放更大价值在数据中心底层环境的重构之外，如何全面优化数字基础架构的运行和管理，同样是数据中心绿色转型不可或缺的一环。在网络安全架构的打造上，新华三集团参与了沙河数据中心核心网、生产网等所有的网络安全结构建设，并且通过AD-DC智能网络平台、iMC智能管理中心对网络进行智能化管理，提升了网络整体的性能和稳定性。在运维层面，新华三集团与沙河数据中心一道，通过数据中心能效分析软件全面采集数据中心的运行数据和环境参数，根据数据的分析和洞察优化空调系统、配电系统的能源效率，让数据中心也能在数据价值的驱动下加速转型，向着低碳目标迈进。作为未来数字经济发展的重要基座，数据中心的绿色低碳转型已经成为基础架构变革的重要方向。而作为数字化解决方案领导者，新华三集团提供了从规划、设计到实施这一覆盖数据中心全生命周期的服务，全方位打造极致的PUE数据中心，更好地帮助数字化产业实现绿色低碳可持续发展的宏伟使命。据中心需要推动电力控制系统以及制冷控制系统的场景化、自动化、智能化改造，实现故障自愈功能，才能进一步降低后期数据中心总体拥有成本，履行企业绿色低碳发展的时代使命。在数据中心基础环境的改造中，新华三集团为电气系统和暖通系统提供了兼具前瞻性和实用性的规划设计，助力沙河数据中心实现基础环境的转型升级。全新的电气系统实现了UPS（UninterruptiblePowerSupply，不间断电源）低功耗运行、设备开关管理自动化，推动了水泵和冷却塔实现变频运行，解决了传统人工管理低效、浪费的问题，让数据中心管理和调度更智能。而通过对暖通系统的改造，沙河数据中心实现了精密空调的自动化运行、冷源系统的低负荷运行、自然冷源技术的最大化利用，并且制定了波峰波谷的运行策略，在保障数据中心稳定运行的前提下，让数据中心整体运行更绿色、更节能。数据中心产业是数字经济时代的重大基础性产业，决定了数据能否成为促进经济高质量发展的关键生产要素。而绿色数据中心有助于低碳生活、降低数据中心的运行成本、践行“双碳”，是数据中心发展的必然。结束语行业“碳”查加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台4445低碳数据中心建设思路及未来趋势近年来，随着IT技术的高速发展，对数据处理能力的要求越来越高，数据中心等基础服务设施的需求量急剧增大。同时绿色发展、节能环保的理念逐渐在众多行业领域中得到渗透和发展，成为提升发展综合效益的重要方式。在我国二氧化碳排放力争于2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和以及能效双控等目标愿景下，绿色、节能、低碳的数据中心发展成为了重点。相关研究表明，数据中心的制冷系统是整个数据中心中耗电量最大的部分，占数据中心总能耗的30%~50%。本文就数据中心暖通系统进行现状分析，探讨低碳数据中心发展路径，为“双碳”目标下的数据中心规划建设提供建议。数据中心低碳政策当前，我国已经发布一系列政策推进数据中心绿色发展。2020年12月，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局等四部委联合印发的《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》中提出，到2025年，东西部数据中心实现结构性平衡，大型、超大型数据中心运行PUE不高于1.3。2021年7月，工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年）》，明确提出到2023年，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下。鉴于暖通制冷文汪宏，李慧勇系统能耗在数据中心总能耗中占比较高，为使数据中心PUE符合政策限定值，降低暖通制冷系统能耗是当前数据中心的工作重点。本文结合数据中心制冷系统阐述了数据中心绿色化、低碳化、模块化、智能化的技术发展方向。数据中心制冷系统现状目前我国数据中心制冷系统主要分为以下几种：水冷、风冷、间接蒸发、磁悬浮相变制冷与液冷形式。水冷系统是目前数据中心最为常用的冷却系统，房间综合的热量通过末端空调经一级一级换热传输至室外冷却塔，通过风机将热量传递到室外，较多的换热损失带来系统运行高能耗的问题，并且水系统管路复杂，阀门较多，极不利于运维操作。目前越来越多的用户开始关注数据中心居高不下的高能耗引发的节能问题，水冷系统中冷机运行水温直接关系到制冷能耗，相关研究表明，冷冻水出水温度平均每提升1℃，COP提升约3.8%，新建数据中心冷冻水温度也逐步规划到了18/24度，现有水冷数据中心可根据实际情况进行优化改造，节省运行能耗，随着冷水机组及冷塔、板换材质工艺和换热效率的提升，目前水冷系统的年运行平均PUE部分地区可低于1.3。风冷系统形式主要为以下四种：系统1.风冷冷水机组+末端精密空调；系统2.直膨式精密空调+室外机；系统3.间接蒸发制冷空调；图1间接蒸发机组及换热原理随着国家“双碳”目标的提出，数据中心产业的节能和低碳发展进程正不断引发社会关注。相关研究表明，数据中心的制冷系统是整个数据中心耗电量最大的部分，因此，结合制冷系统推动数据中心向绿色化、低碳化、模块化、智能化升级是当前行业的重点。创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台4647系统4.磁悬浮相变制冷空调；按过往数据中心规划设计经验，当数据中心建设制约于水资源的影响时，会考虑系统1和系统2风冷形式，但高能耗一直是各方关注的焦点，这两种风冷系统年运行PUE甚至高达2.0以上，不符合当前社会“双碳”数据中心建设要求。随着节能要求越来越高，间接蒸发冷却系统、磁悬浮相变制冷系统逐渐替代了传统空调形式，在系统形式上，通过减少换热环节、增加节能模块，增加了换热效率，延长了自由冷却使用时长，解决了传统风冷系统PUE过高的问题；在系统架构上，制冷系统模块化程度越来越高，用户可根据自身建设需求灵活配置制冷功率，因需制冷，减少了无效能源消耗。这些制冷系统随着国家低碳化数据中心建设逐步大规模应用。数据中心低碳路线发展如今，“碳达峰、碳中和”已成为现代数据中心绿色节能、生态文明规划的重要指导原则，对数据中心的发展提出了更严峻的挑战。数据中心选址数据中心的能效水平与选址、技术、管理等方面都密切相关。数据中心选址应尽可能考虑气候地区因素，优越的地理位置是解决数据中心高能耗的先决条件。图3是GB50176根据国内气候参数划分的五个分区，目前数据中心主要集群地区中，贵阳年平均温度15.3度，张北和乌兰察布地区年平均温度仅不到10℃。其次搭配高效供配电设备、制冷机组、智能控制系统等手段，为极致低能耗数据中心创造有力条件。此外数据中心选址可优先选择可再生能源富集的地区，实现可再生能源就地消纳。以张北地区为例，相关数据显示张北风能年均利用小时数为2400小时以上，太阳能年均日照时数约3000小时。北京东奥期间，张北可再生能源已历史性地首次实现全部赛馆100%绿色电能供应，对于数据中心而言，非IT关键设施配电可考虑提升绿电供应优先级，接入绿色能源，实现数据中心绿色化。风电、光伏、储能、抽蓄等多种形态能源在未来将会得到大幅发展，未来数据中心选址应将绿色可持续能源利用纳入衡量指标。购、施工，各子单元相对独立，可适应多种场景，在模块化部署模式下，UPS、IT设备、空调、配电、消防、照明、综合布线等子系统模块可集中堆叠部署在机房主产区。模块化一定程度上表明产品集成度高，从制冷换热及电气输送角度看，更高的效率转换，可实现更低的PUE，达到低碳数据中心的建设要求，这也是目前数据中心间接蒸发、液冷、高压直流形式备受青睐的主要原因。图2磁悬浮相变制冷系统图4浸没式液冷示意图图5冷板式液冷示意图浸没式液冷根据换热中有无相态变化分为单相浸没式和两相浸没式，单相浸没式中器件和冷媒热交换过程中始终维持液态，利用冷媒自身温差对流或增加动力强化对流；两相浸没式中使用相变冷媒，冷媒在受热后气化，在机柜顶部凝结再流回机柜。冷板式液冷中工作液体与被冷却对象分离，工作液体不与电子器件直接接触，通过液冷板等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中。有学者就冷板式液冷在国内不同热工区的适应性进行过节能分析，计算发现板式液系统PUE均低于1.13，有显著节能效果。紫光股份旗下新华三集团参与制订的我国首批液冷系列行业标准此前已正式发布，同时，新华三参与了行业内（比如CCSA、ODCC与电子协会）几乎所有液冷标准的制定工作。目前可为客户提供定制版冷板式液冷服务器。背板液冷同样将工作液体与被冷却对象分离，工作液体不与电子器件直接接触，通过服务器风扇将热量传递到冷却介质中。数据中心模块化近年来数据中心建设及交付节奏加快，模块化、低颗粒度已成为数据中心建设的主流需求之一。模块化机房灵活度高，用户可根据自建或租赁情况对数据中心分期采图3国内气候区分布数据中心液冷“低碳”化数据中心的建设要求表明传统风冷直膨、风冷冷水机组等高能耗制冷系统已无法适应当前政策及市场要求，随着云计算、5G、大数据网络建设，单机柜功率可达20kw、30kw，服务器芯片散热问题愈发受到关注，相比于低导热效率的空气，液体的冷却能力是空气的1000~3500倍，液冷因其超高的导热优势，成为目前数据中心备受关注的制冷系统之一。液冷主要有三种形式：浸没式、冷板和背板；图6背板式液冷示意图表1液冷系统优缺点创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台4849数据中心智能化数据中心智能化即改造数据中心“大脑”，将AI技术应用于数据中心，通过大数据建立神经网络模型，深度自适应逻辑控制，建立能耗与IT负载、气候条件、设备运行数量等机器学习模型，联动控制各个子系统的运行模式，准确推理和配置出数据中心最优控制逻辑，实时调节参数，降低数据中心PUE。目前数据中心中控制单元区域划分比较明显，控制逻辑较为单一，以制冷系统为例，为充分利用自然冷源，降低系统运行能耗，设置机组“干工况”模式，当室外湿球温度、冷却塔下水温达到一定值时，冷机关停，末端回水通过板换将热量传递到冷却侧。目前国内大部分数据中心水冷系统中干、湿工况切换温湿度处于固定调整值，而温湿度其实受多种因素干扰，可综合考虑室外参数，依据数据中心常年运行实测数据值建模，对制冷系统运行实现动态智能化控制，合理优化设置参数，实现自然冷源利用最大化。总结综上，随着国家对低碳、节能的要求越来越严格以及人们环保意识的提高，数据中心评绿色节能等级愈发常规化，尤其暖通方面高能耗一直是社会关注重点，本文通过对国内数据中心主要使用的制冷系统进行分析，让读者对现有制冷系统的能耗和发展有个直观了解。未来，新目标下数据中心建设将从选址规划开始，绿色解决方案、低能耗技术产品将发挥重要作用，模块化+智能化数据中心将成主流，搭配先进液冷冷却系统及高效电力输送系统，智能化调优控制将覆盖数据中心每个角落，实现绿色高科技充满数据中心全生命周期。彼时，我们将迎来真正的低碳数据中心时代。数据中心作为能耗大户，向低碳节能转型是必然趋势，而聚焦数据中心冷却系统的各类低碳节能技术将在“双碳”进程中发挥相辅相成的作用，推动数据中心逐步实现“碳中和”目标。结束语图7新华三微模块数据中心“双碳”转型下的绿色数据中心网络“碳达峰”、“碳中和”的双碳国家战略以及“十四五规划”等政策明确要求建设绿色低碳网络，我国相继出台了节能型绿色数据中心建设的多项政策。绿色低碳逐渐成为未来数据中心网络的发展方向。在节能型绿色数据中心建设中，低PUE是关键指标，通常要求PUE＜1.3，这就意味着绿色数据中心网络需要兼顾高性能、低能耗、高效散热等多方面的要求。而传统数据中心正面临着高能耗、PUE高、散热效率低等诸多挑战。首先，数据中心对电力等能源消耗巨大，属于高能耗行业。据统计，过去10年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度快速递增。2020年，全国数据中心总耗电量已突破2000亿kW·h，达到了社会总用电量的2.7%，预计到2025年将达到4.05%。当前我国的电力结构仍以燃煤发电为主，在数据中心供电结构中，火电占比超过70%，会产生大量的温室气体及其他污染物，带来气候变暖、环境污染等风险。其次，高性能的数据中心网络需要高功率的元器件处理通信数据，这对能耗和散热提出了更高的要求。传统的元器件之间通过电信号传输数据，存在诸多缺陷，比如：当Serdes速率从112G/224G提升到448G时，电通常来讲，建设绿色数据中心需要从降低能耗和高效散热两方面入手。从业界的技术发展趋势来看，利用硅光和液冷散热技术，能有效应对这两方面存在的难题，二者合力，必然能推动数据中心向绿色低碳转型。文新华三集团交换机产品线总经理兼首席产品经理李玉涛创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台5051新华三集团交换机产品线总经理兼首席产品经理李玉涛信号传输的损耗会显著增大，当端口速率从800G提高到1.6T甚至3.2T时，端口的散热难度越来越大，逐渐成为瓶颈，无法满足低PUE的能耗要求。最后，传统的数据中心普遍采用风冷散热，存在散热瓶颈。风冷散热通常需要采用空调吹冷气散热，这就限制了单机柜的最大散热量只有20kW，一旦单机柜的散热量超过20kW，就会达到散热瓶颈。另一方面，据统计，空调散热的能耗占到数据中心总能耗的45%，也就是说，空调能耗增大会使得整个数据中心的PUE大幅增加。科技的发展和创新可以有效地解决传统数据中心在绿色节能方面面临的这些挑战，助力数据中心向绿色低碳转型升级，建设一个高性能、低PUE、高效散热的节能型绿色数据中心。通常来讲，建设绿色数据中心需要从降低能耗和高效散热两个方面入手。从业界的技术发展趋势来看，硅光可以降低40%-50%的设备能耗，而液冷散热可以大幅提升散热效率，从而满足机房PUE＜1.2的高能效标准。因此，硅光和液冷散热逐渐成为建设绿色数据中心网络的首选。硅光：智能时代的“光进铜退”硅光可以很好地解决信号高速传输场景下的能耗挑战，完美处理了高速传输和低功耗的平衡难题。硅光技术可以压缩和提高PVD的集中度，因此可以在硅光交换机的交换引擎周围部署一些光引擎。此时的光引擎相当于光模块，直接部署在交换引擎周边，作为引擎的新形态提供交换能力。目前，硅光有两个发展方向：CPO(Co-PackagedOptics)即把光引擎和交换引擎合放在一起；NPO(NearPackagedOptics)则是把光引擎作为一个开放的接口，同交换引擎共同部署在一个基板上。这种架构的好处是光引擎可以选用标准化产品，实现与特定厂商的解耦，产品可以选A厂家或B厂家甚至其它，有利于整个硅光生态的建设。硅光的最大优势是可以平衡高性能与低能耗，实现了“鱼”与“熊掌”兼得。硅光交换机的交换引擎到前面板端口的距离被最大限度地缩短，使其足够在一个基板上同时录下交换引擎和光引擎。此外，电信号在PVD板上传输需要电压和电流驱动，使用硅光技术后，只需要一个微弱的电流就可以实现驱动，大幅降低了元器件的能耗。经测算，硅光交换机的功耗相比传统交换机平均可以降低40%-50%。例如，过去25G的交换机，整机功耗600W-700W，使用NPO或CPO技术后，仅需300±W，功耗降低非常显著。紫光股份旗下新华三集团现已发布了一款面向智能时代的400G硅光交换机H3CS9825-32D32DO。该设备搭载NPO硅光技术，重新定义了光引擎应用。交换机高4U，可提供32个光引擎接口和32个光模块接口，交换容量可以平滑升级到51.2T。相比传统的400G交换机，硅光交换机的单端口功耗可降低40%以上，有效助力绿色数据中心网络的建设。液冷散热给“火热”的数据中心高效降温说到液冷散热，大家脑海中会立刻浮现出服务器的液冷散热，但对于网络的液冷散热比较陌生。事实上，随着节能型绿色数据中心的建设，网络的液冷散热也逐渐成为发展趋势。液冷散热对降低器件最高温度、提升元器件温度场的一致性有显著效果，相比风冷散热的优势非常明显。冷却能力强液冷散热的冷却能力是风冷散热的1000倍，可以适用于功率密度＞40KW/机柜的高密度机柜，而风冷散热的功率密度＜20KW/机柜。液冷散热使得单机柜容纳的功率密度更高，更节省数据中心占地面积，同时也更兼容高功率设备。低PUE液冷散热可轻松实现PUE＜1.2，而传统风冷散热PUE＞1.4。经测算，IT功率30MW的数据中心机房，液冷散热相比风冷散热每年可以节约能源成本20%左右，机房面积可以节省50%左右。无噪音液冷机型没有风扇，噪音＜35分贝，达到室内静态噪音标准，机房环境如睡眠般寂静，运维人员也无需再遭受噪音的困扰。目前业界主流液冷散热技术分为冷板式液冷和浸没式液冷。服务器产品多采用冷板式液冷，而浸没式液冷更适合于网络设备。浸没式液冷需要将交换机沉浸在冷却液中，通过冷却液的对流、换热将电子器件产生的热量带走，达到散热效果，还可以防止高温条件下的电子器件失效或快速老化。液冷散热有很多复杂的技术难题需要克服，比如：所有选择的元器件是否能够与冷却液兼容，能否确保长期运行的可靠性以及后期运维。新华三集团克服了这些技术难点，在交换机上实现了浸没式液冷的技术突破，并完成其产品化。从项目合作的实践来看，数据中心机房的PUE降低到1.2以下，液冷交换机的需求量也随之增加了数倍。液冷散热可以完美地解决数据中心高性能和高能耗的平衡难题，只要一次投入基建，在整个生命周期中都可以享受到非常低的PUE，实现了数据中心的绿色低碳建设。数据中心网络的绿色低碳转型蕴含着诸多机遇与挑战。新华三作为行业领导者，积极探索新型绿色科技在数据中心网络的应用，并推动行业生态的建设，引领数据中心网络向绿色节能的新时代飞跃。随着数字经济的发展以及新基建战略的不断推进，数据中心承担的角色将会愈发重要，并逐渐充当起各行各业的纽带。绿色数据中心将引领我国数据中心向高速、绿色、智能发展转型，助力我国“双碳”目标早日实现。结束语创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台5253液冷数据中心全生命周期服务如今服务器等IT设备的功率越来越大，有限的体积下功率密度越来越高，这为机柜散热带来了极大的挑战，这种情形下，采用液冷技术变得尤为必要。液冷技术并不来自于数据中心，它最早应用于机械加工冷却、电力变压器冷却、电子行业制程冷却以及航空航天高热流密度冷却。液冷技术的原理是使用流动液体将计文邢雪松维护性差（取出设备需清理）、存在相似相溶风险、部分器件不能接触冷媒（如光模块、机械硬盘等）、冷却液成本高（尤其是相变冷媒）、维护成本高。那么服务器为什么要用液冷呢？这要从IT设备说起，芯片热流密度增加、内部越发密集、服务器新型设计等因素，给服务器的散热带来了诸多挑战。芯片功率和设计密度的增加，导致目前服务器的热流密度已经到达了风冷处理的极限。服务器的主要散热部件是CPU和GPU，从下图中曲线可以看到，从2012年到2021年这10年间，CPU的发热量从130w增长到了230w，GPU的发热量从190w增长到了350w。CPU和GPU的发热量几乎翻了一倍，未来仍有大幅增长趋势，风冷处理难以负担高热流密度的散热，这就需要液冷技术来保证散热需求。算机内部元器件产生的热量传递到计算机外，保证计算机在安全温度范围内工作的一种冷却方法。它的优势在于利用液体传热，液体的比热容远远大于空气，有利于提高传热效率，降低传热能耗。液冷技术主要分为直接液冷技术和间接液冷技术。直接液冷也就是我们常说的浸没式液冷，它又分为单相浸没式液冷和相变浸没式液冷。间接液冷主要是我们常说的冷板式液冷。浸没式液冷是通过把CPU等设备浸泡在绝缘冷媒中，设备器件和冷媒直接接触完成换热，冷媒通过自身温差对流或者通过外部动力强化对流。如果使用相变冷媒，冷媒在受热后气化在机柜顶部凝结再流回机柜，实现相变换热，这种换热形式可以使换热更加充分。每种制冷形式都有它自身的优缺点。浸没式液冷的优点是热交换面积大（因为服务器被整体浸没在冷却液中，无接触死角）、散热能力强、低噪音、能效高、无防尘防腐问题；缺点是服务器机柜（Tank）占地面积大、重量大、可近年来，紫光股份旗下新华三集团承接过多个液冷数据中心项目，规划设计了国内第一个大规模采用浸没式液冷的数据中心。起初新华三为客户做了一个小型液冷机房作为实验，而后客户决定大规模应用，新华三分别为客户在两个省市设计了两座大型浸没式液冷数据中心，这个项目也是国内第一个大量应用浸没式液冷的数据中心。该数据中心采用单相浸没式液冷技术，当时液冷技术在国内应用不多，因此新华三将柜功率密度控制在相对较低的水平，单机柜功率为25kw，远大于传统风冷服务器。室外侧散热设备采用的是开式冷却塔，冷却水下塔水温控制在33℃，这是经过多方权衡对比，评价出来的一个比较经济合理的冷却水下塔水温。该项目建成后的实测PUE为1.07，达到了数据中心节能的极致水平。而冷板式液冷和浸没式液冷不同，它的工作液体与被冷却对象分离，不与电子器件直接接触，而是通过液冷板等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中，利用工作流体作为中间热量传输的媒介，将服务器产生的热量传递到室外再进行冷却。它的优点是散热能力强、能效高、低噪音、空间利用率创新“碳”索随着数据量的爆发式增长，大量数据吞吐和运算使得作为人工智能、大数据等新兴技术“大脑”的数据中心面临着前所未有的能耗和散热挑战。为了提供更高能效满足业务发展，采用降温快、能耗低、环保的液冷技术越发重要。加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台5455高、与传统服务器机房匹配度高，适用于老旧机房节能改造。它的缺点是设计研发较复杂、节能效果相对浸没式液冷略低。此外，新华三也为众多客户规划设计了板式液冷数据中心，以北方的一个冷板式液冷项目为例，该项目采用的是定制化的冷板式液冷服务器，室外侧散热设备采用的是闭式冷却塔，同样采用了经济合理的33℃冷却水下塔水温，这个项目落地实测的PUE为1.2。该项目相对保守，单机柜功率13kw，目前行业内冷板式液冷服务器机柜可以做到30kw以上。新华三也拥有自主研发的冷板式服务器，可以给客户提供从IT侧到基础设施全方位的技术服务。那么，液冷数据中心在设计端，需要考虑哪些方面呢？从平面规划上，新华三可以为客户考虑普使性的设计。有些客户对于将来机房的冷却形式不确定，这个时候就需要在方案设计过程中，既考虑传统空调形式又要考虑液冷形式，无论将来客户采用何种制冷形式，建筑布局、结构承重、层高设计，都可以适用。室外侧散热设备通常选择冷却塔，包括开式冷却塔和闭式冷却塔。冷却水下塔水温根据客户需求以及地域不同，一般控制在30℃~35℃之间。冷却塔的选型基于所在地区的极端室外参数，保证在极端天气下可以提供充足的换热能力以及防冻处理。管道要考虑冗余性，确保系统单点故障情况下冷却系统不间断运行。CDU两侧建议采用不锈钢管道，保证管路内液价”，目前建设浸没式液冷数据中心的成本非常高，这需要行业内，尤其是数据中心建设方的广泛应用，来推动系统规模化，相信冷却液在不久的将来会实现价格平民化。IT技术冷却系统的发展不能仅仅依靠制冷空调系统的进步，同时也离不开IT产品的迭代更新，随着先进的、高效、高密度服务器的研发，必然可以推动冷却技术进一步发展。技术标准目前行业内液冷产品参差不齐，细分领域标准化仍待完善，需要行业建立统一的技术标准，促进技术大量采用，实现标准化、规模化。新华三集团具有液冷数据中心全生命周期服务的团队以及强大的设计咨询团队，为客户提供液冷数据中心的整体策划。同时也拥有业内首屈一指的设计服务团队，为新建和改建数据中心提供创新设计，为客户提供一个整体、合理、经济、易运维的液冷数据中心设计。我们也可以为客户提供高效专业的一体化交付，提供专业的测试验证服务，验证已建数据中心与理论设计参数的匹配度与安全性，我们也可以提供专业的维保运维管理服务，为客户在数据运行过程中保驾护航。体的纯净度，避免冷却盘管或CDU内换热器出现堵塞现象，延长数据中心的冷却寿命。补水方面，开式冷却塔系统宜采用去离子水进行补水，闭式冷却塔系统宜采用软化水配合缓蚀阻垢剂进行补水，这两点其实也是为了保证系统内液体的洁净度，避免出现脏堵现象。另外，需要考虑储水措施，保证市政断水情况下，制冷系统不间断运行。无论是浸没式液冷还是冷板式液冷，机房内单纯靠液冷系统并不足以满足全部的冷却需求，必须辅助配置一部分传统的空调系统。对于浸没式液冷，房间内布置液冷机柜（TANK），机柜表面存在辐射散热和对流散热，机柜释放的热量会散发到机房空气中，这就需要配置相应的空调系统对房间环境进行降温。对于冷板式液冷，目前行业内的冷板式液冷技术只能带走机柜内60%~80%的热量，剩下的20%~40%仍然需要以其他空调形式进行冷却。空调形式可以采用传统的精密空调。随着国家双碳政策的不断推进，液冷技术是实现节能的有效手段，未来发展前景可期。但从行业及技术上，仍然存在一些有待解决的问题。冷却液业界有一种说法，浸没式液冷的冷却液价格是“茅台液冷降耗技术作为目前数据中心降低碳排放，实现"碳中和"的重要技术，能有效提升服务器的使用效率和稳定性，提高数据中心运算效率，余热也可以创造出更多价值，应用前景广阔。结束语创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台5657节能降耗是数据中心转型大趋势2022年1月16日出版的第二期《求是》杂志，刊发了重要文章《不断做强做优做大我国数字经济》。数字经济正成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。数据中心是数字经济的重要基础设施，国家能源局数据表明，2020年我国数据中心耗电量突破2000亿千瓦时，相当于三峡大坝两年的发电量，能耗占全国总用电量的2.7%，并且呈逐年上升趋势。2021年全国数据中心年均PUE值为1.49，整体偏高。北京市发改委下发的《北京市数据中心统筹发展实施方案2021-2023》指出，新建、扩建数据中心，要求项目PUE值不应高于1.3~1.15。对于PUE>1.4且<=1.8的项目，执行的电价加价标准为每度电加价0.2元；对于PUE>1.8的项目每度电加价0.5元。工信部在《新型数据中心发展三年行动计划》中要求，2023年底新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。2020年9月我国正式提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的战略目标；2021年政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一；“十四五”规划提出了关于制定碳达峰、碳中和的行动文赵乙丞，刘兆强助力企业IT业务低碳转型方案。双碳政策的全面实施，必将有力推进整个IDC行业格局重塑。节能型产品升级、余热利用、提升数据中心能效、降低PUE是数据中心发展的必然趋势。液冷技术可有效降低数据中心能耗及运营成本液冷是提升数据中心能效的一大法宝，《中国数据中心液冷白皮书》数据显示，2024年中国液冷数据中心市场规模将超过1000亿元。相较于传统风冷，同体积液体可带走的热量是空气的1000-3000倍，能够实现部件级的精确制冷，保证元器件高性能、高可靠的工作。同时采用液冷也更利于热回收，提升能量利用率。液冷是指使用液体取代空气作为冷媒，为发热部件进行换热，带走热量的技术。而液冷服务器是指将液体注入服务器，通过冷热交换带走服务器热量的一种服务器。一般来说，行业将液冷分为直接冷却和间接冷却。目前间接冷却以冷板式液冷技术为主；直接冷却以浸没式液冷技术为主，又可分为相变和非相变两种。除此之外还有喷淋式液冷。冷板式液冷是在服务器中加装液冷模块，采用集中式或分布式CDU供液，manifold分液，以此对CPU、DIMM等部件进行精准制冷。目前，冷板式液冷技术在所有液冷技术中最为成熟，配套产业链也最为完善，采用冷板式液冷的数据中心年均PUE值可降低至1.2左右。浸没式液冷是将IT设备全部浸入到盛满液体的TANK中，这种方法的冷却能力更强，可以将PUE值降到1.1以下。但是浸没式液冷的技术更复杂，成熟度也更低，与冷板式相比可维护性差，成本高出很多，同时IT设备泡在冷却液中也存在相似相溶的风险。此外，两种液冷方式采用的冷却液种类也不同，冷板式冷却液一般采用去离子水、纯水、丙二醇或几种冷却液混合，成本低用量也少。而浸没式冷却液一般采用氟化物、矿物油或各种合成油，成本高且用量非常大，在使用过程中会伴随更大损耗。目前，主流的液冷方式是冷板式。新华三提供液冷一体化解决方案新华三集团在液冷数据中心业务上有多年的积累。在数据中心服务方面，新华三拥有业内首屈一指的设计服务团队、多年的液冷数据中心服务经验以及多个大型液冷数据图1不同冷却技术对比近年来,国内信息化发展日趋成熟,数据中心的规模日益增大，数据中心内服务器的热密度也在逐年增加,常规风冷换热方式难以满足机房的冷却要求。因此，开发远超风冷散热能力的液冷散热系统，将成为未来计算机设备的一场技术革命。Top-Secret绝密www.h3c.com1散热能力差，年平均PUE值1.75左右噪音大，60分贝以上技术成熟，成本低，维护方便高密能力较弱，单机柜十几KW风热-水热-水热交换，热能回收率低散热能力优，年平均PUE值1.2左右液冷无噪音，只有少量发热设备需要风冷排热技术较成熟，成本偏高，维护方便高密能力强，单机柜45KW液体载热体，无热损失，有利于热回收散热能力优，年平均PUE值1.13左右液冷无噪音，只有少量发热设备需要风冷排热技术不太成熟，成本高，可维护性差设备无防尘、防腐问题存在相似相溶风险、部分器件不能接触冷媒传统风冷冷板式液冷浸没式式液冷液冷技术可有效降低数据中心能耗及运营成本创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台5859行业标准的空白。液冷是一个跨专业方向的技术创新领域，需要数据中心侧、服务器侧、网络侧的强协同，新华三的基因非常适合液冷解决方案的落地。依托自有液冷研发实验室提供的专业技术支撑，新华三能够为各行业客户提供端到端的液冷技术方案，包括多维度液冷数据中心整体建设及液冷技术服务，并针对不同的客户需求成立定制化服务器团队，打造真正适用于行业场景的液冷解决方案。目前，新华三已完成多个冷板式液冷、浸没式液冷的实际应用建设案例。放眼未来，在“云智原生”战略和“数字大脑”的支撑下，新华三集团将持续创新与迭代，以多维度视角为客户提供从技术到产品，再到解决方案的场景化应用，携手客户共同推进“双碳战略”的持续发展。中心项目案例，如阿里余杭仁和经开区数据中心等。可为新建、改建数据中心提供创新设计，包括数据中心咨询、设计、施工、验证与运维，提供全生命周期的服务。除此之外，新华三集团在液冷服务器上也有多年的技术积淀。2017年，就已经在R4900G2机架服务器上做了冷板预研，为移动（呼和浩特数据中心）提供基础设施、为清华大学提供液冷机柜，在其它节能技术的配合下，项目PUE实测值在1.08-1.17之间。除了通用机架服务器，新华三也在B16000刀片服务器节点中做了预研，实测单节点功耗较风冷节省49.85W，CPU温度降低23℃（235WCPU），PUE实测值在1.2左右。针对客户不同的业务场景，新华三液冷具备四种不同的交付模式。模式一：液冷服务器，针对数据中心客户需要提供液冷服务器，但其他基础设施由客户自己设计和交付的业务场景；模式二：液冷服务器、液冷机柜（包含manifold、配套管路、传感器），针对整机柜液冷交付的业务场景，如北极3.0整机柜液冷；模式三：液冷服务器、液冷机柜（包含manifold、配套管路、传感器）、分布式CDU，主要针对中小型液冷系统的业务场景；模式四：液冷服务器、液冷机柜（包含manifold、配套管路、传感器）、集中式CDU、二次测配套管路，是针对数据中心完整的液冷解决方案，面向具有部署能力的业务场景。新华三冷板液冷系统的计算节点与CDU全面支持1+1电源冗余，支持计算节点、CDU、机柜漏液监测，CPU温度较风冷可降低10℃以上，大幅提升了整机稳定性。在维护方面，CPU节点液冷接头能够兼容不同方案，包括UQD04(中航光电、史陶比尔)、DAG06(史陶比尔)，能够让客户的选择更加灵活，供货能力更有保证，在液冷设备规格参差不齐的今天，这个特性对用户使用体验的提升是巨大的；液冷系统支持带液维护，CDU自带补液泵无需外部补液设备，可以在检测到冷却液液量不足时进行自动补液；系统支持远程监控管理，让运维人员不受地域制约；CPU节点与CDU电源均无条件支持1+1电源冗余。在冷却液方面，新华三选用了intel推广的PG25（25%丙二醇+75%去离子水）冷却液，无毒安全，后期维护方便。该系统最高可将数据中心的PUE值降到1.2以下，能助力节能减排，实现“双碳”目标，同时噪音稳定在60dB以下，可有效改善机房环境。与传统风冷系统相比，该系统能够节电30%-40%，大大提升了客户的IT收益。携手新华三液冷解决方案共建绿色数据中心作为“双碳”战略坚定的践行者，新华三集团在设计、生产和制造中严格执行国家相关要求，积极参与绿色标准的制定。2021年12月，由中国信息通信研究院云计算与大数据研究所牵头、依托ODCC（开放数据中心委员会）“冰河”项目组研究和制定的5项数据中心液冷行业标准正式发布，紫光股份旗下新华三集团凭借在液冷技术的深厚积淀与丰富实践，成为行业标准参编单位之一。该标准将于2022年4月1日起正式实施，内容涵盖浸没式、冷板式等主要液冷方式的技术要求和测试方法，以及液冷能源使用效率要求和测试方法、冷却液体技术要求和测试方法，有效填补了当前国内外数据中心液冷图2液冷数据中心项目案例图3新华三液冷解决方案数据中心液冷是一项新出现的“革命性”技术，液冷服务器改变了传统的计算机产品形态和使用模式,解决了服务器风冷散热不足的安全隐患,在数据中心的应用前景非常光明,必然会成为未来数据中心的选择。结束语Top-Secret绝密www.h3c.com2某互联网张北数据中心新华三提供浸没式液冷技术的设计、验证服务某互联网企业大型数据中心新华三提供的仁和浸没式液冷技术设计、项目管理服务某互联网数据中心新华三提供项目设计服务某ICT厂商硅立方数据中心新华三提供硅立方项目设计服务新华三液冷系统服务于多个数据中心项目Top-Secret绝密www.h3c.com3液冷机架数据中心基础建设服务IDC服务器热交换单元CDU外冷设备浸没式冷板式新华三提供液冷一体化解决方案创新“碳”索加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台6061“碳中和”背景下的电气技术新趋势现如今，数据中心为各行各业的信息化提供了广泛的服务，涉及金融、互联网、政企、医疗、教育、交通等等，可以说现如今数据中心支持着各行各业的发展。近年来，我国数据中心产业快速发展，保持平均每年30%左右的增速。根据生态环境部有关部门测算，2021年国内数据中心机架规模达到543.6万架，同比增长27%，耗电量占到全社会用电量的2.6%，约文年华（2）推进绿色低碳技术研发和推广应用，建设绿色制造和服务体系，坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展；（3）推动能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，完善减污降碳激励约束政策，加快形成绿色生产生活方式。数据中心属于高耗电能产业，如何应对国家提出的“双碳”政策已经成为了业内普遍关注的问题。数据中心电气系统的现状及优化在“双碳”政策的大背景下，以提升数据中心电气系统的用电效率为出发点，达到节能效果，从而降低排“碳”量，可以从以下三个方面进行评估和优化：1、目前国内很多数据中心仍采用传统SCB11（及以下）型变压器，还有相当一部分数据中心机房变配电室内的UPS是工频机配置。优化方案：可选用节能高效低损耗电气设备，包括：（1）可采用高频模块化UPS，UPS各模块独立工作。高频模块化UPS提高电源利用率，各模块独立工作，整机可根据负荷投入或休眠模块，提高其利用率，功率模块、旁路控制模块和旁路功率模块均可支持热插拔。电能转换效率＞96%，经济模式的效率已超过99%，双变换模式的效率高达97%，输入功率因数＞0.99，输出功率因数接近1（kVA=kW）等。（2）可采用节能高效低损耗变压器，提高电源利用率。提高变压器的技术经济效益，减少变压器的能耗，使得空载和负载损耗允许偏差在7.5%以内，总损耗允许偏差范围在5%以内等。（3）同时变压器需充分考虑主材可“绿色回收”因素。目前硅橡胶干式变压器可实现GB20052-2020新1级能效14型干式变压器，实现55分贝以下低噪音，所有主材均可回收、易回收。2、不合理的配电方式，譬如：配电电缆截面过大浪费，截面过小导致载流量不足；配电路由不合理导致路径过长，线路损耗过大；数据中心IT机柜及其他单相设近年来，数字化发展带来了日益增强的高功率要求，随着节能环保意识的不断加强以及新能源产业技术的不断成熟，相比传统电网,方便再生能源、绿色能源及储能能源接入的直流微电网（智能电网）将会是电气发展的新趋势。2161亿千瓦时。今年刚刚发布的政府报告再次提到：“有序推进碳达峰碳中和工作，落实碳达峰行动方案”，包括：（1）推进大型风光电基地及其配套调节性电源规划建设，提升电网对可再生能源发电的消纳能力；未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台6263备占据很大比例，没有考虑单相设备用电的三相平衡，导致变压器及线路的零序损耗；无功功率以及谐波过大造成的电气系统损耗，没有考虑变频及滤波装置等。优化方案：采用合理的配电方式：（1）合理选择线缆截面及型号；（2）优化配电路径，减小线路损耗；（3）充分考虑用电的三相平衡，减少变压器及线路的零序损耗；（4）大型冷机、水泵均考虑变频装置，动力系统可在负荷配电末端配置滤波装置，在低压母线处配置补偿装置，IT系统可根据实测所需配置补偿及滤波装置。使得配电方式更加高效、节能。3、照明系统尚未考虑节能措施。优化方案：照明系统从设计阶段充分考虑节能措施：（1）照明设计最大限度利用自然采光，把节能作为重要指标。（2）根据数据中心内部各区域不同使用功能，采用分散和集中相结合的照明控制方式，同时也可采用智能照明系统。直流微电网的价值我们经常会提到“开源节流”这个词，上述优化方案均为“节流”，当“节流”到达了极限（用电效率和节能都达到瓶颈），必然需要考虑“开源”。针对新的能源政策要求和数字化发展带来的日益增强的高功率要求，方便再生能源、绿色能源及储能能源接入的直流微电网（智能电网）将会是电气发展的新趋势，同时也有助于打造“高可靠、低成本、高效率”的数据中心。传统电网由集中的化石燃料发电厂供电，而直流微电网由直流电源系统、储能装置以及直流母联三部分组成，其中包含：再生能源、绿色能源和储能装置等多种能源。再生能源和绿色能源包括：风力发电、潮汐发电、水力发电、地热发电、太阳能（光伏）等；储能装置包括：燃料电池发电、电池储能系统等。配电输出的负载包括：制冷负载、直流负载、电机负载、储能负载、照明负载等。直流微电网适用于区域范围大型园区，譬如：工业企业园区、综合建筑园区、数据中心园区等。以数据中心园区为例，未来数据中心、变配电站、分布式能源发电站、5G基站、电动汽车充电站、储能站可集中配置，“多站合一”可带来安全可靠、提高绿色能源使用效率、提高经济效益、降低碳排放等优势。与传统电网相比，直流微电网有以下几条优势：（1）传统电网发电源是唯一的，而直流微电网发电源是多元化；（2）传统电网的电能流动方向是单一的，而直流微电网的电能流动方向是双向的；（3）传统电网属于单一电网形式，而直流微电网属于混合电网形式；（4）传统电网的参与者之间基本无通讯，而直流微电网可以做到各单元互通互联。直流微电网由以下几项组成：（1）10kV/400V降压变压器；（亦或隔离变压器）（2）有源整流模块；（直流环网冗余技术）（3）DC-DC直流调压模块；（支持直流配电输出）（4）DC-AC交流逆变调压模块；（支持交流变频输出，具备变频器的所有功能，可输出变频电源和工频电源）电网的革命演变革命演变发电源电网形式通讯架构能量流动1324传统电网智能电网直流微电网的典型架构组网结构简单，稳定能量转换次数少，效率高多路电源可同时接入并网再生能源，绿色能源，储能能源接入方便优势未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台6465（5）DC-DC直流电能转换模块；（支持光伏风电等直流电源接入，适用于绿色能源的直流接入）（6）DC-DC直流储能模块；（支持储能设备的接入，双向控制电流、电压或功率充放电）（7）直流并网保护模块；（直流选择性保护技术，供电网络要求系统某一部分的故障不能影响整个系统）（8）AC-DC发电机整流模块；（控制发电机负载和制动扭矩，支持各种低压发电机接入）在直流微电网中，能量转换模块是将各种能源模式转为统一的直流电规格，同时能量转换模块也可以实现能量的分配和管理。直流智能微电网系统还可以提供：优秀的电源质量、多元的能源接入、支持多种储能介质、直流配电输出和交流配电输出等。此外，直流微电网有很强的抗干扰能力，有更高效的传输效果，有更方便的并网方式。2021年10月24日国务院印发了《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》，《通知》中明确要求：提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。其中“光”：指分布式光伏；“储”指分布式储能；“直”指建筑配用电网的形式发生改变，从传统的交流配电网改为采用低压直流配电网；“柔”则是指建筑用电应具备可中断、可调节的能力，使建筑用电需求从刚性转变为柔性。“光储直柔”建筑对于城市电网的作用：能够带来削减夏季空调负荷峰值、缓解电网增容压力和增强电网供电可靠性等优势，同时也进一步印证直流微电网的价值所在。伴随着新能源的爆发，直流具备显著的优势以及更好的发展路径。直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分，将推动我国数据中心行业健康、安全、快速发展,对节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。结束语直流电源系统对数据中心的影响力传统数据中心机房采用两路交流UPS电源为IT设备进行配电，若未来采用直流微电网，我们可以先分析一下直流电源对数据中心机房以及IT设备的影响：首先从380V直流母线可直接连接到一个机架的PDU，直接避免了负载均衡的问题；其次，采用直流母线系统，可不再配置交流列头柜，也无需再配置低压配电单元，消除了对静态开关的需求；最后直流储能UPS是一个简单的结构，它无需通过直流再到交流的逆变器和旁路单元，进一步减小了损耗。此外，对于较大的直流系统，建议在每个母线上安装一个直流配电单元，使得系统更加灵活，后期运维更加方便。由此可见，若数据中心采用直流电源系统，能够带来的优势有以下几个方面：（1）因电气设备及元器件减少，使得故障点减少，从而提高了系统的可靠性；（2）由于电气设备的减少，减少了发热量，从而降低了空调系统的运行成本；（3）节约了电气设备所需要的空间；（4）通过减少交直流的转换设备，提高了用电效率；（5）支持可转换、可再生、可持续的能源并入系统并进行分配。从以上几方面我们可以非常直观地看到直流电源系统对数据中心的优势，未来直流微电网会广泛应用在数据中心领域以及其他行业，这将是一个里程碑式的跨越和发展。总结综上所述，数据中心需要低碳低耗的电气架构规划设计，直流微电网（智能电网）是电气技术未来发展的新趋势。数据中心采用直流电源系统具有非常明显的优势，可最大化利用绿色能源和储能，从而为国家的“双碳”政策做出巨大贡献。碳达峰是手段，碳中和才是最终目的。现如今，碳中和对于数据中心的驱动已不仅是节能问题、环保问题和电费问题，已然成为用能权、经济权甚至是生存发展权，它是对于生产模式、资源使用和发展方式的再构。碳中和是长期利益的保障，评估策略的选择应该符合综合性、完整性，不能狭隘地用所谓节能思路来给予评价。所以数据中心需要用高质量和可持续发展的角度来响应国家的“双碳”政策。未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台6667“双碳”背景下数据中心规划设计的新趋势及展望政策层面2021年，工业和信息化部印发了《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，《行动计划》明确提出，用3年时间基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。能效水平稳步提升，电能利用效率（PUE）逐步降低，可再生能源利用率逐步提高。在具体指标上，到2023年底，全国数据中心新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。文成光另外，继“南水北调”“西电东送”“西气东输”等工程之后，我国也发布了“东数西算”战略规划。2021年5月26日，国家发改委、中央网信办、工信部及国家能源局四部门明确布局全国算力网络国家枢纽节点，启动“东数西算”工程，将在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏建设全国算力网络国家枢纽节点，优化我国东部地区算力资源紧张、西部地区算力需求不足的不平衡状况。因此，从政策层面看，未来相当长时间内，除了热点地区必须建设的数据中心和边缘数据中心以外，国家鼓励大型数据中心规划建设向国家八大枢纽节点聚集，将有利于节能降耗措施的规模化实施，从而促进数据中心行业更早实现碳中和及绿色节能的目标。数据中心行业规模及类型分析1.规模大型化趋势明显从公开数据看，数据中心大型化趋势明显。多地出台的数据中心政策均对申报数据中心规模提出了要求。集约、大型化发展数据中心，有利于规模化应用节能新技术，提高机柜利用率，降低能耗。从能源的优化利用方面看，国家对数据中心能效政策的收紧也必然引导数据中心向着集约化、大型化发展，从而提高能效水平，节能减排。2.新型数据中心不断涌现新型数据中心作为传统数据中心的有益补充，出现增长的趋势。海底数据中心，山洞数据中心，矿井数据中心等新型数据中心将满足不同地理、气候环境场景下的实际需求。（1）海底数据中心技术微软现已建设了全球首个自用海底数据中心。我国也在海南三亚已规划了首个商用海底数据中心示范项目。海底数据中心主要分成海底和岸基两大块，将服务器安装在密封的压力容器中，安放在海底，用海底复合电缆供电、并将数据回传至互联网。采用模块化设计，建设周期短，成本低；主要利用海底面积，对陆上土地资源需求较低。海底数据中心利用了海水的巨量流动对服务器产生的热量进行散热冷却，无需淡水冷却、无需制冷设备，无压缩机运行，有效节约淡水资源。公开数据显示海底数据中心建设及运营成本较同等规模陆上数据中心低约15-20%，而其故障率仅是在陆上数据中心的八分之一，兼具经济性和可靠性。我国制定了二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和的宏伟目标和蓝图，这是对国际社会的公开承诺，也是中国作为负责任的大国的担当。这样背景下，数据中心作为高能耗行业，其发展将受到较大影响，具体到规划设计层面，出现了很多新的趋势和理念，有的甚至具有颠覆性。本文重点介绍对数据中心规划设计发展趋势的最新理解。未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台6869（2021-2023年）》中明确指出，要加速改造升级“老旧小散”数据中心。分类分批推动存量“老旧小散”数据中心改造升级。“老旧”数据中心加快应用高密度、高效率的IT设备和基础设施系统，“小散”数据中心加速迁移、整合，提高数据中心能源利用效率和算力供给能力，更好满足当地边缘计算应用需求。我国存量数据中心数量庞大，普遍存在建成年代较久，设计标准偏低，设备老化，能耗高及PUE较高等问题，随着“双碳”目标推进，节能政策必然逐渐收紧，高能耗数据中心将受到运营成本高昂、政策挤压等多重影响，面临严峻的生存危机，改造意愿强烈。因此，预测存量数据中心节能改造项目在近期将出现快速增长，以适应节能政策的要求和自身运维成本的实际诉求。数据中心技术发展趋势分析1.模块化的进一步推进传统的模块化设计，一般理解为模块化机房楼、模块化机房，方便分期建设和标准化运维。现在及未来的模块化将会进一步扩展模块化的思想，比如系统级的模块化、微模块、配电模块化、制冷模块化、全预制数据中心模块化等。通过模块化，标准化，工厂预制化、产品化，实现快速部署、弹性扩容、运维简单、高效节能，推动实现绿色数据中心，提高能效。2.暖通系统架构对PUE降低起到重要作用在数据中心PUE因子中，除IT设备外，空调占有很大的比重。因此现阶段数据中心能效提升的关键是空调系统架构的优化及变革。中国东西南北地理跨度大，气候差异也大。因此，空调系统架构的选择必须结合当地的气候条件综合考虑，很难做到全国一致。间接蒸发冷却技术及液冷技术等新技术的出现成为解决数据中心空调系统能耗问题的思路。我国大陆海岸线长达一万八千多公里，我国经济发达地区也在沿海省份居多，同时这些地区也是对数据中心或算力需求很旺盛的区域，因此在沿海省份规划建设海底数据中心具有不错的优势和前景。（2）山洞数据中心技术挪威利用橄榄石矿废弃矿山的巷道建设了矿山数据中心，并充分利用可再生能源，建成PUE低于1.15的绿色数据中心。国内，腾讯在贵州省利用打通贯穿的山洞建设了国内第一个山洞数据中心——腾讯贵安七星数据中心。山洞面积超过3万平方米，整个数据中心的IT设备、电力等设备将全部置于其中。该数据中心具有高度安全，高隐蔽、高防护的特点，用于存放腾讯业务最核心的业务数据。我国有山地省份较多，大多位于中西部地区，而中西部地区能源富集，通过建设数据中心可以更好的消纳绿色能源。我国土地资源紧张，山洞数据中心的出现是解决上述问题的有益尝试。（3）矿井井下数据中心技术目前我国部分省份在利用矿井作为数据中心方面已经开展论证工作。矿产及煤炭资源地区，在资源枯竭后，废弃矿井的综合利用是矿区生态恢复的重大课题。在矿井内布置数据中心是解决废弃矿井综合利用的一种可能的方案。新型数据中心可以是边缘数据中心，也可以规划成大型数据中心。其规划建设面临的突出问题是现阶段还部分存在缺少相关规范指导，有些问题甚至需要突破现行规范才能解决，相信随着新型数据中心的不断发展配套相关规范和政策会逐步完善促进行业的发展。3.数据中心节能改造项目需求将快速增长在工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划传统水冷系统技术成熟，普适性好，能效一般，施工周期长。而近年来发展起来的间接蒸发冷却技术，具有节能性较高、投资适中、施工周期较短、节水性高的优势，劣势是产品定制化强、对建筑布局要求高、不易实现连续制冷。液冷技术主要分为冷板式和浸没式。液冷技术的优点是节能性较高、容易实现连续制冷；其劣势主要体现在初投资较高、服务器定制化较强等。我国已有大型数据中心采用了上述液冷技术，在高密度机柜制冷方面取得了很好的节能效果。3.余热回收利用数据中心通过空调散热系统将服务器产生的大量余热排出，耗能巨大。据统计数据中心消耗的电能中有近90％会转化为热能。目前多数数据中心基本没有利用这种热量。如果能利用好这些余热，可以成为非常宝贵的资源，从更大的范围降低碳排放水平。目前，国内数据中心开展余热回收利用的场景，主要集中利用数据中心余热为相关办公区或周边居民区供暖。国外也已经开展了余热回收利用的不同尝试，比如游泳池的加热、植物种植园的采暖、生产用水的预热等等。余热回收利用的场景还需要进一步拓展，和数据中心巨量的余热相配合，才能产生更大的效益，更节能。4.电气系统的节能优化助力能效降低数据中心电气系统经过了很多年的发展，已经非常成熟，但是在节能上仍然有挖潜的空间。（1）电源系统和UPS系统的潜力。数据中心能耗巨大，电气系统架构通常是2N配置，其变压器数量和容量均较大，变压器空载及负载损耗绝对量也很大。2021年6月，新的变压器能效限定值及能效等级国家标准出台，能耗标准大幅度提升，能耗值下降明显，国标的能效要求已经超过了欧洲，由此可见中国对“双碳”目标达成及节能降耗的决心是很大的。数据中心UPS系统曾经大量采用工频机。随着高频机的出现，曾经在一段时间内出现过工频机和高频机之争。高频机具有高效率优势，再加上高频机的可靠性的提升，性价比优势，导致高频机逐渐为客户所接受，已经成为了市场的主流技术方向。由于客户使用习惯及部分未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台7071应用场景的因素，工频机还会在一定时期内存在。从降低能耗的角度看，高频UPS无疑更有助于降低PUE。（2）高压直流和直流微电网技术高压直流技术已经在数据中心行业得到了较多应用，尤其是受到了国内互联网头部企业和运营商的青睐。因为IT设备一般均适用，并且具有能效的优势，占地少，有规范支撑，预测未来应用场景会更多，高压直流技术在中国的技术应用成熟度已经超过国外，未来向好。直流微电网技术实质是一种综合能源解决方案。是在数据中心内部采用直流系统，将市电、新能源、储能系统、、备用电源、IT负载、动力负载均接入直流母线系统的解决方案，可实现多种能源并网馈电，直流电网具有较强的抗干扰能力，能量转换次数少，效率高，组网结构简单稳定。与传统的交流配电系统来比较而言，直流微电网是电气架构上很大的突破，目前仍需要技术细节的研究和案例经验的积累。（3）采用变频装置节能数据中心动力系统，如空调、水泵、冷机、冷塔、风机等，是数据中心除IT设备外的耗电大户，以往项目变频装置应用差异很大，能耗居高不下。在新建及节能改造项目中采用变频装置，利用其节能优势对降低数据中心整体能耗有很大帮助。（4）照明节能通过充分利用自然光，推广使用LED照明及高效荧光灯，采用智能照明控制系统，实现数据中心照明系统的节能。5.新能源、绿电的应用将推进新能源按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等可再生能源。绿电指的是在生产电力的过程中，它的二氧化碳排放量为零或趋近于零，因相较于其他方式（如火力发电）所生产之电力，对于环境冲击影响较低。绿电的主要来源为太阳能、风力、生质能、地热等，中国主要以太阳能及风力为主。目前数据中心的能源结构主要是依靠电力能源，而我国发电最主要的途径是火电，产生了大量的碳排放。新能源和绿电的大力推广利用，对数据中心这个耗能大户来说具有极为重要的意义。6.储能技术的创新对数据中心规划设计的影响重大从技术原理上讲，储能主要分为以下几类：机械储能、化学储能、电化学储能、电储能、热储能。机械储能：主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能几种形式化学储能：主要是指将电力转化为燃气、燃料、化工产品储存。电化学储能：主要是指电池储能技术，也是目前主要采用的储能技术。电储能：主要分为超导磁储能和超级电容器技术方向。热储能：主要分为敏感蓄热装置、热化学储能。在这里主要介绍在数据中心发展较快的飞轮储能技术（机械储能）和电池储能。（1）飞轮储能技术飞轮储能实质是无电池技术。该技术是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，损耗低，效率高。在市电正常时，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台电动机，将电能转化为飞轮转动的动能（机械能）储存起来。在市电异常和停电的情况下，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台发电机，将飞轮转动的动能转化为电能。飞轮储能技术可以和UPS结合应用，称为动态UPS；也可与柴油发电机结合，衍生出柴油耦合动态UPS。因为无需电池，极大的降低了维护成本和运营成本，为IT设备节省的空间增加了运营效益。飞轮储能技术尚处于市场开发和推广的阶段。（2）电池储能数据中心UPS系统使用的蓄电池目前仍然以阀控铅酸蓄电池为主。铅酸蓄电池有很多优点，如技术成熟，性能稳定可靠，成本低、报废回收利用率较高等优点，也存在着对环境温度要求较高、体积较大、重量较重、存在污染等问题。对于数据中心业主来讲，出柜率是永恒的话题，如何在基础设施尽可能少占地的情况下，最大化的多出机柜，也是设计师需要重点考虑的问题。新型电池的出现为以上需求提供了可能的解决方案。新型电池主要有锂电池、镍锌电池（NiZn）、铅碳电池、燃料电池等类型。电池技术的研发处于战国时代，其中磷酸铁锂电池技术较为成熟，是较有可能成为替代铅酸电池的电池类型。电池技术的进步将对数据中心规划设计带来重大影响。数据中心作为新型基础设施，已经被纳入到国家整体发展规划中，如何在“双碳”政策背景下规划建设好绿色、低碳或零碳数据中心，是摆在数据中心科技工作者面前的课题。结束语未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台7273发展零碳的重要支柱——光储直柔背景2021年10月，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》对推进碳达峰工作作出总体部署，其中便提及了“光储直柔”。方案中提出，深化可再生能源建筑应用，推广光伏发电与建筑一体化应用。提高建筑终端电气化水平，建设“光储直柔”建筑。2022年3月11日，住建部连发两份十四五规划，聚焦光伏建筑一体化，两份规划分别为《“十四五”住房和城乡建设科技发展规划》和《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》。前者在文件中指出，开展高效智能光伏建筑一体化利用、“光储直柔”新型建筑电力系统建设等清洁能源建筑高效利用技术。后者则提出到2025年，全国新增建筑太阳能光伏装机容量达到0.5亿千瓦以文丁楷“储”分别指分布式光伏、分布式储能应用于建筑场景内外部，成为其配电系统重要组成部分；“直”指的是将建筑配用电网由交流电改为直流电；“柔”则为柔性用电，即建筑用电设备需具备中断调节能力。典型的“光储直柔”建筑采用了“光储直柔”配电方式的建筑可以直接接受风电光电基地的统一调度，每个瞬间根据风光电基地当时的风电光电功率，分配各座建筑从外网的取电功率，调度各“光储直柔”建筑的AC/DC，按照这一要求的功率从外电网取电。“光、储、直、柔”建筑新型供配电系统与建筑传统供配电系统相比具有显著的差别，一方面是源、储、荷的布局从分离到融合；另一方面是终端建筑的用电需求也将从原来的刚性需求（用户用多少、电网供多少）转变为柔性需求（可中断、可调节）。另外，低压直流配电技术的应用使建筑供配电系统简单化，促进能效提升、可靠性提高和能量智能化控制的发展。为什么要发展光储直柔光伏等可再生能源发电一般为直流电，而日常生活中用电为交流电，常见的光伏建筑会安装逆变器，将直流电转变为交流电供日常使用，但转换过程中，会造成电量的损失。所以与常规光伏建筑相比，光伏直流建筑具备电能利用率高(提高6-8%)、节能优势明显、设备投上，地热能建筑应用面积达到1亿平方米以上，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。什么是光储直柔光储直柔是在建筑领域应用太阳能光伏、储能、直流和柔性四项技术的简称，英文简称为PEDF(Solarphotovoltaic,Energystorage,DirectcurrentandFlexibility)，即在建筑中通过直流母线连接分布式光伏、储能和可调用电负荷实现市电功率柔性控制。“光”、在当前双碳驱动、绿色经济转型的背景下，为适应高比例的可再生能源结构，建筑电气化已经成为未来的发展趋势。建筑电气化不仅要提高建筑电气化率，还要发展新型建筑配用电系统，其中“光储直柔”是关键。未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台7475光储直柔配电系统浅析新能源发展下对配电调控模式的新需求电力系统是一个超大规模的非线性时变能量平衡系统。传统电网是用一个精准实时可控的传统发电系统，去匹配一个基本可测的用电系统，并在实际运行过程中滚动调节，可以实现电力系统安全可靠运行。但是新能源大规模接入从根本上改变了“源随荷动”的运行模式。在新能源高占比电力系统中，因新能源随机性、波动性影响巨大，“天热无风”“云来无光”，发电出力无法按需实时控制。在用电侧大量分布式新能源接入以后，用电负荷预测准确性也大幅下降。这意味着，无论是发电侧还是用户侧都不可实时精准控制，传统的技术手段和生产模式已无法适应高占比新能源电网的运行需求，因此需求侧负荷的可调节能力显得十分重要。“光储直柔”这种新型配电方式，既连接了分布式电源，又连接了柔性(弹性)负荷，是实现需求响应的最佳载体。此外，光伏的发电峰值跟公建用电负荷峰值在日分布和季度分布上均有一定的同步性，“光储直柔”也成为实现分布式发电和负荷就地平衡的最佳技术手段。通过“光储直柔”能够最大限度调动负荷的可调节能力，实现建筑园区中分布式电源与负荷的互动，甚至将园区中灵活可调的资源聚集起来，参与电力辅助服务，促进电网从“源随荷动”向“源荷互动”转变。碳中和、碳达峰承诺下，各地加大新能源开发力度，电力企业也积极响应号召，加快新能源转型，“十四五”期间新能源渗透率将进一步提高。但与此同时，新能源高比例并网将导致电力平衡难度增加，对电网的调峰能力提出了更高要求。文司雨资少，投资回收期短(省去逆变、变压等设备，节省设备初投资约10%)等优势，在建筑上应用直流配电，可显著改善系统性能，提高电源品质和安全性，有效破解新型的零碳电力系统要大规模发展风电光电所面临的光电安装空间和风电光电调控这两大难题，是调度各方面资源、以较低成本助力新型零碳电力系统建设的有效途径，也是实现建筑全面电气化和用电零碳化可采用的有效措施。业界动态深圳安托山基地正在建设中，预计明年投入使用。建成后，将是全球最大的“光储直柔”近零碳园区，每年可产出150万度光伏绿电，年耗电量从1400多万度降至700万度，年省电达50%，降低碳排放超60%。空调已有直流离心机组采用纯直流供电设计，主机系统全直流运行，可优先使用光伏、储能等直流电，从而减小供电转换环节，减少能源损耗量，契合了“光储直柔”的应用需求，大幅降低换流运行电流，助力实现生产运营用能清洁、高效。发展愿景与展望实现双碳目标，建筑行业节能减排势在必行，从发展方向和政策导向来看，光伏建筑一体化是实现绿色建筑的重要手段，根据BIPV在线测算，“光储直柔”初步预计或可为建筑运行减碳约25%。更重要的是，光伏建筑一体化既符合“双碳”发展目标，又是稳增长的投资方向，加之我国的房屋建筑面积规模较大，因此光储直柔技术有望迎来新的发展机遇。发展零能耗建筑是时代所需，光储直柔作为发展零碳能源的重要技术，不仅为实现碳达峰、碳中和目标提供了可靠的技术路径，也为推动建筑产业转型升级、绿色建筑高质量发展提供了重要保障。结束语未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台7677一用电系统成为电网的柔性负载。柔性的实现主要通过各用电设备的“需求侧响应”实现，各设备可以根据电网的供需关系自动改变其瞬时用电功率——包括各蓄电池的“需求侧响应”，系统内所连接的蓄电池和电动汽车蓄电池可以根据电网的供需状况调节充电／放电功率——从而改变AC／DC处从外电网进入系统的电功率。所以光储直柔配电系统的最终目标是使建筑用电系统由目前的刚性负载变为柔性负载，可以根据电力系统的供需关系随时调整用电功率，而不取决于当时系统内各用电设备的用电功率。光储直柔配电系统的调控原理仍以上图为例，我们增加一些标注来帮助理解。其中①代表与交流外网的接口AC/DC；②代表与光伏电池的接口DC/DCP；③代表与蓄电池的接口DC/DCB；④代表与典型的光储直柔配电系统典型的光储直柔配电系统如下图所示：在该系统中“光”指的是建筑屋顶光伏发电，通过DC／DC(直流到直流的变流器)接入375V直流母线。“储”则是指由直流母线通过DC／DC连接的、布置于一处或多处的蓄电池组，以及由这条直流母线连接的布置在邻近停车场的若干个充电桩，通过这些充电桩为停车场电动汽车蓄电池充／放电。“直”是指实现直流供电，包括动力和充电设备的375V直流，以及通过DC／DC变换得到的供小功率电器使用的48V直流分支。375V直流母线通过AC／DC(交流到直流变流器)与交流380V的外电网连接，从外电网输入电量以满足建筑的用电需求。“柔”是指这一系统对电网来说，不是供电量必须等于此时负载侧消耗电量的刚性负载，而是从电网的取电量可以根据电网的供需关系在较大范围内调节。从电网侧看，这其他用电终端的接口DC/DCT；⑤代表与电动汽车的接口DC/DCc光。这些接口都是带有可编程控制器的智能变流器，下面讨论整个系统的调控逻辑。电力系统根据电网的电力供需关系，要求光储直柔配电系统某时刻的用电功率为P0，此时AC／DC可恒定输出功率P0，直流母线输入功率为P0+PV，其中Pv为光伏发电的输入功率。由于各用电设备和蓄电装置的功率随直流母线电压的变化而自行变化，所以当包括蓄电池和充电桩在内的各用电设备的总功率等于P0+PV时，如果直流母线电压处于要求的上限电压Vmax和下限电压Vmin之间，系统则维持平衡。当某用电设备试图增大功率，使总功率高于P0+PV时，直流母线电压下降，此时各用电设备将自动根据电压下降程度减小自身用电功率，蓄电池、充电桩也根据电压下降程度减小充电电流，甚至转换为通过放电向系统提供部分功率。这样，随着直流母线电压的下降，系统从外电网的取电功率不断下降，最终重新平衡到P0+PV。反之，如果各用电设备试图降低功率，从而使总功率低于P0+PV，母线电压就会升高，各用电设备就会根据电压的升高自动加大自身的用电功率，蓄电池、充电桩也会自动增大充电功率，这样，从外网取电的功率就会重新平衡在P0上。当外电网和光伏发电的供电功率P0+PV过大，而各用电设备和充电装置功率过小时，直流母线电压达到允许的上限Vmax，此时就要通过AC／DC减小从外电网引入的电功率P0和调节光伏发电的DC／DC，通过部分“弃光”使母线电压稳定在Vmax；而当外电网和光伏发电的供电功率过小，小于当时各用电设备的总功率，而各蓄电装置也已经无电可放时，AC／DC将加大供电功率，使直流母线电压维持在Vmin，以保证基本的用电需求。在这两种情形下，系统从外电网的取电功率会出现小于或大于要求的用电功率P0的现象，此时光储直柔配电系统就不能实现严格按照要求的取电功率从外电网取电。是否会出现这种工况取决于系统内各用电设备功率的可调节能力，也取决于系统设置的蓄电池和当时所连接的电动汽车的蓄电池容量。光储直柔配电系统下的柔性负载分类在该配电系统的调控模式下可将建筑内用电电器按照调未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台7879节性能和调节方式分为三类：平移延时型、变功率型、可切断型。平移延时型设备既包括蓄热水箱、空调冰／水蓄冷系统、冰箱、冷柜、洗衣机、排污泵等，又自身带有蓄电池的可充电电子电器设备。使用AI技术通过学习直流母线一天内的电压变化规律，识别出一天内需要多用电和尽可能避免用电的时间段；通过学习设备自身的运行规律，得到其需要的连续运行时长及开停时间比。根据这些信息即可制定一天内的优化运行规划，避开在电力紧缺时段运行，尽可能将设备自行调整到在电力过剩时段用电。变功率型设备包括可通过变频或其他方式进行功率调节的用电设备，如分体空调机、多联机式空调机、风机、水泵、变频扶梯、电梯等。这些设备自身都带有控制调节装置，可通过变频或其他方式改变用电功率。在光储直柔配电系统中，可测量直流母线电压，根据电压高低决定运行功率的修正系数。直流母线电压高，则修正系数就高，可以增大用电功率10％；当直流母线电压低时，修正系数就低，也就是降低转速或通过其他手段降低实际的用电功率。可切断型负载则在母线电压降低到预设值后切断，以降低系统用电功率。上面对控制策略的描述仅仅是简单的原则和原理，每个产品的控制策略细节都与产品本身的调节特点有关，需要生产企业单独研究开发，其性能的差别又可以成为同类产品的竞争点。好的调控策略既不影响产品本身的功能与使用效果，又具备较大的灵活调节用电功率的性能，从而可以增大系统柔性或者在同样的系统柔性下减少对蓄电池容量的需求。以上内容仅对光储直柔配电系统的典型模型进行了简单解析，帮助大家了解柔性负载的类型和作用。事实上对于一座大型建筑，可以分成若干个光储直柔单元，这些单元间互联互通、相互协调，使各自的储能能力和调节能力得到充分利用。而一片区域的多座建筑之间也可以分别建成光储直柔的微网进而联通。光储直柔配电将建筑业、建筑配电、电力系统以及终端产品等专业相互融合。同时，通过相互渗透而产生出的新行业，也在双碳的背景下得到了快速发展，从格力的“光储空”到华为的安托山光储直柔园区，都显示出其逐渐扩大的影响力，这既是挑战也是机遇。结束语未来“碳”寻加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台加速云数智变革，英特尔至强构建灵活高效平台