洲川天燃氣運關于天然氣的分析

在英國，有關數據中心行業對能源消耗占比的爭論持續升溫，這讓政府面臨不小壓力–政府必須弄清楚日益數字化的經濟究竟在消耗多少能源。

 

在2018年2月下旬，跨黨派智囊團PolicyConnect發布了一份從能源成本和碳排放角度探討社會逐漸數字化所帶來影響的研究報告，更是讓這件事情成為焦點。

 

該報告認為，盡管技術在幫助英國向低碳經濟轉型方面發揮著重要作用，但政策制定者也需要評估目前用于推動數字經濟的所消耗的能源。

 

這包括支持聯網設備、數據傳輸網絡和數據中心所需要的能源。這些都與人們的生活密切相關，這些網絡服務幫助人們完成他們的工作、經營他們的家庭以及消磨閑暇時間等。

 

該報告指出：“到目前為止，數字經濟消耗的能源成本和碳排放影響還沒有增加到曾預測的比例。能源法案、新型高效技術和法規都在控制著ICT（信息通信技術）產品和服務使用的電能比例。”

 

“但是，隨著人們對聯網設備和數字技術日益依賴，能效方面的收益很可能會放緩甚至停滯。”

 

準確測量能源消耗

 

為了防止這種情況發生，該報告認為需要提出一種更好的方法來衡量數據中心、網絡和連接設備的能源使用情況，畢竟目前“沒有辦法系統地從國家層面測量能源使用情況”。

 

“對于ICT當前和未來的全球電力需求以及相關碳排放影響，目前有各種的估算數據，這些估算很大程度上取決于建模。”

 

大家采用不同技術和服務來進行計算，讓我們很難準確了解真正的情況。該報告稱：“據估計，ICT占全球電力的3.6％左右，約占碳排放量的1.4％。而如果涵蓋娛樂（電影、音樂、游戲等），媒體（電視、廣播、新聞、書籍、雜志等）和辦公室打印機，這個數字將增加到全球電力的大約6％和全球碳排放量的2.4％。”

 

貿易協會TechUK氣候變化項目副主任EmmaFryer稱，試圖隔離和確定數據中心消耗的能源確實存在很大挑戰。

 

這里的挑戰主要在于，用戶在計算自己的能源使用情況時使用不同的方法來分類和量化其數據中心。例如，他們可能錯誤地將小型不同服務器機房涵蓋在其運行總數中。她最近在倫敦中部DatacloudUK活動的演講中表示：“在我看來，數據中心是整合遠程IT功能的地方，它本身并不是一臺服務器。”

 

用戶有時還可能出現重復計算的情況，例如有些數據中心的能源已經在其他地方得到計算，用戶仍然計算在內。

 

她表示：“當你詢問用戶有多少個數據中心，他們會說8個，而實際上只有兩個是他們自己的，其他是托管在其他站點內。很多都是重復計算。”

 

整個行業傾向于重復計算與能源使用有關的數據，這可能會導致數據中心能源使用量的進一步“夸張化”。

 

天然氣動力數據中心是解決辦法嗎？

 

在這種數據中心能源使用情況不可知的情況下，人們對超大規模、主機托管和邊緣數據中心影響未來電力供應的擔憂仍然會持續下去。

 

事實上，思科在其第七次年度全球云指數報告中預測，到2021年，全球范圍內運行的超大規模數據中心數量將從338個增加到628個，主要是由于企業對公共云服務的需求不斷增加。

 

同時，市場觀察人士預測，在未來幾年內，我們還將需要小型、邊緣數據中心來支持數十億聯網設備快速處理數據的需求，而這將進一步推動能源消耗。

 

在致TechUK成員的一封信中，Fryer淡化了支持這種增長帶來的潛在影響，并解釋稱市場力量已經存在，可防止數據中心行業能源使用失控。她寫道：“如果數據中心的能源增長真的失控，服務提供商很快就會部署市場機制，因為他們會看到相關的成本上漲，并將其傳遞給客戶。”

 

“而且，如果他們行動不夠快，許多監管機構就會非常高興地將價格信號放在數字活動中。”

 

尋找替代方案

 

在考慮到保護電網容量問題時，一些超大規模云巨頭正在嘗試使用天然氣作為數據中心的替代能源，并且，愛爾蘭等地就已經在構建燃氣動力數據中心。

 

這個國家-或者更具體地說是都柏林，因其溫和的氣候和適宜的稅收政策，近年來已經成為亞馬遜、Facebook、谷歌和微軟等超大規模數據中心運營商的首選地，他們在這里托管其歐洲設施。

 

然而，這些設施消耗的電能不容小覷，并且，反對者向民眾列出了該國多個大型數據中心建造計劃，引發人們擔憂，這也促使運營商考慮將天然氣作為其替代能源設備。HostInIreland咨詢委員會成員DavidMcAuley稱：“在未來三年，按消耗的兆瓦和平方英尺計算，愛爾蘭數據中心行業的規模將增加一倍。”HostInIrelande是保障海外云計算企業運營的組織。

 

“我們已經看到這種快速增長，盡管到目前為止電力仍保持可用，但在都柏林，數據中心消耗的電能已經達到整體電能的一半-或者至少會達到這個水平。”

 

“這幾乎達到飽和點，在都柏林我們需要建設新的基礎設施和電網，以及電力基礎設施，但這些事情需要幾年時間才能完成。”

 

愛爾蘭正在鼓勵更多的重電力用戶考慮從電力轉向天然氣，因為天然氣已經在全國范圍內廣泛應用。McAuley稱：“愛爾蘭大約40％的電力來自天然氣，而且基礎設施已經存在，可支持企業使用。”

 

他聲稱，天然氣此前曾作為數據中心運營商的臨時能源，當時有個運營商怎樣都無法連接到電網。McAuley稱：“我在兩年前看到的第一個臨時天然氣連接，這持續了大約18個月到兩年的時間，直到數據中心的電網連接搭建完成。”

 

現在有些數據中心在構建時，已在規劃文件中列明天然氣作為主要能源。最近的例子是一個位于都柏林的開發項目–由三個兩層數據中心組成，該數據中心于2018年1月獲得了芬格爾縣議會規劃主管的批準。

 

“這在基礎設施方面來看是可行的（其他人也可以效仿），這可能需要花費幾百萬美元，并需要在數據中心提供降壓系統，然后在現場產生電力。”

 

然而，許多超大規模云公司都曾作出可持續性承諾，他們使用天然氣可能會面臨困難。解決這個問題的一種方法可能是通過天然氣網提供生物質能。

 

他表示：“這里可能需要幾年的時間，生物質能才可達到讓數據中心與農民簽訂電力購買協議的數量，并且可能直接從他們那里購買氣體。盡管如此，在政府的支持下，這些機制已經開始發展。”

 

合理重復利用熱量

 

如果在愛爾蘭天然氣動力數據中心進一步增加，熱量再利用做法可能會受到更嚴密的審查，因為它們發出的熱空氣量會成為反對者阻撓建設此類數據中心的另一個證據。McAuley稱：“對于這種熱空氣釋放，數據中心正處于聚光燈下，但這并不是它們的問題，畢竟它們是屬于數據業務。”

 

通常，大家不會重視數據中心廢熱的有用性，因為其溫度相對較低，并需要大量投資于基礎設施來運輸和處理以發揮其用處。

 

而天然氣發電機散發出很多熱量，并且溫度往往更高，這使其成為更具吸引力的再利用選項。隨著更多以天然氣為動力的數據中心出現，熱量再利用的問題可能成為反對者來抗議新數據中心的更好的依據。McAuley承認，在決定是否批準某些數據中心的建設時，這個問題正成為議會越來越常見的談話要點。他補充說：“天然氣可幫助緩解電網的壓力，但它同時帶來廢熱問題。”

 

例外情況

 

利茲大學客座教授IanBitterlin稱，愛爾蘭數據中心市場有些異常，雖然天然氣數據中心可能適合超大規模云社區，但它不太可能適合大多數運營商。

 

畢竟，這需要對發電機的大量前期投資，并且，發電機必須全天候運行，而這對于包含少于10MW的數據中心來說很難實現。

 

他表示：“除非從第一天起你就使用超過80%的功率輸出，否則不適合，我們知道，大多數數據中心都是運行部分負載。而超大規模運營商都很大，他們會加載所有設備，并可進行巨額投資。”

 

下一代天然氣

 

在能源替代方案方面，微軟已經更進了一步，他們在2017年9月推出了20機架數據中心試點項目，該項目將天然氣與燃料電池技術相結合，以減少用于運行其服務器場的能源消耗量。

 

微軟云計算基礎設施和運營部門總經理和負責人ChristianBelady和SeanJames表示：“現在，數據中心由電網供電，從發電廠流經多個變電站和輸電線路，然后轉換成適用于數據中心的正確電壓才能使用。”

 

“而燃料電池直接由天然氣管道供電，避免所有這些中間步驟，并消除了這種長時間傳輸過程發生的能量損失。”

 

更少的步驟也意味著數據中心的能源供應鏈中潛在的故障點數量減少，構建相關設施所涉及的成本也會減少。他們指出：“在消除配電、功率調節和備份基礎設施后，數據中心的構建、操作和管理變得更加簡單且成本更低。

 

該項目還加入了微軟長達十年的工作成果，即通過想辦法來顯著減少運行數據中心所需的資源量使數據中心“消失”。

 

他們指出：“這項創新符合我們的戰略–盡量減少資源影響，更有效地利用我們的資源，并減少我們資產中碳和水元素，同時提高能源效率。”

 

天然氣能否成為數據中心可行的替代能源，或者說，天然氣是否可解決未來幾年數據中心引發的英國能源供應短缺問題，仍有待觀察。

 

但McAuley認為，隨著更多的燃氣設施投入使用，數據中心社區將會更多地了解其可行性。

 

“像所有事情一樣，最終歸結為信任問題。它可正常工作嗎？我可以找董事會告訴他們這是可行的解決方案嗎？畢竟新事物都被認為有風險。”