《智简DC,绿建未来 | 华为发布2023数据中心能源十大趋势》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-03-24
  • 2023年3月23日,华为举办以“智简DC,绿建未来“为主题的数据中心能源十大趋势发布会并发布白皮书。发布会上,华为数据中心能源领域总裁费珍福全面解读了数据中心低碳化、快速部署、高密化、储备一体、分布式制冷等趋势,与业界分享华为在数据中心产业发展和技术创新方面的探索和思考。

    费珍福表示,数智化时代,全球算力需求呈现指数级增长,数据中心迎来建设热潮。与此同时,碳中和目标下,数据中心产业的节能减排和绿色转型势在必行,挑战与机遇并存。华为基于自身实践和行业洞察,面向全球发布未来五年数据中心能源十大趋势,以趋势明晰方向,助力数据中心产业低碳可持续发展。

    趋势一:低碳化

    碳中和已成为全球共识和使命,驱动数据中心加速迈向绿色低碳化。光伏、风电、水电等清洁能源将更普遍地应用于数据中心,预计到2027年,绿电使用率超过50%,从源头上实现绿色低碳。同时,通过采用先进节能解决方案和余热回收等节能技术,大幅提升能源使用效率和能源回收利用率,持续推动数据中心走向低碳化。

    趋势二:可持续发展

    数据中心的可持续发展,主要体现在对能源、资源的利用效率以及对环境的影响等方面。在具体的衡量指标上,数据中心将从以往的唯PUE论,向PUE、可再生能源利用率、水资源利用效率(WUE)、碳利用效率(CUE)、空间利用效率(SUE)、市电利用效率(GUE)、材料回收率以及全生命周期污染物排放等多维度综合指标转变。

    趋势三:快速部署

    随着AI和HPC的快速发展,全球算力需求高速增长,未来5年复合增速超过50%。这类算力需求的特征与传统截然不同,它会在短时间快速爆发,以ChatGPT为例,其上线仅2个月,月活跃用户突破1个亿,这些突增的业务量对数据中心的快速部署提出更高要求,未来数据中心建设速度将从当前的12个月缩短到6个月,甚至更短。

    趋势四:高密化

    根据摩尔定律,芯片每2年更新一代,其性能和功耗同步大幅提升,推动数据中心从低密走向高密化。未来,随着算力和功率密度的持续攀升,云数据中心将成为主流业务场景,多样化算力协同成为常态,单IT机柜主流功率密度将从6-8KW/柜提高到12-15KW/柜@2027,超算、智算中心功率密度将提升至30kW以上。

    趋势五:弹性扩容

    传统数据中心建设是一步到位,初期投资大,后期扩容升级难,基础设施与IT设备迭代周期不匹配。IT设备的生命周期一般为4-5年,其功率密度基本每5年翻番,而数据中心基础设施的生命周期为10-15年。因此,未来数据中心应具备弹性升级能力,1代基础设施能够匹配未来2-3代IT设备功率演进,同时通过标准化设计,实现按需部署和弹性扩容。

    趋势六:预制化

    为应对传统数据中心建设周期长、运维难等挑战,预制化极简架构将成为主流。以电力模块为例,采用预制化和全模块化设计,核心部件工厂预安装、预调试,现场交付时间从2个月缩短至2周,满足业务快速上线需求。未来的数据中心从千柜级建筑到万柜级园区,采用预制化架构,建设周期从12个月缩短至6个月@1000柜,可实现快速交付和分期按需部署。

    趋势七:储备一体

    数据中心作为“能耗大户”,是新能源消纳和储能的重要应用场景。由于新能源发电存在间歇性和随机性,其大规模接入易影响供电稳定性,加上政策引导峰谷电价差,鼓励错峰用电,储能系统价值日益凸显。数据中心通过部署储能系统,逐步从短时备电走向储备一体化,一方面通过参与电网调频调峰,大幅提升电网稳定性;另一方面,通过削峰填谷,有效提升出电率,可多部署IT机柜以增加收益。

    趋势八:分布式制冷

    传统集中式制冷系统,运维复杂、故障域大、可靠性低,一旦发生故障往往影响整个数据中心的可靠运行。相比之下,分布式制冷系统针对单个Datahall配置冷源,并按需设置冗余,单点故障不影响整体运行,还具备快速交付的优势。未来,分布式制冷系统凭借灵活架构和高可靠性等优势,将逐步取代集中式制冷成为大型数据中心首选制冷方案。

    趋势九:智能营维

    随着数字化技术和AI技术的快速发展,数据中心规模持续扩大,运维复杂度也大幅提升,智能营维在提升数据中心资源利用率和可靠性方面发挥越来越重要的作用。其主要包括两个方面,一是通过智能运营,自动盘点数据中心资产状态,实现资产价值最大化;二是通过智能运维,实时识别故障和节能调优,进一步提升运维效率,实现预测性维护和能效最优。

    趋势十:安全可信

    安全性和可靠性是数据中心基础设施的重中之重。随着数字化、智能化程度的进一步提升,数据中心会更加重视硬件可靠性、软件安全性、系统韧性、安全性、隐私性和可用性。在硬件层面,基于AI技术实现从器件、设备到系统三层级的预测性维护;在软件层面,重点投入分层级防御,通过软硬结合,持续构筑数据中心安全防线。

    洞察趋势,方能引领变革,站在产业绿色转型的新起点,数据中心的发展脉络正逐步清晰。面向未来,华为数据中心能源坚持以技术创新引领行业发展,以极具竞争力的产品及解决方案打造坚实的数字底座,使能数据中心产业共赢绿色低碳未来。

    有关数据中心能源十大趋势的更多信息,欢迎访问以下地址下载《数据中心能源十大趋势白皮书》:

    https://digitalpower.huawei.com/attachments/index/07a5ca2cef484f008d0389d03245192e.pdf

  • 原文来源:https://www.in-en.com/article/html/energy-2323014.shtml
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    • 李克强总理在今年的两会政府工作报告中提出,“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。制定2030年前碳排放达峰行动方案。”正值《巴黎协定》发布五周年之际,当前已有28个国家相继承诺“碳中和”目标。与此同时,5G、AI、云等技术也正在使能千行百业,加速行业智能化、数字化转型。 3月17日,华为携手全球技术专家、咨询公司、能源智库,立足更低LCOE,电网友好、智能融合、安全可信四个价值维度做出预测,发布了面向2025的智能光伏十大趋势,旨在为新能源下一步智能化发展提供战略参考。华为智能光伏市场营销部总经理武磊磊对智能光伏的十大发展趋势进行了阐述,摘要如下。 趋势一:高压高密 系统电压提升是LCOE降低的重要途径。从600V-1000V-1500V,未来将走向更高电压。随着碳化硅、氮化镓材料、芯片散热、拓扑架构技术的发展,提升功率密度的同时,光伏度电成本进一步下降,预计到2025年,将实现逆变器功率密度将提升50%以上。 趋势二:全模块化 光伏平价进入市场化运作,电站生命周期与补贴年限解耦。模块化将支撑更长电站生命周期,助力LCOE降低25%。 逆变器、PCS、储能等关键核心部件,设备间采用标准接口,灵活扩容,快速部署;逆变器不管交流还是直流侧,具备储能接口,面向未来演进。同时随着光伏电站规模和复杂度越来越高,专家上站维护的传统模式成本过高。模块化设计可以实现免专家维护,极大降低运维成本、提升系统可用度。全模块化设计将成为行业主流。 趋势三:主动支撑电网 新能源渗透率提高导致电网强度下降。未来5年,光伏电站必须从适应电网逐步向支撑电网演进。 随着全球新能源的迅猛发展,新能源电网适应性标准也在不断演进,对支撑电网稳定性提出更高要求。我们国家最新发布的2019新国标GB/T37408技术规范也与时俱进,特别强化了高穿有功稳定性、高低电压穿越能力、频率适应性等电网适应性要求,设定了更高的门槛。未来低SCR电网环境下,光伏逆变器需具备更精准的并网算法。 趋势四:光储一体 打造智能绿色发电机,助力光伏成为主力能源。光储的结合,能够使光伏电站从电流源变身为电压源,以光储协同控制算法,实现虚拟惯量等同步机特性,光伏发电技术指标向火电靠拢,可储可控,进一步增强电网。同时储能要解决安全、寿命等问题,保证在电池生命周期内,电池利用率最大化,这是未来储能电站的发展方向。预计到2025年,光储共生比例将达到30%以上。 趋势五:全面数字化 数字技术与光伏技术融合,使运维、生产管理和资产管理变得极简、智能、高效。数字化是智能化基础。随着5G、云等数字化技术快速演进,预计2025年将有90%以上的电站实现全面数字化,让光伏电站极简、智能、高效的管理成为可能,从一个哑电站变成一个有机的智能生命体。 趋势六:AI增效 AI将代替专家职能,使能系统自主协同优化,创造无限可能。 受益于人工智能及物联网技术,通过集成海量的专家经验和不断的自学习,让算法、算力、算据在计算中发挥最大作用,AI将在很大程度上代替运维专家进行诊断决策。通过智能跟踪算法,让组件、支架、逆变器协同运行,找到最佳角度,释放最大潜力。智能IV诊断,精准定位故障,将运维工作量从“月”降低到“分钟”。无人机空中巡检电站、清洗机器人清洗组件、智能安防和人脸识别等技术,使光伏电站不断完善系统设计优化、故障诊断、光储协同、智能巡检、智能清洗、机器视觉,全面提升发电效率和重构运维体验。从而助力电站生产力和安全性提升。预计到2025年,光伏电站应用AI技术比例达到70%。 趋势七:虚拟电站 协同管理的虚拟电站将参与电力系统调度及交易,成为分布式新的增长引擎。5G、区块链、云服务等ICT技术的大规模应用于分布式电站,组成协同管理的虚拟电站参与到电力系统的调度、交易与辅助服务中。未来5年,虚拟电站技术的发展会在分布式光伏场景中衍生出新的商业模式,以及新的市场参与者,成为分布式新的增长引擎。预计2025年,80%的户用光伏系统会接入各种VPP网络。 趋势八:重构极致安全 组件/组串级监控及智能关断、主动安全防护(AFCI),将成为光伏电站的标配,并形成统一的行业标准。主动安全是光伏成为主力能源的基石。“AI智能电弧防护”,是行业首次将AI算法融入AFCI,通过更精准的电弧检测,更迅速的故障保护,全面保障分布式光伏的安全。未来5年,屋顶0V电压快速关断(RSD)、电弧主动防护(AFCI)、组串智能关断(RSD)在分布式屋顶将成为标配,并形成行业国际标准。 趋势九:综合智慧能源 能源结构转向新一代综合能源系统。从管理角度看,综合能源模式会有效拉通生产和消费,助力实现碳中和,推广价值更高。综合能源是源-网-荷-储一体化的自治系统,需要以ICT基础设施为底座,通过平台+生态理念,融合创新,提升能源利用效率,降低能源成本。预计2025年,超融合能源架构会大行其道。 趋势十:安全可信 光伏电站网络安全风险与用户隐私安全要求与日俱增,愈发严格。2025年系统的可靠性、可用性、安全性、韧性、隐私性,将成为必要要求。在硬件端除了高可靠设计及制造外,同时加强预测性维护,夯实可靠地基;在软件端重点投入分层级防御,实现软件的分层可控、分层防御,使软件更加安全可靠,使光伏产业更加安全可靠。安全可信能力成为光伏电站的必要要求。
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    • 2022年8月签署的美国《通货膨胀削减法案》延长并扩大了对低碳能源的税收抵免和补贴,导致全球企业重新考虑投资决策。该法案中的关键措施,包括对风能和太阳能、电池存储、碳捕集和低碳氢的支持,远远超过其他国家的现有政策框架。为了维持竞争力,其他国家将不得不推出价值接近美国现有措施的激励措施。这将是世界的净收益,而不是零和游戏,政策支持升级将为全球释放新的商业机会。 全球石油需求将出现反弹 2022年,全球石油需求萎缩,其中四季度全球石油日需求增幅同比下降120万桶。但这种下降趋势将是短暂的,2023年全球石油需求将恢复增长,日增230万桶。需求恢复上升的趋势可能使石油市场摆脱目前的低迷,并支撑油价上行。 LNG合同签署进程将放缓 2022年是全球签署液化(LNG)合同相当繁忙的一年,共签署了8000万吨LNG购销协议,其中75%来自美国的LNG出口商。预计2023年签署天然气合同的进程将放缓。与此同时,欧洲买家不太可能加大LNG购买承诺量,因为他们仍担心需求持续时间和未来的定价动态。 阿联酋将加大对低碳能源的投资力度 2022年11月,阿布扎比国家石油公司宣布,将在2050年前实现净零排放目标,并建立一个低碳能源部门。阿联酋已开始采取行动朝这一目标迈进。阿联酋两家能源公司近期与bp一起收购了英国H2Teeside氢气项目。 阿联酋和阿布扎比国油将继续加大低碳能源投资力度,这将带动中东其他产油国。他们在低碳能源方面的投资也将增加,还可能在氢气,以及碳捕集、利用与封存(CCUS)和太阳能方面进行进一步的国际收购,这可能像英国和欧洲在第26届联合国气候变化大会(COP26)前夕看到的收购热潮一样。 欧洲油气巨头将引领CCUS发展 在最近发布了一系列公告后,油气公司2023年将启动CCUS领域的重大项目,并特别关注枢纽项目,即那些为多个碳排放方提供基础设施,以大规模运输和封存二氧化碳的项目。全球30个CCUS中心将在2023年做出最终投资决定,其中约一半的最终投资决定可能实现。欧洲油气巨头将引领CCUS发展,因为他们有雄心勃勃的能源转型目标。 美国电动汽车销量将翻番 多年来,在电动汽车销量方面,美国一直远远落后于中国和欧洲,排在全球第三位。但现在美国电动汽车销售情况有所好转。《通货膨胀削减法案》意味着和都有资格再次获得电动汽车税收抵免,而其他原本将在2023年前达到补贴上限的主要汽车制造商现在可以享受额外10年的补贴。 美国环保署2023年的新规定将迫使汽车制造商将排放量减少10%,而实现这一目标成本最低的方法是销售更多电动汽车。2023年,福特、现代、通用、斯巴鲁、丰田和大众都将推出袖珍运动型多功能汽车,起价在4万~4.5万美元。政策支持、监管压力和价格合理的车型,将推动美国电动汽车销量从2022年的100万辆增至2023年的200万辆。 金属价格将呈下跌趋势 供需平衡表明,2023年金属均价与2022年相比将下降。需求走软、供应增加、市场情绪走弱将加剧价格下行压力。作为铁矿石、钢铁和基本金属的关键领域,建筑行业将拖累全球需求。与此同时,铜、铝、铅、锌、铁矿石和钢铁的供应增速都将高于2022年。汽车行业和低碳能源行业的复苏可能有助于抵消其他消费行业的需求疲软。但总体而言,金属价格的主流趋势将是下行。 部分页岩油公司将脱颖而出 页岩油公司再次准备2023年采取一致行动。有迹象表明,2022年的情况将重演:个位数的产量增长,而支出增长很大程度上只能覆盖成本通胀。油服的限制、项目执行的挑战和股东回报优先仍是产量增长的障碍。但在已上市的勘探开发行业,竞争环境并不完全公平。一些公司拥有更稳健的资产负债表、更好的资产,以及更成熟的资本回报框架。2023年很可能是精英中的精英脱颖而出的一年,他们将超越许多利益相关方的预期,以更积极的方式实现增长。 产业将复苏 钢铁和多晶硅价格高企,以及美国商务部发起反倾销调查,2022年对美国太阳能产业造成了严重破坏。2022年美国有18.6吉瓦的太阳能发电装机容量投产,与2021年相比下降23%。 但所有迹象都表明,美国太阳能产业将在2023年开始复苏。随着全球多晶硅产能增加70%,组件价格将保持稳定。 由于电价持续上涨,以及实现碳减排目标的压力增加,企业和公用事业公司的需求将达到历史最高水平。综上所述,这些因素可能在2023年推动太阳能电池板安装量增长50%。 财富将垂青“冒险者” 2020年以来,做出最终投资决定的大型油气项目数量是获得批准项目数量的逾两倍。控制支出、日益上涨的成本和执行方面的担忧,使得企业评估重大项目的决策变得更复杂。油服公司和运营商之间持续的紧张关系将继续阻碍做出最终投资决定的进程。运营商担忧成本的不确定性,油服公司则在寻求提高利润率。在60个准备开工的大型油气项目中,只有30个会在2023年做出最终投资决定。但运营商不能拖延太久,供应链增加产能的速度不够快,无法避免进一步的成本通胀,而现在可能是最好的时机。(资料来源/伍德麦肯兹)