随着我国通信行业快速发展,各项基建设施与行业标准也在不断完善升级。进入数字化时代以来,数据作为数字经济的生产要素,其重要性越发突出,而数据中心作为特定设备网络,在传递、加速、展示、计算、存储数据信息方面起到关键作用。自2020年以来,我国就将数据中心作为“新基建”的六大重点之一,水下数据中心建设不断提速。近日,由中国通信工业协会正式发布的《水下数据中心设计规范》团体标准,内容就涉及对未来我国水下数据中心的设计、建设、运维各个环节。一系列合规性、强制性要求的细化,也为未来整个行业的安全稳定发展提供了强大助力。
水下数据中心具有环保稳定等多项优势
水下数据中心作为新兴产业,其概念最初是在2014年的ThinkWeek大会被微软提出。面对不断升级的网络通信需求,微软希望用更加绿色节能的方式,为沿海地区居民提供更高效的云服务。研究发现,将数据中心置放于沿海水下,可以让数据实现短距离传播,网络通信更为顺畅,毕竟沿海地区是很多国家居民的主要聚集地。更为重要的是,水里“放置”数据中心在节能减排方面优势非常明显。因为数据中心往往配置了大量电子器件,在运转过程中会产生大量热量。和空气相比,水的密度更大,随着比热容增大,水下也可以吸收大量热量。
目前,各国对于数据中心节能减排的技术焦点就在制冷系统方面,水下数据中心则以最小的成本代价实现了节能最大化效果。以目前全国数据中心的用电量来说,年均用量约为2500亿度,其中近800亿度电用于为数据中心进行环境制冷。经过评估,如果同等体量的数据中心放在海底,一年就可以节省500亿度电,相当于减少燃烧1500万吨标煤,这在“双碳”战略背景下意义重大。
与此同时,由于海底数据中心相较于地面中心省去了冷却塔,还能节约大量水资源。举个例子,以一座功率20MW的数据中心来说,水下数据中心每年节水就超过60万立方米。如果水下数据中心的市场渗透率达到10%计,预计2025年,我国可以减少淡水消耗5700万吨以上。
此外,从数据中心安全稳定性角度来说,水下保存效果也远优于陆地。一方面,水下数据中心火灾隐患较小,水下位置隐秘,更难被外界精确定位,也能避免被外界破坏及渗透。另一方面,由于环境稳定,水下数据中心故障率更低。以微软的探索计划为例,投入水下的855台服务器历经两年,仅有8台发生故障,故障率是陆地据中心的八分之一。
我国将水下数据中心建设列入新基建战略体系
从水下数据中心产业的全球发展趋势来看,美国作为先行者,走在了世界前沿。早在2015年,微软就正式启动“纳迪克”(Natick)项目,探索在水下建设数据中心。自2018年开始,微软项目团队在苏格兰海岸附近的海床不断进行探索实验,并于2020年9月宣布验证成功。在微软的带动下,近年来欧美、日韩等多个国家纷纷开启相关计划。
和欧美国家相比,我国的水下数据中心建设在近五年开始提速。特别是去年,国家发改委、工信部等部门先后出台《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》、《“十四五”工业绿色发展规划》等重磅文件,明确提出要鼓励探索利用河湖、海洋等优势资源,建设利用自然冷源散热的数据中心。此后,海南省、广东省、山东省纷纷围绕海洋经济发展和“十四五”规划,将海底数据中心研发及建设纳入战略规划。
在节能减排和“双碳”战略背景下,为满足绿色、低碳的要求,水下数据中心建设已经成为功在千秋的重要产业。工业和信息化部今年7月颁布的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》就提出明确要求,新建数据中心的PUE(数据中心能源利用效率)不得高于1.3。而数据显示,目前我国大型数据中心平均PUE为1.55,已经高出了国家标准,因此全面推广建设水下数据中心迫在眉睫。
按照咨询机构沙利文的分析,随着数据的激增,全球消费与产业市场对数据处理和存储容量的需求将持续增加。预计到2025年,全球数据中心市场投资额将达4321.4亿美元,这也进一步催生了水下数据中心的需求升级。从长远来看,结合我国的海洋发展战略,未来水下数据中心还能进一步和海上新能源、海洋牧场、滨海旅游等产业板块融合发展,为海洋经济和数字经济带来蓝色新动能,产生更大的商业价值。
多家企业推进数据中心商业推广
在我国,随着相关技术不断突破,政府政策持续赋能,水下数据中心已全面进入商业推广阶段,多个头部企业在产业布局上风生水起。
科华数据(002335.SZ)作为专业从事电力电子核心技术的高新技术企业,一直将数据中心业务作为产业重点。企业是我国知名的信息设备用及工业动力用UPS电源制造商,已先后服务全球100多个国家和地区客户。在数据中心建设方面,科华数据在北上广等城市建设有8大数据中心,并在全国运营20多个数据中心,形成华北、华东、华南、西南四大数据中心集群。在水下数据中心领域,企业参与了《水下数据中心设计规范》的制定,并且在技术领域不断取得新突破。今年10月,在上海举办的2022ALDC数据中心液冷产业大会上,正式发布板式液冷微模块数据中心,这是科华对液冷数据中心一体化的积极探索。目前,企业针对数据中心的结构、供电、液冷、新能源等进行应用研发及智慧运营,将全面发挥绿色科技产业动能优势。
成立于2001年的海兰信(300065.SZ)主打产品为海洋通信导航产品和特种雷达。自2010年上市以来,海兰信开始不断延伸产业链。特别是2015年全资并购加拿大海洋科技公司Oceanworks之后,企业在水下数据中心建设领域全面发力。Oceanworks的核心产品ADS常压潜系统、海底观测网接驳盒均为海底数据中心建设的关键。具备海底施工能力的海兰信在此基础上携手联想、中通服、奇安信、海南移动等企业,开始全面布局海南自贸港海底数据中心建设项目,尤其是在今年入海的海底数据中心数据舱,这是全球首个商用海底数据中心核心装备。按照海兰信的三阶段发展规划,预计到2025年,海南自贸港海底数据中心将合计部署超过100个舱,直接投资超过56亿元。
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