零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书.pdf

1零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006编号 ODCC-2023-02006零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书开放数据中心委员会2023-09 发布IV零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006前前 言言国家“双碳战略指导下，制定并执行碳中和与可再生能源目标已成为数据中心行业共识，零碳数据中心及其设计、实施、认证、低碳数字化管理是各方关心的热点问题。零碳数据中心园区能碳管理系统聚焦数据中心园区能源管理与碳管理的信息化和数字化，为数据中心园区的碳中和提供坚实的数据支撑和工具支持。能碳管理系统覆盖园区的数据中心系统、建筑系统、交通系统、基础设施系统、废弃物处理系统以及能源系统等园区所有排放源。通过实时监测和记录数据中心园区的碳排放情况，识别并分析能源消耗的瓶颈和浪费点，能碳管理系统可提供改进能源使用效率、降低能源消耗与运营成本、减少碳排放的有效解决方案。为高规格满足数据中心企业及客户对于 ESG 信息披露的各项需求，能碳管理系统对接国内和国际上最新的气候相关信息披露标准和规范指引，力求提供最为准确直观的碳排放数据和报告，帮助数据中心园区履行其可持续发展的承诺，满足客户和利益相关者的要求。为更全面地覆盖数据中心碳排放源范围，追踪各排放源的碳核算，打造零碳数据中心园区，合盈数据综合考虑客户及行业的碳中和诉求，联合业内众多合作伙伴，基于 DCIM 底层数据架构，结合现V零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006有成熟的 PaaS 平台架构及数据处理组件，开发了一套适用于数据中心的智能化的能碳管理系统。本白皮书旨在与行业同盟分享零碳数据中心碳管理范围、可视化要求和系统功能，供从事数据中心的规划设计、新建、改建、扩建工程的技术选型、工程实施、运行管理等人员参考，推进数据中心碳管理未来数字化、智慧化发展。由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系编写组。VI零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006目目 录录版权声明.I编制说明.II前言.IV一、概述.1（一）编写目的.1（二）适用范围.1二、术语和定义.1（一）零碳数据中心.1（二）温室气体.2（三）碳排放.2（四）数据中心的碳排放范围.2（五）绿电.4三、零碳发展背景与挑战.4（一）国内外发展背景.4（二）数据中心行业挑战.7四、零碳管理.10（一）零碳管理目标.10（二）零碳管理方式.11（三）零碳管理工具.14五、零碳数据中心园区能碳管理系统.15（一）能源管理.161.能耗采集.16VII零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-020062.能耗分析.173.能耗优化.204.能耗考核.215.能流图.21（二）碳管理.221.碳核算.222.碳分析.263.碳报告.284.碳披露.295.碳减排.306.碳预警.327.碳评价.33（三）碳抵消.34（四）供应链管理.351.产品碳足迹.352.绿色等级评价库.36（五）绿色治理.381.社会活动.382.低碳管理.383.碳账户.39六、能碳系统发展趋势.39（一）对园区的“零碳”追求.错误！未定义书签。错误！未定义书签。（二）能碳管理系统在自动智慧化运维技术体系中渐趋重要错误！未定义书签。错误！未定义书签。（三）与 ESG 能源管理系统深度融合.错误！未定义书签。错误！未定义书签。VIII零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006（四）对综合能源技术的应用.错误！未定义书签。错误！未定义书签。（五）对节能技术的应用.错误！未定义书签。错误！未定义书签。（六）评级机构、各交易市场、政府监管平台的标准化与规范化错误！未定义书签。错误！未定义书签。七、能碳系统技术与实施.45（一）前期准备阶段.451.深化设计.452.配置、组装及内部联调.46（二）现场实施.461.系统参数配置与设置.462.工程调试.47（三）验收交付.501.功能测试.502.性能测试.513.工程文档.524.培训.52八、项目案例.531零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书一、一、概述概述（一）（一）编写目的编写目的本文件规定了零碳数据中心碳管理范围、可视化要求和系统功能。零碳数据中心园区能碳管理系统是一种用于监测、评估和改进数据中心能源消耗和碳排放的系统。园区内的各项设备和环境因素都会被监测和评估，以帮助管理者更好地了解能源利用情况，进行管理和优化，为数据中心碳管理未来数字化、智慧化发展提供参考。（二）（二）适用范围适用范围数据中心能碳管理系统是零碳数据中心必不可少的碳管理工具，可供从事数据中心的规划设计、新建、改建、扩建工程的技术选型、工程实施、运行管理等人员参考。二、二、术语和定义术语和定义下列术语和定义适用于本文件。（一）（一）零碳零碳数据中心数据中心零碳数据中心是指对其在生命周期内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过节能减排、清洁能源替代化石燃料、植树造林、二氧化碳捕集利用与封存、碳交易等方式进行抵消，实现总碳排放为零的数据中心。数据中心应采用绿色先进节能技术及节能管理手2零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006段不断降低碳排放，对以碳交易方式进行碳排放抵消的，其比例宜限定在一定的范围之内，并给出持续改进的、以技术手段实现零碳的优化方案。（二）（二）温室气体温室气体大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。本文件中指：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）及三氟化氮（NF3）。（三）（三）碳碳排放排放是指煤炭、石油、天然气等化石能源燃烧活动和工业生产过程以及土地利用变化与林业等活动产生的温室气体排放，也包括因使用外购的电力和热力等所导致的温室气体排放。碳排放权交易管理办法（试行），中华人民共和国生态环境部令第 19 号（四）（四）数据中心的数据中心的碳碳排放范围排放范围基于世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展工商理事会（WBCSD）共同发布的温室气体盘查议定书（GHG Protocol），针对企业的温室气体排放划分的三个范围，结合零碳数据中心建设标准（T/CA 301-2021）确定数据中心的排放范围。范围一定义为“报告企业直接拥有或控制的运营产生的排放”；3零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006对应零碳数据中心建设标准（T/CA 301-2021）中碳排放组成的Cjs、Cyw、Ccc 参数中的直接排放部分。Cjs 中范围一排放主要包括施工机械燃油排放（电动机械排放算范围二）、燃油、燃气类施工车辆排放；Cyw 中范围一排放主要包括以下设备的排放（如果配置）：后备油机工作的排放、直接供给数据中心工作的燃气三联供发电设备的排放、园区燃油燃气类车辆排放、制冷设备冷媒泄露排放等；Ccc 中范围一排放主要包括施工机械燃油排放（电动机械排放算范围二）、燃油、燃气类施工车辆排放。范围二定义为“报告企业消耗的购买或收购的电力、蒸汽、供热或供冷而产生的排放”；对应零碳数据中心建设标准（T/CA301-2021）中碳排放组成的 Cyw 参数中的排放，包括专为支撑数据中心运行而购买或收购的电力、蒸汽、供热或供冷而产生的排放。范围三定义为“报告企业供应链上发生的所有间接排放（范围二中未包括的），包括上游和下游的排放”。对应零碳数据中心建设标准（T/CA 301-2021）中碳排放组成的 Cjc、Csb 以及 Cjs中材料的排放。Cjc：建筑建材生产运输阶段的碳排放，应为建材生产阶段碳排放与建材运输阶段碳排放之和，该指标应在设计阶段由设计、建设单位对材料清单进行计算。Cjs：数据中心建设阶段的碳排放，包括工程器械、工程车辆和施工人员活动产生的碳排放，应由建设单位对建设阶段的过程碳排4零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006进。Csb：数据中心设备及材料生产运输阶段的碳排放，包括除建筑建材外的所有设备和材料在生产、运输阶段产生的碳排放，该参数在采购阶段，由设备清单，按照材料重量进行核算，对于无法细分的设备，按设备重量 1.1 倍的冷轧碳钢板卷的碳排放等效计算。（五）（五）绿绿电电根据国家发展改革委、财政部、国家能源局关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知发改能源20231044 号的定义，绿电是指全国风电（含分散式风电和海上风电）、太阳能发电（含分布式光伏发电和光热发电）、常规水电、生物质发电、地热能发电、海洋能发电等已建档立卡的可再生能源发电项目，以及 2023 年 1 月 1 日（含）以后新投产的完全市场化常规水电项目所生产的电量。三、三、零碳零碳发展背景与发展背景与挑战挑战（一）（一）国国内外发展背景内外发展背景全球气候变化，关系着人类的生存和发展，是当今国际社会最为关注的生态环境问题。由 196 个缔约方一致通过的巴黎协定（2015），为 2020 年后全球应对气候变化行动做出了安排，提出“把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于 2C 之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上 1.5C 之内”。要实现该目标，必须携手推进碳中和。基于碳中和目标，全球各国提出了各5零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006自的碳中和目标：其中芬兰承诺 2035 年实现碳中和，奥地利、冰岛承诺 2040 年实现碳中和，瑞典承诺 2045 年实现碳中和，英国、美国、法国、欧盟、加拿大、韩国、日本、德国等发达国家承诺 2050年实现碳中和。我国政府以全国长期目标为导向，相继制定了应对气候变化的战略和目标。2020 年 9 月 22 日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会提出：“力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。”2020 年中央经济工作会议要求抓紧制定 2030 年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰。要加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源，加快建设全国用能权、碳排放权交易市场，完善能源消费双控制度。要继续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应。要开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力。在双碳的进程中，产业园区成为建设城市低碳转型和产业升级的重要抓手。中国已有 2000 多个国家级及省级工业园区，贡献了全国工业产值的 50%以上，工业园区也同时贡献了全国二氧化碳排放量的 31%。与此同时，大规模的工业园区也有达到系统性节能减排得天独厚的优势，能够通过能源、交通、建筑、产业、生活、智慧等综合调整的战略规划，推动达成生态、零碳、智慧的新产业模式。数据中心。针对工业园区的减排，国家也密集出台了系列政策。2021 年 106零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006月生态环境部关于在产业园区规划环评中开展碳排放评价试点的通知:选取一批具备碳排放评价工作基础的国家级和省级产业园区开展试点工作，以生态环境质量改善为核心，采取定性与定量相结合的方式，探索开展不同行业、区域尺度上碳排放评价的技术方法，包括碳排放现状核算方法研究、碳排放评价指标体系构建、碳排放源识别与监控方法、低碳排放与污染物排放协同控制方法等方面。通过试点工作，重点从碳排放评价技术方法、减污降碳协同治理、考虑气候变化因素的规划优化调整方式和环境管理机制等方面总结经验，形成一批可复制、可推广的案例，为碳排放评价纳入环评体系提供工作基础。2021 年 2 月国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见:科学编制新建产业园区开发建设规划，依法依规开展规划环境影响评价，严格准入标准，完善循环产业链条，推动形成产业循环耦合。推进既有产业园区和产业集群循环化改造，推动公共设施共建共享、能源梯级利用、资源循环利用和污染物集中安全处置等。2021 年 11 月工信部、人民银行、银保监会、证监会关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见:鼓励运用数字技术开展碳核算，率先对绿色工业园区等进行核算；支持在绿色低碳园区推动基础设施领域不动产投资信托基金（基础设施 REITs）试点；鼓励建设中外合作绿色工业园区，推动绿色技术创新成果在国内转化落地。7零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-020062021 年 12 月发改委、工信部关于做好“十四五”园区循环化改造工作有关事项的通知:通过优化产业空间布局、促进产业循环链接、推动节能降碳、推进资源高效综合利用、加强污染集中治理等循环化改造，实现园区的能源、水、土地等资源利用效率大幅提升，二氧化碳、固体废物、废水、主要大气污染物排放量大幅降低。2022 年 1 月国务院“十四五”节能减排综合工作方案:引导工业数据中心向园区集聚，推动工业园区能源系统整体优化和污染综合整治，鼓励工业数据中心、园区优先利用可再生能源。（二）（二）数据中心行业数据中心行业挑战挑战国际能源署（IEA）最新研究显示，伴随物联网持续发展，未来对数据服务的需求将呈现出指数级增长。在此推动下，全球数据中心平均增速高达 7%。随着我国数字经济转型不断推进，以及新一代通信技术的应用和物联网 IoT 的落地实施，近 5 年机架投放市场的年平均增速高达 30%1。数据中心园区作为工业园区新兴业态逐渐受到了社会的关注。在实现零碳发展过程中，数据中心行业面临着许多挑战。首先，数据中心超高的用电量是实现零碳目标的难点之一。数据中心需要保持 24 小时不间断地运作，因此需要大量能源供给。目前，大部分数据中心仍然使用化石燃料等高碳能源提供的电能来运行和维护设备，1ABB 数据中心碳中和白皮书8零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006这就导致了二氧化碳排放量居高不下。由中国工程建设标准化协会城乡建设信息化与大数据工作委员会和中国投资协会能源投资专业委员会联合发布的零碳中国数据中心蓝皮书,对数据中心的用电及其由此带来的二氧化碳排放进行了深入浅出的研究。数据显示，2020 年全国数据中心用电量为 870 亿度，占全社会用电量的 1.16%，产生的二氧化碳排放约为 7,290 万吨。预计到 2030 年，数据中心用电量可能在 2020 年基础上翻一番，高达 1,800 亿度，用电量产生的碳排放值将达到全社会碳排放的 1.5%2。从数据中心全生命周期来看，以温室气体核算标准的边界定义，需要分别从三个范畴来分析数据中心的碳足迹数据中心所有或可控制的排放源带来的直接温室气体（GHG）排放、以能源使用为主体的能源间接 GHG 排放、以组织活动引起的其他间接 GHG 排放（包括使用的资产、设备的生产过程所产生的 GHG 排放）。如何降低数据中心能耗，提高能源利用效率，是实现零碳目标的关键。其次，数据中心内部设备的高功率计算导致设备散热量高，经常需要进行强制散热，而这会将大量热能释放到空气中，造成能源浪费和环境污染。因此，如何有效地处理数据中心的热量问题，实现节能减排，是零碳发展面临的另一个挑战。此外，数据中心行业也面临着更新迭代速度快的问题。当前技术发展非常迅速，数据中心的硬件设备、软件系统等需要不断地升2ABB 数据中心碳中和白皮书9零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006级迭代，这导致旧设备很快被淘汰，而新设备的生产过程也会带来大量的碳排放。除此之外，近年大量数据中心的建立，在建设过程中也造成了很多空气和水污染等环境影响。因此，为了实现零碳发展，数据中心需要考虑如何更好地管理建筑、设备的更新和替换。在全球经济一体化的背景下，供应链的因素也不同忽视。数据中心的硬件设备需要从全球各地的供应商中采购，这可能涉及大量的运输、加工和生产等环节。因此，数据中心需要在供应链上寻找更环保、低碳的选择。但是在这个过程中，数据中心企业面临着以下困难：确定边界：确定哪些活动应该被包括在范围 3 碳排放中，例如供应链、客户使用和废弃物处理等数据收集：收集范围 3 碳排放所需的数据可能比较困难，因为这些数据通常需要从供应链中的多个来源收集。确保数据可靠性：范围 3 碳排放数据的可靠性可能受到供应链中各个环节数据收集的不一致性和不准确性的影响。达成计算方法的共识：确定如何计算范围 3 碳排放比较复杂，因为需要考虑多个因素，例如供应链中的不同环节、不同产品和不同地区的影响。综上所述，数据中心行业在实现零碳发展方面面临着能源消耗、热量处理、成本控制等多重挑战。为了实现零碳发展目标，数据中心需要采用节能减排技术，探索新的能源利用方式，积极推广低碳能源，加强环保管理，降低对环境的影响，加强循环利用。同时，政府、企业和社会各界也需要共同努力，为数据中心实现零碳发展10零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006提供必要的支持和保障。四、四、零碳零碳管理管理（一）（一）零碳零碳管理目标管理目标零碳管理的目标是实现数据中心可持续发展经营，满足社会、经济发展及法律法规的需求。对于数据中心而言，需要规划严格的零碳管理目标，包括设立自身运营范围内的碳中和目标、范围 3 碳中和目标、碳抵消的原则性说明、设立绝对减排目标、设立节能目标、碳披露目标等。通过零碳管理，可以达到以下目标：（1）减低数据中心的碳排放量，降低其对环境的影响。北京市和广东省已经将数据中心纳入区域碳排放关管理体系，制定并动态更新数据中心碳排放基准值和先进值，以市场化的方式推动数据中心减少碳排放，能效水平差、碳排放量超过主管部门核发配额的数据中心运行单位需要从市场上购买配额履行碳排放控制责任。同时，目前全国碳市场虽并未纳入数据中心行业，但由于数据中心用电特性与有色金属（如电解铝）较为类似，当数据中心总用电量达到一定的体量时，很有可能也将进入全国碳市场的管控体系。因此，加强碳管理，提前引入管理体系，对接国际标准，将为成为行业的刚需。（2）增加数据中心的经济效益。节约能源、降低成本一直是数据中心追求的目标，而零碳管理可以实现数据中心的节能减排，通过优化设备和能源使用方式、改进供电和冷却系统等技术手段，降11零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006低能耗的同时也可以降低成本。（3）金融机构是推动全球绿色转型的重要力量。为实现我国2030 年“碳达峰”目标，自 2021 年起累计绿色投资需求的保守估计为 14.2 万亿元人民币。金融机构也将推动企业层面碳核算和碳信息的披露。数据中心作为新基建的重要代表，其绿色化、零碳化转型也将是绿色金融的重要议题之一。通过零碳治理，形成满足金融投资标准的绿色资产，获取更广的融资渠道和更低的融资成本，也将成为零碳管理的目标之一。（4）实施零碳管理还可以提高数据中心的品牌形象和社会责任感，为数据中心带来更多的商誉和市场机会。（二）（二）零碳零碳管理方式管理方式1、能源结构清洁化数据中心在运营的过程中的主要排放是范围 2 的用电排放，用电排放占用了数据中心运营总排放的 90%以上，所以用电能源结构清洁化是数据中心降低运营碳排放的主要手段。由于当前中国的发电量结构中占 70%以上仍为燃煤发电，发电同时伴随着大量的温室气体及其它污染物排放。因此积极参加电力交易购买绿电、投资新能源项目是数据中心实现能源结构清洁化的主要手段。2、节能降耗（1）从技术设计及运营运行进行减排12零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006图 1 节能减排措施（2）AI 节能优化优化冷却系统：数据中心通常需要大量的冷却来确保设备正常运行。AI 可以通过分析数据中心内的热图，动态调整冷却系统来确13零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006保最佳温度，从而节省能源。需求响应管理：AI 可以预测数据中心的能源需求，以及何时可以从电网中获取能源。这有助于数据中心在电价最低时购买能源，进一步节省成本。设备健康监测：AI 可以持续监测数据中心的设备健康状况，预测何时可能出现问题，并在问题发生之前采取预防性措施。这样可以减少意外停机时间，提高整体效率。动态电源管理：通过分析负载和需求，AI 可以动态地调整电源分配，确保每个设备都得到其所需的电力，但不会浪费额外的能源。自动化任务：AI 可以自动执行诸如数据迁移、备份和负载均衡等任务，从而提高数据中心的效率。数据中心设计优化：使用 AI 对设计进行模拟和分析，可以找到最佳的布局和设计，确保空气流动和冷却效率最大化，从而节省能源。预测性维护：通过对设备数据的实时分析，AI 可以预测哪些部件即将失效，这可以减少突然的设备故障和与之相关的能源浪费。3、实现价值链减排的间接减排和排放抵消如战略性采购物流运输服务和包装，优先选择能够提供电动运14零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006输服务和绿色包装的供应商，使用绿色建筑材料，使用更低温室效应的空调制冷剂；持续开展行动，降低差旅和出行的碳足迹，包括鼓励员工采取拼车、乘坐公司大巴等出行方式；逐步落实绿色供应商管理计划和绿色供应链制度，结合数据中心商业部门，建立数据中心碳足迹评估机制，以达到节能减排的目的长期推动供应商设定以科学为基础的减排目标，通过提供低碳、低成本的解决方案和激励机制帮助加速价值链的低碳转型等。最后对于无法减少的排放，通过基于自然的碳减排解决方案进行抵消。（三）（三）零碳零碳管理工具管理工具数据中心零碳管理工具是指基于共同认可的核算体系/标准，用于帮助数据中心或组织实现减少碳排放和实现零碳目标的软件或硬件工具。温室气体核算体系（GHG Protocol）由环境 NGO 世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展工商理事会（WBCSD）从 1998年开始联合建立，是国际广泛使用的碳排放计算和报告标准。温室气体核算体系有两个核心部分，分别是企业会计与报告标准（企业排放清单方法学）和项目会计与报告标准（项目排放清单方法学）。旨在为企业公开报告和参与自愿或强制性的温室气体项目、进入温室气体市场提供指导，也能帮助公司识别温室气体排放源并排序，减少公司层面的温室气体排放。现有的温室气体核算体系由四个标准组成：温室气体核算体系企业核算与报告标准、企业价值15零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006链（范围 3）核算和报告标准、产品生命周期核算和报告标准和温室气体核算体系项目量化方法。除了温室气体核算体系之外，目前认可的温室气体核算标准还有 PAS 2060，ISO 14064 以及我国颁布的行业减排标准等等。基于上述标准体系，开发出来的管理工具可以帮助数据中心或跟踪和管理其碳排放，识别和评估减排机会，制定减排计划，并监测和报告减排成果。考虑到能源管理系统是目前市场上的主流工具，然而能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变是新形势新目标下的要求，需要在现有能源统计基础上，进一步建立和提升碳排放统计能力，完善基础数据质量，做到碳排放数据的可信与可比。因此针对数据中心各碳排放范围的核算，建立一套智能化能源碳管理系统是形势所需。五、五、零碳零碳数据中心数据中心园区园区能能碳碳管理系统管理系统能碳管理系统一般包括能源管理、碳管理、碳抵消、供应链管理以及绿色治理 5 大模块，及其子模块单元，如下图所示16零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006图 2 能碳管理模块（一）（一）能源管理能源管理数据中心能源利用效率指标是衡量数据中心能效的量化标准，它可以反映数据中心运行过程中的能耗利用情况，是作为数据中心设计和运维优化改进的重要依据和衡量指标。数据中心的能耗一般由制冷系统、供配电系统、IT 系统、照明及办公等辅助系统组成，能耗管理的目的即是为了全面掌握能源消耗的情况，做到心中有数，合理调配能源，建立能源使用预警，做到安全生产，最终通过测试、统计、分析、改善能源管理方法，提高能源利用率。1.1.能耗采集能耗采集首先需要确定数据采集的范围和方法。这涉及到边界的划定、活动过程的分类、数据来源的准确性和可靠性等问题。需要根据实17零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006际情况选择合适的数据收集方式，如手工记录、计量设备、自动监测、传感器等。能耗采集应尽可能增加自动监测设备/仪表，具备动态实时性能力，在条件不成熟的情况下，亦可通过人工录入方式。如通过读取能源表或电表来收集用电量、用热量，用气量，用煤量、用油量等数据信息。数据中心在数据监测中，如无法直接读取相应的水、电、气仪表来获取，亦可从供应商处收集。能耗图表支持模板化，可通过添加卡片方式，添加关注的设备用电图表。按系统：按生产系统（IT、制冷、电气损耗、辅助）、交通系统、基础设施系统以及能源系统统计。按空间：包含 ECC、楼栋、楼栋南北区、包间以及园区其他的公共空间。按设备：按变压器、HVDC、UPS、冷机、水泵、末端空调、柴油机等重要设备统计对比。2.2.能耗分能耗分析析数据中心通过能耗分析功能统计分析不同节点和设备的能耗数据，包括电能表、燃气表、水表等计量装置的能耗数据。基于系统（制冷、IT、电源、辅助）、机房、设备等多个维度，对数据中心的能耗分布进行统计分析，计算 PUE、PLF、CLF、ALF 等能效指标，了解现有能耗的分布情况，使用特点，掌握所有设备实时用电状态，18零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006对用电量过大设备提前做出预警，保证用电安全。基于系统的维度，统计各系统用电占比及各系统内设备用电占比；基于机房的维度，统计各机房用电及能效指标；基于设备的维度，统计分析各设备用电及排名。数据中心需向能碳系统植入每年及每月的规划的能耗指标，能碳系统会根据数据中心的用电、用水、用气来分析和计算实时的能源消耗总量和能耗强度，并与规划的能耗的指标和历史能耗指标进行对比分析，分析哪个能耗点出现异常消耗，也给数据中心能耗使用规划调整提供实时的数据基础。通过对收集到的能耗数据进行计算分析，可以将不同设备的能耗情况归类整理，建立能源模型，预测未来的能耗趋势，精准定位能源浪费的环节。能耗分析提供多样的能耗分析样式，方便运维人员自主进行能效的分析。通过分析工具，对各楼宇能耗、各子系统（BA、配电、空调、照明等）的能耗展示、构建能耗间的关联关系；通过同比、环比分析给出能效分析曲线，为运维管理者提供节能控制依据。能耗统计分析一般有子系统维度、空间维度、设备维度三个方面1、园区、单个数据中心楼栋的整体能耗按 IT、制冷、电源、辅助四个子系统进行区分，对每个子系统的能耗使用情况进行统计和分析。19零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006（1）整体能耗统计分析：各子系统日/月用电量值，各子系统日/月用电量曲线，各子系统用电量同比/环比。（2）IT 系统能耗统计分析:IT 系统日用电量曲线、IT 机柜日/周/月用电量统计。（3）电源系统能耗统计分析:电源系统（用电）损耗趋势曲线、电源系统设备（变压器、UPS、HVDC、直流电源）损耗分布、电源设备统计、各层级电源（10KV、380V、末端）功率对比。（4）制冷系统能耗统计分析:制冷系统能耗趋势、制冷设备（空调、冷水机组、一次泵、二次泵、冷却塔、列间空调等）日/月能耗分布曲线、制冷系统包间（按模块机房）能耗对比、制冷设备（空调、冷水机组、一次泵、二次泵、冷却塔、列间空调等）日/周/月用电排名。（5）辅助系统能耗统计分析:辅助系统能耗趋势曲线、辅助系统（照明、消防、弱电、其他）损耗分布、辅助设备统计。2、能耗统计分析：空间维度按园区、楼栋、楼层、房间维度展示各空间整体用电（PUE、用电量、功率）及趋势曲线。3、能耗统计分析：设备维度按设备（配电相关/机柜/末端空调/水泵）维度展示用电及趋势曲线。20零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-020063.3.能耗优化能耗优化数据中心进行能耗优化需要综合运用技术、管理、制度等手段，针对具体情况制定相应的规划和措施，实现绿色低碳发展。数据中心可以通过以下措施来进行能耗优化：1、完善能源管理体系。建立完整的能源管理系统，包括能源消耗监测、数据分析和评估、指标制定、计划实施和效果评估等环节，确保能源消耗状态得到精准监控和全面分析。2、节能技术的持续更新。不断引入先进的节能设备和节能技术，如高效节能灯具、变频调速技术、热泵技术等。同时对现有设备进行改造升级，提高设备利用率和运行效能。3、优化生产流程。通过优化生产流程，降低能源消耗，例如生产排程、人员调配、设备运行及停机调度等方面进行优化。4、采用可再生能源。如太阳能、风能、水能等经济可行的可再生能源，以减少传统非可再生能源的使用，并对所选用的可再生能源进行节能和效率优化。5、提升员工节能意识。加强员工培训和教育，传达节能理念，促进员工节约能源，鼓励员工在工作中参与节能活动。数据中心将优化后的数据传输给能碳系统能耗优化模块，该模块可整合 AI 节能优化以及专家调优等功能，对于优化后的结果进行分析，给出进一步提升的策略，并对通过能效分析得出的能效报告21零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006进行统一管理。4.4.综综合考合考核核在实施了能耗优化措施后，需评估数据中心园区的能耗指标。，目前主流的考核以 PUE 和 WUE 为主，同时为了更加全面地分析，也应考虑到碳使用效率 CUE（数据中心所消耗的碳排放量与其 IT 负载之比）和能源回收效率 ERE（数据中心所回收和再利用的总能源占总消耗能源的比例）。同时根据不同管理维度的需求，也可以考核数据中心能耗配额、动态显示水、电、气等能耗有效 KPI 值。在考核指标确认后，综合考核模块可以实现以下功能：1、对区域各数据中心自动进行能耗排名，用能比较；2、通过页面直接展示当年能耗、当年计划能耗、当年节约能耗、当年节约碳排放等信息。3、定期核对数据中心能效指标，找出能耗异常的区域、数据中心；4、根据用能情况将能源消费计划任务分解到各个数据中心。5.5.能流图能流图根据数据中心能量消耗情况，输出数据中心内部能量流向的图形，直观形象的概括数据中心能源系统的全貌，分析数据中心的用能状况，从而为数据中心节能提供方向和途径。输出的能流图可根22零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006据时间、用能种类、用能场景来进行选取和切换，方便数据中心对不同单元、不同时间段、不同用能类型进行比较分析。能流图主要内容如下图所示：图 3 能流图（二）（二）碳碳管理管理1.1.碳核碳核算算根据 ISO14064 和 GHG Protocol 碳排放分类划分标准，数据中心碳排放按照范围 1/2/3 进行划分，主要排放源如下图所示23零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006图 4 碳排放源划分数据中心碳盘查是碳管理的数据基础，通过碳盘查掌握数据中心各排放源的碳排放量数据，为数据中心设置碳中和目标和减排计划做好数据支撑。目前，数据中心部分排放源的监测可实现自动采集，随着未来数据中心智能化程度的提高，碳盘查将更多的实现自动 DCI，数据互联互通。1、数据中心范围 1 碳核算：（1）柴油消耗:数据中心需要备有柴发设备，以供数据中心不间断的用电；作为数据中心的备用电源，柴油消耗会排放一定的二氧化碳，通过监测柴油流量计或与数据中心运维系统互联互通，可实现柴油消耗统计。（2）制冷剂逸散、灭火剂排放、高压灭弧系统：数据中心的制冷剂逸散主要是空调使用或维修过程中产生的氢氟烃，远远高于CO2 的温室效应潜力值，不同制冷剂的 GWP 存在有较大的差异，数据中心常见的制冷剂主要有 R410a、R22、R32 等，；灭火剂碳排放主要是通过不同的灭火剂长期存放产生的泄露或火灾过程中灭火剂的使用产生的，数据中心按照温室气体类型划分主要为：二氧化碳24零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006灭火剂和七氟丙烷灭火剂，；高压灭弧系统主要存在数据中心的中压柜或大型数据中心园区内自建的 110KV 变电站中，其主要成分为六氟化硫，。此三种碳排放源的碳核算可通过碳管理系统与数据中心自身的资产管理系统相结合，形成自动传输和接入；或通过人工填报方式实现数据采集和填报。（3）交通车辆碳排放：数据中心或数据中心园区的交通碳排放，主要是通过自身拥有的燃油汽车的使用，而产生的碳排放；交通碳排放的核算可通过与数据中心或园区的物业管理系统，结合加油记录和车辆仪表校核，实现数据获取。2、数据中心范围 2 碳核算：数据中心范围 2 的碳排放源主要包含：外购电力、热力、蒸汽以及冷气，可通过监测仪表实现自动采集，也可通过与数据中心的运维系统相结合，实现数据的互联互通。3、数据中心范围 3 碳核算：数据中心范围 3 碳排放主要包括供应链的上下游，例如数据中心采购的原材料、施工过程中的能源消耗、施工人员的日常工作和生活、机电设备生产、废弃物回收与利用等，范围 3 涉及的范围较广，数量众多，可采用供应链智能化管理方式或碳足迹产品认证或人工填报方式，实现基础数据的采集。碳核算功能的实现方式主要包含以下几方面：25零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006（1）确定数据源：识别需要采集和提取数据的来源，如数据库、应用程序、传感器、文件等。确定数据源的类型和位置，以便后续进行数据的自动读取和提取。（2）数据集成：使用适当的数据集成工具或技术，将不同数据源中的数据整合到一个集中的数据存储或数据库中。这可以包括ETL（抽取、转换和加载）工具、API 集成、数据仓库等。（3）设定自动采集：根据数据源的特点和可用的工具，设定自动采集数据的方式和规则。这可以包括定时任务、事件触发、API调用等，确保数据能够自动按需获取到指定的位置。（4）数据提取和转换：使用适当的数据提取和转换工具，读取和解析数据源中的数据。这可以包括使用 Web 爬虫、API 调用、文件解析等技术，将数据转化为可用的格式，便于后续处理和分析。（5）数据验证和清洗：自动采集的数据可能会存在错误或不一致的情况。通过设置数据验证和清洗规则，对采集到的数据进行验证、校验和清洗，确保数据的准确性和一致性。（6）数据存储：将提取和清洗后的数据存储到适当的位置，如数据库、数据仓库、云存储等。确保数据存储的可靠性、安全性和易访问性，方便后续的数据处理和分析。（7）错误处理和监控：设置错误处理和监控机制，能够自动检测和处理数据采集和提取过程中的错误。通过日志记录、告警通知等方式，即时发现和解决数据的异常情况。26零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006（8）自动化调度：根据需求和计划，设定自动化的采集和提取任务的调度时间表和频率。可以使用定时任务或调度工具，确保数据的及时采集和提取所有排放源的数据采集采用自动 DCI+人工校核方式，保证基础数据的准确性。根据各碳排放源的数据实时计算其碳排放量，在计算各排放源碳排放量的过程中，数据中心可根据自身不同的需求采用以下核算依据：ISO14064、GHG Protocol、我国 24 个行业碳核算方法与报告指南、其他行业标准、不同的团体标准和地方标准等。2.2.碳碳分分析析碳分析功能主要是针对数据中心各碳排放源排放情况，进行数据化梯度分析，识别主要的碳排放来源、趋势和关键点，为数据中心提供关于减排策略的决策支持，帮助制定和实施减排计划。根据每个碳排放源的碳核算结果，进行实时碳分析，碳分析主要通过以下两个维度：1、横向分析维度，通过对各排放源的碳排放量进行横向比较分析，分析数据中心在不同阶段的主要排放源，占比情况，重点关注点等。2、纵向分析维度，通过对各排放源的时间维度进行纵向比较分析，分析每个排放源的排放纵向变化，排放异常情况分析，行业对比分析、减排潜力分析等。根据两个分析维度输出分析报告。27零碳数据中心园区能碳管理系统白皮书ODCC-2023-02006分析方式主要包含以下几种：1、统计分析：对碳排放数据进行统计