数据中心托管的服务器需要全年不间断运行以向互联网用户提供服务，同时需要空调等辅助制冷设备实时供应冷能以维持其可靠运行，因此电能消耗量巨大。随着数据中心的大量建设，数据中心将面临日益增长的资源和电力需求，高能耗成为阻碍产业发展的主要问题之一。
数据中心能耗增长，IT设备与空调系统为主要能耗构成
数据中心是公认的高耗能行业，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增，其耗电量在2020年突破2000亿千瓦时，约占全社会用电量的2.71%，2014-2020年，数据中心耗电量占比逐年升高。
数据中心的耗能部分主要包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。整体来看，由服务器、存储和网络通信设备等所构成的IT设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的45%。其中服务器系统约占50%，存储系统约占35%，网络通信设备约占15%。空调系统仍然是数据中心提高能源效率的重点环节，它所产生的功耗约占数据中心总功耗的40%。电源系统和照明系统分别占数据中心总耗电量的10%和5%。
数据中心供电以火电为主，产生大量大气污染物
当前中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。根据《中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》，2018年全国数据中心用电中火电量约为1171.81亿千瓦时。每1千瓦时火电造成的潜在环境影响包括0.04克烟尘、0.2克二氧化硫、0.19克氮氧化物。用电量分别乘以上述单位电量污染物排放量，即可得出整个数据中心行业对大气环境产生的主要污染物总量。
如果未来五年数据中心使用的市电中火电占比保持在2018年的水平，且数据中心行业不主动提高可再生能源的消费量，2023年新增用电量中火电量可能达到771亿千瓦时，将额外造成的大气污染排放量为烟尘3085吨，二氧化硫15426吨，氮氧化物14655吨。
PUE值仍存较大提升空间，PUE成为新建数据中心的重要制约因素
PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标，其越接近于1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。2020年12月，《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》提出，大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到1.3以下。
根据《全国数据中心应用发展指引(2020)》数据，目前国内在用超大型和大型数据中心PUE值分别为1.46和1.55，尚有较大的优化空间。
为了降低能耗及成本，很多企业将数据中心放在水电资源丰富的贵州、云南等省份，由此可见，中西部地区数据中心机架数量占比呈上升趋势。虽然低廉的电价可以让企业节省大笔用电费用，但相对于中东部地区，由于远离数据中心用户聚集之地，需要在光纤、基站等长距离传输设备的架设和维护上耗费较高的精力和成本，并未从根本上解决数据中心的能耗瓶颈。
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