数据中心运营商如何向可再生能源转型

2021-05-17 14:19:19
David Mytton
文章摘要: 为了避免绿色环保企业的指责,数据中心运营商必须考虑对可再生能源产品组合进行投资。可再生能源证书(REC)可能会发挥一定的作用,而即使存在财务风险,电力采购协议(PPA)也变得越来越流行。

向可再生能源的转型对于数据中心运营商来说是一个重要但不容易实现的目标。尽管过去十年IT能源效率有了显著提高,但有迹象表明,这种情况可能不会持续下去。摩尔定律可能正在放缓,如今越来越多的人员和设备连接互联网,互联网流量的增长速度比以往任何时候都快。随着能源消耗的增加,数据中心运营商需要向全天候采用100%的可再生能源转型。

数据中心标准企业和第三方认证机构Uptime Institute公司最近发布了一份名为《数据中心可再生能源:可再生能源证书、购电协议及其他内容》的调查报告,其内容涵盖了数据中心可再生能源可持续性战略的关键组成部分。文章指出,科技行业为提高能源效率做出了巨大努力,并且成为可再生能源最主要的购买者。即便如此,大多数数据中心运营商采用的可持续性策略仍然侧重于购买可再生能源证书(REC)。但很多人现在认为可再生能源证书(REC)不能可靠地用于支持采用100%可再生能源的主张。

为了避免绿色环保企业的指责,数据中心运营商必须考虑对可再生能源产品组合进行投资。可再生能源证书(REC)可能会发挥一定的作用,而即使存在财务风险,电力采购协议(PPA)也变得越来越流行。

数据中心运营商采用循序渐进的方法可以简化这一过程。在使用可持续的可再生能源的过程中,数据中心运营商需要采取以下四个步骤:

1.计量、报告、补偿

耗电量只是衡量数据中心运营商碳足迹的一个组成部分,但是相对容易计量,因为可以定期报告确切电力消耗量。而追踪多少电力来自可再生能源和化石能源,可以做出补偿和匹配可再生能源的决定。数据中心运营商可以从电力供应商那里获得这些信息,也可以使用电网级别排放系数。例如,美国能源信息管理局每年都会发布一次这样的信息,其他国家和地区也提供了类似的信息。

一旦知道了总排放量(即数据中心采用电力的总排放量,当然还需要计算整个企业的排放量),下一步就是购买可以抵消化石燃料电力的可再生能源证书(REC)以减轻碳排放影响。但是,这在抵消质量方面面临巨大挑战,因此这种抵消只是权宜之计。在理想情况下,必须为无法通过其他措施(例如通过采用100%可再生能源电力)减少的排放量预留补偿。

计量和报告对于了解碳足迹至关重要,并且有效地成为数据中心运营商开展业务的必要功能。对于某些国家和地区(例如英国)运营业务的大型公司来说,报告碳排放量已经成为一项法律要求。一些科技巨头开始要求其数据中心供应商提供碳排放报告(例如苹果和微软公司,因为他们的净零目标是到2030年实现碳中和或者负排放)。

如果需要报告的话,那么还没有跟踪与采购电力相关碳排放量的数据中心运营商必须投入大量资源才能满足要求。

2.匹配100%可再生能源

在理想情况下,所有用电量应与可再生能源发电设施生产的电力100%匹配。到目前为止,在数据中心行业中,100%的可再生能源匹配通常是通过购买可再生能源证书(REC)实现的,但是签署电力采购协议(PPA)现在成为一种主要方法。可再生能源证书(REC)可以作为不采取任何措施与使用电力采购协议(PPA)之类的工具之间的权宜之计,但它们最终应成为数据中心可持续性战略中的一小部分。

3.电力采购协议

购买可再生能源证书(REC)是数据中心运营商采取可持续发展战略中合理的第一步,但单靠这一点还不够。与当地的可再生能源生产商签署电力采购协议(PPA)及其相关的可再生能源证书(REC),这是真正要求采用100%使用可再生能源的黄金标准。但是即使这样,也并不意味着数据中心实际上正在使用100%可再生能源,而只是将已经购买的等于数据中心能源使用量的可再生能源电力添加到电网中。如果电力市场不允许直接零售电力采购协议(PPA),则可以选择虚拟/财务电力采购协议(PPA)。

这两种类型的电力采购协议(PPA)都涉及定价风险,或者可以作为对冲批发价格变动的对冲工具。对于直接的电力采购协议(PPA),固定价格提供了确定性,但是如果批发价格下跌,则采购者可能会受到长期合同的限制,其支付的电力价格要高于当前市场价格。虚拟/财务电力采购协议(PPA)带来了进一步的复杂性和财务风险:如果批发价低于购买时商定的电力价格,采购方必须向供应商支付其价格差额,那么其支付的费用可能很高。

尽管存在这些风险,但电力采购协议(PPA)的使用量在美国迅速增长,特别是在技术和通信领域。具有高级可持续性计划的数据中心运营商已经直接通过财务/虚拟电力采购协议(PPA)或通过公用事业公司使用绿色供应协议来购买电力采购协议(PPA),这种做法已有数年的时间。

4.全天候使用可再生能源

大多数的匹配(采购的可再生能源电力与实际使用的电力相匹配)每年进行一次,但发电量(电网组合)的变化要低得多。有一些策略可以解决这一问题:可以将不同的可再生能源资源结合起来,以创建混合的电力采购协议,例如将风力发电和太阳能发电设施与储能系统结合起来。这种方法很有用,因为不同的能源可以在不同的时间发电(例如在阳光不足或风力不足时)。

微软公司和Vattenfall公司在2019年宣布推出一款新产品,以提供每小时可再生能源的匹配。该试点项目在微软公司的瑞典总部实施,并在2021年提供每小时一次的Azure云区域匹配服务。如今,并没有一家数据中心运营商能够为其全球数据中心资产实现全天候匹配,尽管个别的数据中心运营商几乎实现了全天候匹配(例如,2019年,谷歌公司在俄克拉荷马州实现了96%的可再生能源使用,在全球范围内每小时使用率为61%)。

全天候使用100%的可再生能源是数据中心运营商的发展目标,而每年进行的匹配还不足以达到使电网实现脱碳的目标。当然,人们希望全天候使用100%可再生能源的电力。然而,大多数国家和地区要实现这一目标需要几十年的时间。

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