作者 | 金旺
出品 | 锌行业(微信官方账号:xinchanye2021）
CDCC数据显示，2020年，中国数据中心耗电870亿千瓦时。
另一个更直观的参考数据是，2020年中国(也是世界)最大的水电站三峡水电站发电118亿千瓦时，打破了单个水电站年发电量的世界纪录。然而，数据中心全年使用其发电量的78%。
自2006年AWS云服务自发布存储和虚拟机服务以来已经兴起了15年。在云服务兴起的第15年，高能耗仍然是数据中心的主要痛点。
在过去的十年里，国内零售、电子商务、社交网络、旅游等行业已经将主要战场转移到了云。与此同时，更多的传统行业仍在加速云，也就是说，此时，一组数字将刚刚跨越黄金十年的云服务推向了一个拐点。
由碳中和引起的能源调优，再次将数据中心推向风暴中心。
01 "双十一"和“3060"在不久前刚刚过去的双11中，天猫的交易量为5403亿，京东的交易量为3491亿。除了交易量，阿里巴巴和京东还强调了另一个信息——双11生成的订单在云上100%完成。
对两者来说，这是一件非常困难的事情，只是粗略估计，京东双11平均每秒交易超过36万元，特别是在京东将今年双11日启动时间调整到11月10日晚8点后，京东云团队将面临5小时的脉冲数据洪流。
后来，据京东正式宣布，在100%云上双11大型战役中，京东投资了阿基米德团队JC2M十个团队，包括支付技术团队和数据中心团队。
也就是说，京东云数据中心通过技术架构和产品创新、光伏发电和高性能服务器、液冷热回收技术，AI自主研发的智能温控、机器人巡检等技术，实现了京东数据中心双十一期间基础设施能耗降低30%，相应碳排放降低10%。
对于2020年国家提出的3060目标，10%的碳减排可以算是京东在这场持久战中迈出的第一步。
什么是3060？
这两个词在2020年非常流行，看起来非常先进「碳中和」、「碳达峰」说起。
2020年9月22日，中国在第75届联合国大会上提出，二氧化碳排放量力争在2030年前达到峰值，力争在2060年前实现碳中和。
碳达峰是指二氧化碳年排放达到峰值，不再增加；碳中和是指二氧化碳排放与二氧化碳去除技术平衡，二氧化碳净增长为0。
国家3060目标是双碳战略完成的预期时间。
在这一目标正式提出后，国家能源管理局表示，将在2020年底继续出台多项支持光伏产业的政策，生态环境部建议未来十年大力发展风电和太阳能发电。
今年7月，工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》指出，到2023年底，我国新建大型、超大型数据中心的PUE(数据中心能源效率评价指标)要求低于1.3。
与此同时，数据中心首次被列为双高产业，八个枢纽节点以外的数据中心不再给予政策优惠。根据京东集团副总裁傅庆明的分析，这将直接影响数据中心的发展，未来一线城市数据中心的运营成本可能。
在双碳战略中，能源大户数据中心的能源调优率先被列入议程，这对刚刚成为中国第五朵云的京东云来说是一个巨大的挑战。
02 让PUE低于1.1根据国家能源局的数据，2020年中国可再生能源发电量为2020年.2万亿千瓦时，社会用电量占不到30%，70%以上的社会用电量仍由煤炭不可再生能源供电，这是碳排放的主要来源。
数据中心要进行能源调优，首先要从源头上尽可能多地使用清洁能源。
早在2017年，JD.COM就开始在上海亚洲一号智能物流园区部署分布式光伏发电系统，明年正式并网发电，2020年发电量为253.8万千瓦时相当于节约800吨标准煤，减少2000吨二氧化碳排放。
如今，据京东科技京东云事业集团总裁高立强介绍，京东已将分布式光伏发电系统应用于华东昆山和华北廊坊数据中心。这两个大型数据中心的清洁能源利用率已达到10%。
随着云企业成为主流趋势，云厂商数据中心的设备数量日益增加，2021年全国服务器数量增加到1390万台。在数据中心，IT设备耗电量通常占60%~80%，而IT只有3%的设备耗电量用于数据传输，97%的耗电量最终转化为热能。
如何解决数据中心的散热问题，甚至回收这些热量已经成为数据中心目前需要考虑的另一个关键问题。
京东华东、华北数据中心等大型数据中心集群必然会产生大量热量。
过去，数据中心采用的连续制冷方案成本高，自然冷却利用率低。特别是随着大型数据中心服务器规模的增加，设备功率密度不断上升，传统的冷冻水方案更具局限性。
为此，京东和华为开发了智能间接蒸发冷却系统（EHU），该系统采用新一代换热芯和风机设计，将换热芯结垢率降低到75%，换热效率提高5%，风机效率提高8%；整体方案采用冷电融合设计&缩短除湿、隔断防火二合一风阀等功能TTM 50%。
为了解决供电稳定性问题，京东利用锂储能系统直接驱动供电，实现了市电开关过程中温度的0波动，使电网质量满足数据中心的高稳定性要求。
京东云团队认为，在解决了设备制冷问题后，如何回收数十万台服务器产生的大量热量是另一个问题。
在传统的数据中心，通常的方法是通过空调吹出的冷空气流入服务器来帮助服务器冷却，吸收服务器产生的热量达到35~40℃回到空调，通过流体输配系统和换热设备最终将这些热量分散到环境中转换路径为：电源输入服务器→服务器产生热量→排到机房→空调吸收热量→室外通过换热设备排列。
我们应该知道，服务器每年消耗的数亿电能最终几乎都转化为热能。如果能回收利用这些热能，也是实现碳中和的途径。
考虑到这一点，京东云在华北数据中心大规模应用了自主研发的整机柜冷板液冷技术，京东云团队通过35~45℃专门设计的冷板直接冷却服务器芯片，消除了对冷冻水的需求。
另外，采用水冷系统冷却IT设备完成后，返回20℃上述高温水将带出数据中心IT设备散发的热量采用高效变频水源热泵多联机组通过高度自动化的制冷循环系统集中回收。回收的热量可以直接解决整个公园。
正是通过这样的技术创新，京东云在2021年双十一中的数据中心进行了大规模投资，实现了全年运营PUE低于1.1。
除了这些直接提高能源利用率的技术外，京东云还在通过阿基米德智能调度系统进行改进CPU资源利用率通过数字供应链提高仓储物流效率，降低能耗。京东云作为京东自身业务的产业云，也凭借其技术能力输出炮火支持。
03 京东云炮火支援陕西煤化工集团(以下简称陕煤集团)成立于2004年，是省级国有大型能源企业。作为中国第四大煤炭企业，2020年煤炭销量达到1.94亿吨，占全国煤炭销量的20%。在双碳战略下，如何更高效地利用煤炭已成为一个关键问题。
陕煤运销集团是陕煤集团负责煤炭。在过去的销售中，数千吨煤炭对他们来说只是一个小数目。陕煤运销售团队根本无法满足这样的需求。如何让买煤像在JD.COM买日用品一样高效是他们在当前数字化变化中思考的问题。
2020年11月，由JD.COM云建设的运营销云一期项目在陕煤集团正式上线。这个由数字运营销管理中心、智能运营销、智能零售双胞胎系统组成的运营销售云，打通了陕煤集团整个生产、运输、销售环节产生的数据，改变了陕煤集团传统的商业模式。
经过半年的优化，陕煤集团和七家办事处基本实现了从合同签订到付款结算的一网通办。
正是通过这样的云，陕西煤炭集团可以通过在线标准化流通实现煤炭等非标产品的高效、快速、在线交易和结算，最终实现吨煤炭销售。据陕西煤炭运输销售信息办公室主任陈岳介绍，陕西煤炭运输销售集团有8500多辆在线车辆，煤炭交易量超过400万吨，订单交付量超过10万辆。
此外，京东云还为陕西恒盛集团搭建了智能供应链平台，实现了商业混凝土（混凝土）产业上下游的高效协调，日履约率提高了30%；京东云是长三角3C电子零部件制造企业提供AI智能检测技术使工厂零部件的检测速度提高了10倍以上，效率提高了15倍。
根据京东第三季度第三季度财务报告数据，JD.COM云重科、三一重工等1500多家大型企业和152万多家中小企业。
04 京东云的“3060”数据中心是一个高能耗行业，也是云最关键的基础设施，在摩尔定律不能保证计算能力每年翻一番，如何确保云服务可以快速发展，可以实现3060目标，这是所有云制造商面临的严峻挑战，包括京东云。
前者，通过多年的技术积累，京东逐步建立了自己的云原创技术平台、第四代云主机京刚和混合云操作系统云舰，形成了京东云独特的混合云系统解决方案，兼顾自用和外部服务。
后者，京东云从供电系统、制冷系统、系统架构、IT改进数据中心的设备优化四个方面，开始解决数据中心高能耗的问题。
傅庆明说：在未来，我们实际上可以法，我们实际上可以节约60%以上的能耗。最后，只有35%的能耗需要通过购买绿色电力和投资清洁能源发电项目来实现‘碳中和’。
一些行业专家表示，碳中和对数据中心未来发展的影响是不可逆转的，将直接影响云制造商未来的生死存亡。
在这条路上，走出第一个10%的京东云还需要继续加快步伐。
