双碳战略下的绿色金融数据中心建设探索与思考

□ 文|左勤刚 张 灿 华 乐

0 引言

数据中心作为金融行业的关键基础设施，在金融数字化转型过程中发挥越来越重要的作用。

2020年国内数据中心总耗电量为1969.6亿千瓦时，达到社会总用电量的2.6%。

2020年9月，习近平总书记在75届联合国大会上宣布：中国“二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。因此实现“双碳”目标是生态文明建设的重要内容，建设能源集约型、绿色低碳数据中心是金融行业践行“双碳”目标的重要举措。

1 金融行业数据中心现状

1.1 各金融机构数据中心面临转型

数据中心经历了物理集中、逻辑集中、数据集中、应用集中四个不同阶段，完成了核心系统的升级替换，建立了具有快速响应能力的应用系统体系。为有效化解数据集中带来的风险，保障业务连续性，各金融机构都采用了“两地三中心”的模式，进行IT基础设施的规划建设。经过多年建设，各金融机构数据中心实现了总行省市县的全覆盖，为经济金融的发展提供了有力支撑。随着5G、区块链、人工智能等新一代信息技术快速发展，数据资源存储、计算和应用需求大幅提升，传统数据中心正加速与网络、云计算融合发展，向着资源节约、智能化新型数据中心转型。

1.2 各级数据中心差异性大

一是数据处理能力差异大。各金融机构数据中心都采用总部、省、地市、县的层级结构，各层级数据中心处理能力差异较大。以中国工商银行为例，总行数据中心业务核心主机日均业务处理量超过5亿笔，单日峰值业务量超过7亿笔，主机最高交易率接近2万笔/秒；开放平台核心日均业务量超过1亿笔。而县支行数据中心处理的数据只是局限于本地，单日业务不超过100笔。二是技术水平差异大。各总部层级数据中心在IT设备、机架布局、散热系统、供配电系统以及清洁能源利用系统等方面均达到了较高水平，以提升数据中心能耗管理，降低运行成本。而分支层级数据中心往往以满足功能性需求为主，其技术水平与能源节约不是优先考虑的因素。三是能源利用效率（以下简称“PUE”）值差异大。据统计，各总部级数据中心PUE值普遍可以控制在1.5以内，而分支机构数据中心PUE值普遍高于2。

1.3 资源利用效率有待提升

一是能源利用率有待提升。由于数据中心的配套设施众多，而能源的消耗包括了IT设备、制冷系统、供配电系统和照明系统，其中IT设备和制冷系统占能源消耗的80%以上。能源利用效率的提升对于降低数据中心运维成本有重大意义。二是硬件资源利用效率有待提升。若一台服务器只运行一项业务系统，则服务器的硬件资源利用率较低，服务器所能提供的硬件资源远大于运行应用的实际需要，造成大量的硬件资源浪费。一方面增加用电负荷，另一方面增加了硬件维护工作量和人力成本。

2 金融行业数据中心整体能效不高原因解析

2.1 中小型数据中心制冷系统能效不高

数据中心为满足温湿度条件，其制冷系统需要7＊24小时不间断运行，因此，制冷能耗是数据中心影响能效最重要的因素。目前，金融机构大部分中小型数据中心一方面在制冷技术上通常还是使用传统的风冷直膨制冷技术，其制冷效率偏低，且不能按实际设备的需要进行分配，容易出现过冷现象，导致能耗较高。另一方面在制冷方式上多为房间级制冷，冷热通道开放，且机柜摆放随意，对气流没有特别的规划、遏制，造成机房气流组织混乱，热岛效应问题普遍存在，导致冷量浪费。

2.2 中小型数据中心资源负载率普遍不高

据调查，金融行业大多数中小型数据中心资源负载率普遍偏低。一是大部分中小型数据中心中的服务器、网络设备仅在24%至30%之间，有的CPU利用率、硬盘利用率甚至在10%以下。二是大部分金融机构中小型数据中心UPS负载率在50%以下，地市级数据中心UPS负载率通常不超过20%，有些甚至在5%以下，造成数据中心资源的大量浪费。

2.3 部分数据中心空间布局不太合理

调查发现，金融行业部分数据中心存在空间布局不合理的情况。一是部分数据中心规划面积过大。有些小型数据中心在仅仅承担网络机房作用的情况下，数据中心使用面积超过了100m2，部分功能区机架上有时仅仅放置了零星几台设备，造成了大量照明系统、制冷系统的资源浪费。二是部分数据中心机柜布局不合理。为保持数据中心整体美观，部分数据中心管理者将机柜置于统一方向，容易出现局部过热问题。

2.4 部分数据中心运维效率不高

部分数据中心缺乏专业的运维团队，运维效率不高。对于数据中心出现的局部过冷、过热，照明系统能耗浪费，IT设备宕机、停用、更换等状况不能快速地进行响应处置，使机房在运维管理过程中不可避免的出现能耗浪费。

3 相关建议

3.1 加强顶层规划设计

金融监管机构应积极落实绿色发展理念，加强数据中心顶层规划设计，大力推动绿色数据中心建设改造。一是根据工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》等国家相关政策文件，制订金融行业绿色数据中心新建、改造、运维等各项方案规章制度，并认真督导落实。二是在各层级金融机构中选定部分单位进行绿色数据中心的建设与改造，形成总部、省、市、县各层级的标准化绿色数据中心样版，并将其作为范例在系统内进行大力推广实施。三是加强大型金融数据中心建设项目的指导力度。积极协调各政府部门、水电企业，在项目规划设计、选址、施工、动力选择各阶段给予帮助指导，充分贯彻绿色化、智能化建设理念。

3.2 加快绿色低碳技术应用

金融行业应因地制宜，积极推动绿色低碳技术在数据中心的应用。在制冷系统方面，推动冷板式制冷技术、浸没式液冷技术在大型数据中心的应用，在北方等自然冷源丰富的地区大力推动自然冷却节能技术。在IT设备方面，一是尽量选用带节能技术的低功耗服务器和存储设备，优先淘汰高能耗的设备。二是大力推动虚拟化技术，降低数据中心服务器数量，合理控制硬件规模，提高服务器资源利用率，提升CPU运行效率。三是推动动态容量管理、虚拟快照等先进的存储技术，提高存储系统的使用效率，降低数据中心的空间成本。在供配电系统方面，一是建议推动UPS绿色休眠技术在大型数据中心的应用，根据数据中心实际负载的大小，动态调节UPS工作的台数，解决UPS低负载、高能耗的问题。二是逐步推动市电直供+240V高压直流、分布式供电等技术在数据中心的应用，提升数据中心综合供电效率。

3.3 提升高效清洁能源利用水平

数据中心作为耗能大户，目前使用的能源大多仍是火电，金融行业应大力应用太阳能光伏发电、风能发电、地热发电等清洁能源，将采购可再生能源作为应对能耗挑战的重要解决方案，从源头上降低碳排放，构建绿色数据中心。

3.4 提升数据中心管理水平

确保数据中心安全、稳定、高效运行，需要大力提升数据中心运维管理水平。一是实现数据中心运维管理智能化。金融行业的中大型数据中心应配置智能管理系统，实现数据中心资产信息的实时监控、精细分析，故障点的精准定位，各资源的动态调配以及各IT设备配置补丁程序的快速分发等。二是实现数据中心业务流程规范化。对于金融行业数据中心资源管理、变更等需求，应实行规范化的业务流程管理，形成详细的业务实施方案，实现关键流程的高效跟踪和管理。三是实现数据中心人员管理精细化。金融行业应积极的对数据中心人员进行有效管理，从技术和管理两个层面加强人员管理，减少人为故障。

3.5 加强人才队伍建设

绿色数据中心作为新兴产业，新技术层出不穷，涉及的领域、学科众多，对数据中心运维人员的知识水平、技术能力要求也不断提高，金融行业应大力加强数据中心人才队伍建设，提升科技人员运维保障水平。一是定期开展针对数据中心运维管理人员的技能培训，提高科技人员的运维保障水平。二是加强与高校、科研机构、设备厂商之间的技术交流，提升科技人员的知识广度与深度。三是针对运维保障人员，建立合理的薪酬待遇和职务晋升机制，吸引高素质的科技人才从事数据中心管理工作，拓展运维人员的事业心、责任心，激发运维人员的主观能动性、创造性。

4 结束语

在金融业数字化转型大潮中，金融机构必然对数据中心建设提出更高要求。金融业机构数据中心向着资源节约型、绿色低碳方向发展，是落实“双碳”战略的必然要求和重要举措。如何合理规划数据中心建设，使其朝着低能耗、高能效方向发展，更好支撑金融业机构数字化转型，对金融机构来说是完善数据中心建设的新挑战，也是推动数据中心朝着更高水平发展的新机遇。随着数据中心顶层规划更加科学、布局建设更加合理、低碳技术应用更加普及、绿色能源利用更加广泛，将逐步纾解当前数据中心发展与绿色金融要求难以兼顾的困境，继续驱动数据中心的升级变革，为社会经济发展提供更加有力的支撑动力。