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1、数据中心综合智慧能源策划书(应用场景一数据中心)2020年4月前言11术语和定义21、1综合智慧能源21、2综合智慧能源项目21、3商业模式22 商业模式核心要素32.1 应用场景32.2 供能模式72.3 技术路线142.4 设计优化242.5 收益模式252.6 管理模式372.7 股权模式382.8 投资建设模式403 风险提示423.1 技术规划风险423.2 供应侧风险423.3 市场风险433.4 其他风险433.5 加强项目敏感性分析44前百为了更加有效的指导区域公司进行市场开发,推进综合智慧能源项目开发的标准化、规范化,促进集团综能项目快速落地,特编制本策划书。本策划书以能源利
2、用最大化、经济效益最大化为目标,形成商业模式九大要素,包括应用场景、供能模式、技术路线、设计优化、收益模式、管理模式、股权模式、投资建设模式和风险提示。多个环节组成的综合和集成的商业行为模式,以应用场景为基础、以客户需求为导向、以持续盈利为目标、以轻资产低风险为特点进行设计,解决综合智慧能源项目开发难点,促进项目落地。区域公司在项目开发和实施过程中可参考本策划书进行数据中心综合智慧能源项目商业模式的落地和创新。1术语和定义1.1 综合智慧能源综合智慧能源是以智能化能源生产、能量储存、能源供应、能源消费和智慧化管理与服务为主线,向终端客户提供综合能源一体化解决方案,追求横向的“电、热、冷、气、水
3、、氢”等多品种能源的协同供应,实现纵向的“源-网-荷-储-用”等环节的互动优化,构建“物联网”与“务联网”(服务互联网)无缝衔接的能源生态体系。1.2 综合智慧能源项目综合智慧能源项目指以区域平衡和就地消纳为主,满足用户电、热、冷、气、水、氢等能源需求及提供增值服务的项目。包括相关能源站、储能设施、配电网、供热、冷、气、水等管网(廊),能源调度控制中心等。1.3 商业模式商业模式是企业为了实现价值最大化,把内外各要素整合,并通过最优实现形式满足客户需求、实现客户价值,形成的一个完整高效的,具有独特核心竞争力,并能持续盈利的系统整合方案。2商业模式核心要素2.1 应用场景2.1.1 应用场景描述
4、数据中心指为集中放置的电子设备提供运行环境的建筑场所,可以是一栋或几栋建筑物,也可以是一栋建筑物的一部分,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区。数据中心以计算机网络、电信网络和远程宽带传输技术有机地融合在一起的信息网络机房,越来越多的上网企业和用户都需要利用信息网来获得他们所需的高效、准确、安全和365天X24小时的连续“互联网信息资源”的增值服务。因此,能否为“信息网络”创造良好的机房运行环境是事关信息网络能否安全、可靠地运行的技术基础。近年来,伴随着互联网信息时代的高速发展,带动了数据中心井喷式的发展。电信、能源、金融、交通等重点行业对数据中心的需要日益增长。有数据统计,2014年我国已
5、有58.8万个数据中心,2014年以后每年新增数据中心面积在800万左右,新增数据中心个数在3万个左右。面对发展如此迅速的数据中心,其能源消耗也在迅速增长。我国数据中心能耗已占全社会总能耗的2%,占全国建筑总能耗的10%o800(元亿)模规场市714.5图2.1-120092016年我国数据中心市场规模发展图2.1.2 应用场景分析数据中心能耗高,节能意愿强烈目前,我国数据中心主要集中在北京、上海、广东等经济相对发达的城市。2017年1月,工信部编制印发大数据产业发展规划(2016-2020年)。发展目标:到2020年,大数据相关产品和服务业务收入突破1万亿元,建设10T5个大数据综合试验区,
6、培育10家国际领先的大数据核心龙头企业和500家大数据应用及服务企业。大数据综合试验区包括京津冀、珠三角、上海、贵州、内蒙、河南、重庆、沈阳等地区。大数据核心龙头企业也多聚集在京津冀、珠三角、上海等经济相对发达的城市和地区。这些地区本身是电力净输入区域、过于庞大的数据中心需求加重了这些地区的供电压力,增加了整个城市的输配电成本。图2.1-2大数据中心综合试验区分布图北京市已经要求“全市层面禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务中的数据中心(PUE值在1、4以下的云计算数据中心除外);中心城区全面禁止新建和扩建数据中心(北京市新增产业的禁止和限制目录(2018年版)。上海市人民XX
7、在上海市节能和应对气候变化“十三五”规划(沪府发201712号文)提出确保数据中心能源利用效率(PUE)值优于1、5o该政策的出台从侧面说明了数据中心节能问题日益受到社会各界的重视,数据中心节能改造是大势所趋。为推动数据中心节能与绿色发展水平持续提升,工信部颁布了绿色数据中心先进适用技术产品目录(2019年版),涉及能源、资源利用效率提升,可再生能源利用、分布式供能和微电网建设,废旧设备回收处理、限用物质使用控制,绿色运维管理等4个领域50项技术产品。从技术、设备、产品方面对数据中心改造给出的指引。因此,建设低能耗、高能效、高环境保护标准的绿色数据中心,降低数据中心能耗及PUE值,不仅符合运营
8、企业降本增效的需求,更符合整个社会节能减排的需求。绿色电力是数据中心未来主要电力数据中心是一个高能耗行业,2018年,全国数据中心总用电量为1608.89亿千瓦时,占中国全社会总用电量的2.35%。但是,中国数据中心行业可再生能源电力使用量占比仅为23%,低于可再生能源在中国全社会电力消费量的占比26.5%。2016年1月7日国家发展改革委员会引发的关于组织实施促进大数据发展重大工程的通知,通知中指出要开展绿色数据中心试点,鼓励用可再生能源、分布式供能、废弃设备回收处理等绿色节能方式。国际上已经有许多数据中心努力实现100%使用绿色电力。去年,苹果公司宣布,全球43个国家或地区的苹果数据中心已
9、经全部用100%可再生能源供电。腾讯、阿里巴巴、百度及万国数据等行业领军企业正寻求增加可再生能源使用比例。2.1.3 重点可推进场景2.1.3.1 现有数据中心节能改造现有数据中心节能改造属于存量市场项目。技术路线:用供能端+用能端同时改造的方式。用能端改造:当前数据中心供电形式大多为外部电网供电,在经济发达地区,用电紧张,实施一般工商业电价,电费价格较高。建议增加内燃机,降低用能成本,同时,还可节电20%,减少碳排放50%。增加光伏等可再生能源,提高数据中心绿色能源使用比例。用能端改造包括增加精密空调调速节能控制柜等节能产品,节能比例约10%-20%o2.1.3.2 新建数据中心配套综能项目
10、新建数据中心项目属于增量市场项目。技术路线:用户末端用高效、低耗能的产品,供能端用节能技术。建议用内燃机,降低用能成本,可节电20%,减少碳排放50虬增加光伏等可再生能源,提高数据中心绿色能源使用比例。建议用自然冷却或部分自然冷却的空调主机、变频空调等。2.2 供能模式数据中心的能源可以包括不同形式,如电力、燃气、燃油、外部冷热源等;可以有不同来源,如来自公共电网、数据中心自备电源、外部燃气管网、市政自来水管网、附属可再生能源设施、冷热电三联供系统、数据中心所在建筑的空调系统等。自备电源不间断供电系统列头柜ICT设备能用余回能源输入为可再生傕加设编配电系统制冷系统照明及其他系统能生余产冷热电联
11、供设施源部热外冷图2.2-1数据中心能源系统示意图能源需求种类简单。数据中心主要需要电和冷,电能满足机房内电子设备用电需求,及少量照明用电,冷能带走机房及辅助间内电子设备大量散热,保持机房内温度、湿度适宜。有办公需求的数据中心,冬季还需要一定采暖热能。能源供应安全性高。数据中心一般均为365天*24小时连续运行,一旦出现故障中断,将对用户造成较大的经济损失或造成公共场所秩序混乱。因此数据中心供能站内的供电、供冷设备均有一定冗余。2.2.1 需求分析数据中心的分类数据中心按规模大小来分,可以分成超大型数据中心、大型数据中心、中小型数据中心三种形式。其中超大型数据中心标准机架数量210000,大型
12、数据中心标准机架数量为300010000之间,中小型数据中心标准机架数量3000。(标准机架为换算单位,1个标准机架功率为2.5kW。)数据中心按使用性质和数据丢失或网络中端在经济或社会上造成的损失或影响程度,分成A、B、C三级。A级数据中心为“容错”系统,可靠性和可用性等级最高。“容错”系统具有两套或两套以上的的系统,在同一时刻,至少有一套系统在正常工作。按容错系统配置的基础设施,在经受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误后,仍能满足电子信息设备正常运行的基本需求。A级数据中心主要有:金融行业、国家气象台、国家级信息中心、重要的军事部门、交通指挥调度中心、广播电台、电视台、应急指挥中心、邮
13、政、电信等行业的数据中心。B级数据中心为“冗余”系统,可靠性和可用性等级居中。“冗余”系统满足基本需求外,增加了X个组件、X个单元、X个模块或X个路径。任何X个组件、单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行中断(X=lN)。B级数据中心的基础设施应按冗余要求配置,在电子信息系统运行期间,基础设施在冗余水平范围内,不可因设备故障而导致电子信息系统运行中断。B级数据中心主要有:科研院所、高等院校、博物馆、档案馆、会展中心、XX办公楼等的数据中心。A、B级数据中心的后备柴油发电机组的性能等级不应低于G3级;A级数据中心发电机组应连续和不限时运行,发电机组的输出功率应满足数据中心最大平均负荷的需要
14、。B级数据中心发电机组的输出功率可按限时500h运行功率选择。C级数据中心为满足基本需要,可靠性和可用性等级最低。C级数据中心的基础设施应按基本需求配置,在基础设施正常运行情况下,应保障电子信息系统运行不中断。数据中心用能安全性高数据中心设计规范(GB50174-2017)中给出了三个等级数据中心供电设施、供冷设施设置的要求,主要内容摘抄如下:项目A级B级C级供电系统供电电源应由双重电源供电宜由双重电源供电应由两回路线路供电后备柴油发电机系统应N+X冗余(x=rw)当供电电源只有一路时,需设置后备柴油发电机系统,宜N+1冗余不间断电源系统的供电时间满足信息存储要求时,可不设置柴油发电机系统后备柴油发电机的基本容量应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量柴油发电机燃料存储量宜满足12h用油10供冷系统冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔应N+X冗余(X=PN)宜N+1冗余应满足基本需要(N)机房专用空调应N+X冗余(X=PN),主机房中每个区域冗余X台宜N+1冗余,主机房中每个区域冗余1台应满足基本需要(N)蓄冷装置供应冷冻水的时间不应小于不间断电源设备的供电时间国家标准数据中心设计规范