数据中心建设和消费不断创历史新高的同时，也因消耗大量电力和水并排放温室气体而受到很多批评气体排放。
气体，在垃圾填埋场产生废物，但不产生有形产品，如汽车、房屋和钢铁。
但事实上，在我们的生产生活中，无论是视频流、网上购物、网上社交、沉浸式视频会议，还是工业流程和生产控制等，都脱离了数据中心的输出。
数字世界需要大量的处理和存储能力，这推动了数据中心的指数级增长。
如何提高数据中心的能源效率，减少对环境的影响，以及对电力供应带来的挑战也成为人们高度关注的问题。
作为数据中心、基础设施建设和关键行业应用领域数字化服务的全球领导者，施耐德电气每年年初都会根据深刻的行业洞察和实践发布《看得见的未来—数据中心市场的新趋势与新突破》，揭示2019年数据中心行业将发生哪些变化。
新的一年。
趋势将影响数据中心行业未来的发展方向（这些趋势的实施可能需要未来几年的时间）以及这些变化和趋势对数据中心运营商的价值和意义。
以下是施耐德电气数据中心全球研究中心对2023年新兴趋势的预测。
趋势一：数据中心将开始关注来自供应链的碳足迹。
随着越来越多的数据中心转向可再生能源，与能源消耗相关的碳排放（范围2）在整个数据中心碳足迹中的比例变得越来越小。
此时，建设和运营阶段供应链（范围3）的碳排放将成为数据中心碳排放的最大来源。
然而，数据中心行业对范围3的理解和核算非常有限，主要是由于缺乏可靠的供应商数据、缺乏量化工具以及缺乏核算方法。
未来，Scope 3的量化评估将成为数据中心行业面临的最重要问题之一。
施耐德电气此前发布了与范围3相关的白皮书和权衡工具——数据中心生命周期碳足迹计算器，通过提供范围3的核算方法和量化工具，帮助数据中心行业深入了解范围3的排放。
”优化决策，尽快实现净零碳排放。
施耐德电气的举措要求供应商向数据中心运营商提供与数据中心使用的产品相关的范围3排放数据，进一步推动整个行业的减排。
范围三减??排的最佳实践包括延长服务器的生命周期、购买高效的绿色低碳产品、全面提高IT对物理基础设施的利用率。
趋势2：数据中心的发展将加速替代电源备份技术的采用。
柴油发电机作为长延时（如24小时）备用电源，以其高可靠性一直是数据中心的首选。
然而，随着环境问题的出现，越来越多的人希望用更可持续的选择来取代它们。
但施耐德电气研究发现，如果从投资成本、燃料成本、碳排放、可用性等多个维度进行综合权衡，目前还没有理想的替代方案。
这些替代方案还需要进一步降低投资成本和燃料成本，以实现备用电源的经济性。
但同时，随着电网的稳定性和IT系统的弹性不断提高，对备用电源延迟的要求显着降低（例如，大多数电网的中断时间小于2小时）。
此外，风能、太阳能和存储等分布式能源的采用为数据中心和电网之间的动态响应提供了更多降低能源成本和碳排放的机会。
依靠柴油发电机和UPS为关键负载提供高质量电力的传统配电架构正在演变为通过储能系统来实现。
施耐德电气最新研究发现，上述三个数据中心的演进将使锂电池储能技术或氢燃料电池技术更具竞争力，从而推动其作为柴油发电的替代品被业界采用。
未来，数据中心能源格局将更加多元化，备用电源解决方案、电网服务、配电架构将有更大的想象和发展空间。
趋势三：多接入边缘计算（MEC）将在网络边缘兴起。
为了支持高清流媒体、自动驾驶汽车、自动采矿、工业4.0等数据密集型和超低延迟的应用，我们必须分配计算和存储资源，将其放置在网络边缘，确保这些资源更接近数据源或数据消费者，从而消除从集中式核心云数据中心或区域边缘数据中心到边缘设备的延迟。
此外，网络边缘数据中心和边缘设备之间还需要更快的网络通信，例如5G和Wi-Fi 6。
过去，电信行业和IT行业一直沿着各自的技术路线演进，比如传统电信网络的云化、利用分布式云计算数据中心作为IT云的延伸。
现在我们看到分布式云和传统电信数据中心功能在网络边缘融合成多接入边缘计算（MEC）数据中心。
未来电信基站还可以提供软件定义服务（如网络功能虚拟化）；分布式云还将具备电信控制功能。
施耐德电气认为，MEC将赋能数字化转型（如智慧城市、智能制造），但其大规模部署也给配电、制冷、能效、管理和维护带来了独特的挑战。
除了MEC设计满足弹性和性能目标外，运营商还必须将可持续性视为企业的核心价值，以最大限度地减少能源使用、碳排放和废物产生。
趋势四：数据中心用电利用率和质量的测量将更加全面和准确。
随着强制性能效标准GB40879-2021《数据中心能效限定值及能效等级》的生效实施，这一全国统一的数据中心能效评价标准、技术指南和分析方法将对数据中心的建设、运维起到积极的指导作用中心。
未来，新建、改建、扩建的数据中心，电力利用效率（PUE）需要满足规范规定的三级能效指标要求，并进行实时在线监测。
监控应采用符合精度要求的测量仪器（如1级电能计量仪表、0.5级电流互感器、0.5级电力仪表等）对信息设备、冷却系统、供配电系统等数据中心进行监控测量期间。
测量辅助设施的用电量。
此外，更多可再生能源的采用对电能质量的影响也将导致数据中心电力系统频繁故障。
对于托管服务提供商来说，如何界定责任并分析故障根源变得尤为关键。
这时就需要利用高精度仪器仪表对电能质量进行实时在线监测和分析。
施耐德电气认为，高精度仪器仪表和数字电能质量管理工具将受到数据中心运营商的青睐。
一方面能够满足监管部门对PUE的要求；另一方面，可以监测和分析电能质量，实现预测性维护。
，也是界定责任、洞察故障根源的有效工具。
趋势五：新型电力系统对配电网稳定性的影响备受关注。
随着更多分布式清洁能源（如风能、太阳能等）的应用，数据中心可以享受优化的能源成本和减少的碳足迹。
我们还面临间歇性能源对传统电网稳定性的影响。
一些数据中心因电压波动较大或电能质量差（超出UPS的控制能力）而出现停电，造成重大经济损失。
“源、网、荷、储”综合能源系统管理的微电网技术将成为保障供电可靠性、连续性、稳定性的关键。
数据中心需要在设计和运维阶段使用数字化工具来实现微电网系统的设计和管理，以确保电能质量满足要求。
微电网配电架构需要支持并网和离网两种运行模式，控制负载和储能，自适应调整继电保护设置，同时实现新能源发电的预测、运行和维护。
施耐德电气认为，需要利用数字化工具对电网的系统稳态、暂态稳定性、潮流方向、弧闪、短路分析、过流保护选择性以及配网过电压等进行仿真计算，以确保计算的准确性。
该设计。
合理性，从而实现数据中心供电的可靠性、连续性和稳定性。
趋势六：增容数据中心设计方案将受到青睐。
为了支撑关键负载，数据中心通常采用2N冗余设计，并预留较大的安全裕度。
这导致物理基础设施容量没有得到充分利用，造成大量容量滞留，也造成投资成本和市电容量的严重浪费。
数据中心行业一直在讨论如何优化架构，例如用分布式冗余（DR）或共享冗余（BR）替代2N冗余，以释放搁浅容量，提高系统负载率。
也就是说，在相同市电容量的情况下，可以支持更多的IT负载，提高供配电系统的能源效率。
但新架构对运维人员更高的要求一直阻碍着这一进展。
尤其是在市电容量申请越来越困难的情况下，数据中心运营商希望通过创新的设计方案释放搁浅的物理基础设施容量，最大限度地输出IT容量或相同市电容量的机柜数量。
同时，您还需要确保系统可用性不受影响。
施耐德电气创新的扩容设计方案，利用UPS（市电和电池联合供电）的调峰功能，充分利用闲置的柴油发电机和冷储罐，保证数据中心在发生故障时的配电。
失败。
系统和制冷系统的可用性要求。
研究发现，在市电容量相同的情况下，创新的扩容解决方案可实现IT容量提升35%，每瓦IT投资成本降低16%。
该参考设计可以帮助数据中心运营商解决市电申请困难、投资浪费等痛点，实现商业价值最大化。
趋势七：数据中心不断创新的同时，更加注重设备的安全性和可靠性。
能效、容量等指标一直是数据中心行业设备选型的主要参考，并在过去几年推动了行业不断进步。
但随着这些设备参数提高到更高的水平，持续优化给用户带来的边际效益会越来越小。
同时，UPS、电网和柴油发电机转换开关、柴油发电机故障是电力系统故障的主要来源，给数据中心运营商造成巨大损失。
因此，设备的安全性和可靠性将提高到一个新的水平。
设备的安全性和可靠性很难像能效一样量化，而主要依靠设备制造商在设计阶段对设备进行充分的故障模式影响分析（FMEA）实验，并在制造阶段严格控制产品质量。
同时，更多地采用数字化技术、模块化设计理念和在线插件技术，提高设备的可靠性和可维护性。
还可以实现“边成长边部署”，从而减少设备的初期投资。
施耐德电气认为，行业在创新的同时，在产品安全性和可靠性方面必须始终坚持高标准和要求。
数据中心运营商在选择设备时，最好选择经过第三方独立权威认证机构（如UL、TüV、Thiel）认证的设备。
确保设备可靠运行，同时在使用和维护过程中不会对操作和维护人员造成安全隐患。
趋势八：数字化工具的应用将贯穿数据中心的整个生命周期。
过去，数字化软件主要应用于数据中心的运维阶段，实现数据中心的高效运行。
随着数据中心能源供应的多元化，可持续发展和高可用性的需求迫使数据中心从设计、建设到运维都需要数字化软件的支持。
在设计阶段，数字化工具（如BIM、ETAP、CFD）可以优化数据中心空间设计，并通过仿真确保电气和冷却系统的性能。
在施工阶段，数字化工具（如数字孪生、MTWO）可以帮助建筑商选择低碳环保的建筑材料和低碳设备。
在运维阶段，数字化工具（如Resource Advisor、Microgrid Advisor）可视化数据中心的能源和资源使用情况，可以实现运营的持续改进，以提高能源效率和可持续性。
施耐德电气认为，新一代数据中心管理工具需要实现监测、测量、管理、控制、规划和仿真等功能，并能实现定制化解决方案和系统集成，更多依靠AI仿真调优和大数据智能。
它利用专业的分析方法，赋能数据中心实现弹性、安全和可持续发展。
趋势九：预制模块化解决方案将在全球进一步推广。
随着数字化转型升级的快速推进，我们对算力的需求越来越大、越来越快。
实现数据中心的快速部署已经成为互联网巨头和托管服务提供商的核心能力之一。
数据中心预制模块化解决方案经过预先定制和标准化，并在工厂环境中进行预组装、集成和测试，以缩短部署周期并提高性能、质量和成本可预测性。
预制模块化可以实现现场安装的去工程化，通过随着增长而部署来优化投资成本，同时减少施工过程中废物的产生。
尤其是近年来供应链短缺的情况下，预制模块化还可以解决跨地区/国家的长途运输等问题，从而解决当地供应链短缺带来的挑战。
施耐德电气认为，行业在享受预制化带来的诸多好处的同时，需要特别关注系统设计的可靠性和安全性，尤其是供配电系统。
由于高集成度缩短了中低压与终端配电之间的路径和空间，容易造成短路电流增大、散热不均匀等不良影响。
因此，在设计过程中，需要严格验证系统短路故障等级、开关/柜的开断/承受等级以及上下游开关/其他保护元件的选择性配合，避免电气影响。
系统故障影响整个数据中心的可用性。
影响。
趋势10：再生设计理念开始融入更多数据中心。
再生数据中心是一个开创性的概念，这意味着数据中心可以实现资源自给自足。
例如在现场生产自己的可再生能源，收集其消耗的所有水资源的雨水和废水，以及回收其建筑材料、供电、配电和冷却系统的所有硬件。
数据中心必须在干旱、平静的风和黑暗的天空期间运行，因此需要多种形式的现场可再生能源或广泛的现场能源存储。
从价格和性能的角度来看，电池储能变得越来越有吸引力。
如果风能、太阳能或水力发电的可再生能源容量过剩，则可以将这些能源存储在电池中或制成绿色氢。
燃料电池将是将绿色氢转化为电能的最佳选择。
在工厂建造并运输到现场的小型模块化核反应堆（SMR）也已开始获得监管设计批准，但仍需要接受严格的测试。
它们似乎更适合支持再生数据中心，但第一代要到 2030 年之后才会建成。
施耐德电气认为，数据中心可持续发展计划的最终目标是再生数据中心的重要起点，但它是不足够的。
我们的最终目标不应只是控制碳排放并最大限度地减少用水和废物产生。
相反，它最终将实现一个自给自足的数据中心，具有现场可再生能源发电、水独立性以及使用 100% 回收材料来消除废物产生。
进入2023年，数据中心行业的重点仍然是可持续发展、安全可靠。
它将通过使用数字工具、提高能源效率和供应链脱碳来推动可持续发展并提高数据中心的可用性。
数据中心供电和冷却系统也将继续朝着可持续发展和软件定义的方向发展。
上述对新兴趋势的预测来自施耐德电气数据中心全球研究中心，该中心成立于20世纪90年代。
科研中心始终以“探索数据中心行业技术和发展趋势、倡导最佳实践”为团队使命。
它通过发布易于理解的白皮书和权衡工具来帮助数据中心用户提高可用性并优化能源效率，以实现数据中心的可靠性。
持续开发并最大化数据中心的商业价值。
截至2022年，施耐德电气研究中心团队已发布超过220篇白皮书，每年下载量超过40万次；有28种称重工具，每年有超过20,000名用户在线使用。
所有白皮书和权衡工具均免费供全行业学习和使用，这不仅推动了数据中心行业的发展，也印证了施耐德电气作为数据中心行业思想领袖的地位。