如何評(píng)估數(shù)據(jù)中心的碳足跡

如何評(píng)估數(shù)據(jù)中心的碳足跡第66號(hào)白皮書版本0數(shù)據(jù)中心碳排放越來越受到全球關(guān)注。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）將數(shù)據(jù)中心作為美國(guó)能源消耗的主要源頭之一。EPA為政府?dāng)?shù)據(jù)中心設(shè)定的能效目標(biāo)是：在2011年實(shí)現(xiàn)20%的碳足跡縮減。歐盟（EU）成員國(guó)也已經(jīng)同意到2012年將他們的溫室氣體排放量相比1990年降低8%。有關(guān)各方也將更加敦促數(shù)據(jù)中心業(yè)主報(bào)告他們的碳排放情況。本白皮書將介紹一種用于評(píng)估數(shù)據(jù)中心碳足跡的簡(jiǎn)單辦法——即一種基于網(wǎng)絡(luò)的免費(fèi)評(píng)估工具。該工具適用于對(duì)全球各數(shù)據(jù)中心進(jìn)行碳足跡評(píng)估。數(shù)據(jù)中心總體碳排放概況發(fā)電對(duì)碳排放的影響數(shù)據(jù)中心能耗與碳排放評(píng)估電力碳足跡的工具469GElectric:碳排放和能源問題正越來越頻繁地登上全球媒體的頭版頭條。政府、非盈利機(jī)構(gòu)和公司企業(yè)都在定期分析研究他們的碳足跡。他們的目標(biāo)是衡量自身活動(dòng)對(duì)全球變暖的影響，并制定相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃積極減少碳排放。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）的報(bào)告，美國(guó)數(shù)據(jù)中心2006年的耗電量達(dá)到610億千瓦時(shí)，占到同年全美耗電總量的1.5%，成本約合45億美元。數(shù)據(jù)中心已經(jīng)被認(rèn)定為增長(zhǎng)最快的耗能源頭之一。EPA已經(jīng)授權(quán)政府部門制定能效戰(zhàn)略計(jì)劃，要求政府?dāng)?shù)據(jù)中心到2011年將能效提高20%1，并且可能很快會(huì)要求企業(yè)數(shù)據(jù)中心遵守強(qiáng)制性二氧化碳（CO2）排放限制規(guī)定。早在2004年之前，歐盟15個(gè)成員國(guó)已經(jīng)承諾遵守《京都議定書》的原則。他們同意到2012年將其溫室氣體排放量相比1990年降低8%2。此外，歐洲委員會(huì)（EC）也制定了《數(shù)據(jù)中心能效行為準(zhǔn)則》，規(guī)定了一系列自主自發(fā)的節(jié)能增效辦法，為未來更為嚴(yán)格的能效政策奠定了最低標(biāo)準(zhǔn)。最終的目標(biāo)是使數(shù)據(jù)中心的效率提高30%。圖1全球大氣層CO2濃度的增長(zhǎng)狀況390380大氣CO大氣CO2濃度360350340330320310195519601965197019751980198519901995200020052010年份來源：在2007年，西歐國(guó)家的數(shù)據(jù)中心每年的耗電量達(dá)到56萬(wàn)億瓦時(shí)（TWh），這個(gè)數(shù)字非常之驚人。根據(jù)歐盟的預(yù)測(cè)，這一數(shù)字很可能到2020年翻倍，達(dá)到104萬(wàn)億瓦時(shí)（TWh）3。如果不通過能效管理方面的創(chuàng)新來加以控制，歐盟很有可能不能實(shí)現(xiàn)它們的總體碳排放量降低和阻止氣候變化的目標(biāo)。數(shù)據(jù)中心的能耗以及如何利用它們估算碳足跡是本白皮書的主要探討內(nèi)容。圖1所示的是世界各地的大氣層二氧化碳增長(zhǎng)狀況。如何讓數(shù)據(jù)中心變得“綠色環(huán)保”呢？為了回答這個(gè)問題，數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員必須首先確定數(shù)據(jù)中心的能耗，然后將能耗換算成碳排放量。在判斷數(shù)據(jù)中心的碳足跡是否正在減少時(shí)，第一步是要正確計(jì)算出能耗。有三個(gè)關(guān)鍵變量會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗產(chǎn)生重要影響：數(shù)據(jù)中心所在的位置、IT負(fù)載以及電氣效率。我們可以利用施耐德電氣的一系列TradeOffTools?權(quán)衡工具來模擬這些變量發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生的影響。關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)的定義在確定一個(gè)數(shù)據(jù)中心的環(huán)境影響時(shí)，準(zhǔn)確理解用來說明測(cè)量數(shù)據(jù)的術(shù)語(yǔ)非常重要。以下是一些在談?wù)摂?shù)據(jù)中心環(huán)境影響時(shí)經(jīng)常使用的術(shù)語(yǔ)：1美國(guó)環(huán)境保護(hù)署《服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心能耗國(guó)會(huì)報(bào)告》—公共法109-431，2007年8月2日2歐洲環(huán)境署《2008年歐洲溫室氣體排放趨勢(shì)和預(yù)測(cè)》2008年EEA5號(hào)報(bào)告3歐洲委員會(huì)《數(shù)據(jù)中心能效行為準(zhǔn)則》1.0版，2008年10月30日施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本02二氧化碳排放系數(shù)（“碳足跡”）這是一個(gè)關(guān)于溫室氣體排放量的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括汽車行駛或?yàn)殡娬竟╇姷热粘；顒?dòng)所產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）。如果是電站，測(cè)量數(shù)據(jù)包括從發(fā)電端到用電端整個(gè)過程中的發(fā)電、輸電及配電損耗。在本白皮書中，我們將數(shù)據(jù)中心的碳足跡定義為與一個(gè)數(shù)據(jù)中心總耗電量相等的碳排放。數(shù)據(jù)中心所處的地理位置在這里也扮演著重要角色。比如，相比位于嚴(yán)重依賴煤電、石油發(fā)電或天然氣發(fā)電地區(qū)的數(shù)據(jù)中心來說，位于主要依靠水力發(fā)電、核電或風(fēng)力發(fā)電地區(qū)的數(shù)據(jù)中心的碳足跡較低。峰荷發(fā)電廠市電公司為應(yīng)對(duì)發(fā)電高峰期的需求會(huì)運(yùn)行一個(gè)輔助電廠，叫做“峰荷發(fā)電廠”。這些輔助電廠通過燒煤發(fā)電，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。根據(jù)各個(gè)地區(qū)市電電網(wǎng)的具體情況，峰荷發(fā)電廠可能每天都會(huì)工作數(shù)小時(shí)或者每年才會(huì)工作若干小時(shí)。市電公司依靠這些老舊低效的發(fā)電廠在供電高峰時(shí)期滿足供電需求—比如，炎夏的下午和傍晚，這個(gè)時(shí)間段公司還沒有下班或者人們已經(jīng)回到家開始準(zhǔn)備晚餐。如果峰荷發(fā)電廠對(duì)于數(shù)據(jù)中心所在的地理區(qū)域來說是重要的供電來源，那么它還會(huì)影響“數(shù)據(jù)中心碳排放量計(jì)算器”工具的“減排”數(shù)據(jù)輸出（詳情會(huì)在后文中介紹）。減排當(dāng)數(shù)據(jù)中心的耗電量降低時(shí)，對(duì)市電的電力需求就會(huì)隨之減少，從而降低碳排放和減少碳足跡。如果耗電量降低還減少了市電公司對(duì)峰荷發(fā)電廠的使用，那么減排量可以進(jìn)一步加大?！皽p排”是“數(shù)據(jù)中心碳排放量計(jì)算器”工具可選的計(jì)算項(xiàng)之一，詳情我們會(huì)在后文中介紹。如果峰荷發(fā)電廠對(duì)于數(shù)據(jù)中心所在的地理區(qū)域來說是一項(xiàng)重要的供電來源，那么這個(gè)數(shù)據(jù)將是比碳足跡更為精確的減排指標(biāo)。二氧化碳（CO2或“碳”）二氧化碳是對(duì)地球溫室效應(yīng)影響最大的氣體，占我們大氣層中溫室氣體的76%4。二氧化碳被大量排放到大氣層中，在大氣層中可存在約100年。從數(shù)據(jù)中心總體生命周期來看，“碳排放”術(shù)語(yǔ)也包含數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有組件（如服務(wù)器、UPS、建筑外壁、制冷系統(tǒng)等）在制造過程所排放的二氧化碳。這類碳排放可以用“隱含碳”這一術(shù)語(yǔ)加以表達(dá)?！疤寂欧拧毙g(shù)語(yǔ)還包括數(shù)據(jù)中心在運(yùn)營(yíng)中（耗電產(chǎn)生的碳排放）、維護(hù)時(shí)（即，消耗品的更換，比如電池、電容器等）以及數(shù)據(jù)中心生命周期完結(jié)時(shí)組件報(bào)廢處理所產(chǎn)生的碳排放（請(qǐng)參見圖2）。本白皮書的主要內(nèi)容以及后面將介紹的工具都將著重探討數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)過程中的能耗所產(chǎn)生的二氧化碳排放。碳排放交通運(yùn)輸?電力?水?員工交通工具?其它數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)報(bào)廢處理4聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)IPCC《第四次評(píng)估報(bào)告》2007年施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本03對(duì)1MW數(shù)據(jù)中心進(jìn)行量化鉛9,525千克(21,000磅)鋁33,112千克(73,000磅)焊料5,443千克(12,000磅)假設(shè)條件：數(shù)據(jù)中心的生命周期為10年，冗余性高，有兩次IT設(shè)備更新，包括電源/制冷/機(jī)架/IT，不包括建筑翻新本白皮書主要介紹如何評(píng)估數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)過程中的耗能所產(chǎn)生的碳排放量，碳排放量可以利用我們后文介紹的計(jì)算器工具進(jìn)行評(píng)估。但完整的碳足跡分析還應(yīng)當(dāng)包括（1）圖2所示的數(shù)據(jù)中心生命周期各階段的“隱含碳”，以及（2）如果是專門的數(shù)據(jù)中心樓宇，那么還應(yīng)包括大樓本身的碳排放。這些碳排放的評(píng)估不在本文的探討范圍內(nèi)，但是我們可以從下面的表格中進(jìn)行大致的對(duì)1MW數(shù)據(jù)中心進(jìn)行量化磚石磚，石，水泥漿鋼梁，鉛管，銅線，鋁板，樓梯，欄桿，樓面板，格柵，釘子，螺絲，螺栓，鋁制防水板，金屬片材，鋁制通風(fēng)裝置，百葉房間框條，電纜包覆層，門，窗隔熱/防潮保護(hù)層保溫層，防潮層水清潔用水，制冷用水，消防用水化工材料膠劑，乙二醇，清潔劑，防水密封劑，滅火劑柏油屋頂，路面，人行道，停車場(chǎng)在建筑施工時(shí)，如何根據(jù)碳排放量列出各項(xiàng)材料的明細(xì)呢？表15所示即為建筑“外殼”施工中基本材料的相關(guān)明細(xì)表。5愛丁堡碳管理中心，蘇格蘭林業(yè)委員會(huì)溫室氣體排放對(duì)比分析—建筑木材的碳效益，2006年8月施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本04表1*表內(nèi)的負(fù)數(shù)實(shí)際上代表對(duì)二氧化碳排放有正面作用（即，超出了二氧化碳排放的中和值），因?yàn)槭褂玫氖腔厥詹牧?。商?wù)辦公樓和數(shù)據(jù)中心的耗能方式不同。數(shù)據(jù)中心耗能屬于能源密集型；相比辦公樓，它的耗電量和制冷量需求更多。也就是說普通辦公樓的建造材料碳排放在其總體碳排放中相對(duì)占有更大的比例，因?yàn)檗k公樓的能源強(qiáng)度相對(duì)較低。事實(shí)上，數(shù)據(jù)中心的能源強(qiáng)度可能是辦公樓的40倍。因此，數(shù)據(jù)中心更像是工業(yè)設(shè)施而不是辦公樓。數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)針對(duì)的對(duì)象是計(jì)算機(jī)，而非人；因此大多數(shù)數(shù)據(jù)中心沒有窗戶，也不具備基本的通風(fēng)。此外，辦公樓的工作時(shí)間線和數(shù)據(jù)中心也有很大不同，辦公樓的使用壽命是50年，而數(shù)據(jù)中心的使用壽命只有10年。圖367所示為辦公樓和數(shù)據(jù)中心的能耗比較。請(qǐng)注意表1顯示的二氧化碳排放數(shù)據(jù)，包括所有材料和設(shè)備的生產(chǎn)、運(yùn)輸和報(bào)廢過程—這部分碳排放稱之為“隱含碳”。假設(shè)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)有一臺(tái)新服務(wù)器，它在制造和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的“隱含碳”應(yīng)當(dāng)加到該服務(wù)器所在數(shù)據(jù)中心的總體碳足跡中（包括（制冷）耗水）、耗電、（原材料供應(yīng)商的）排煙以及員工交通工具（駕車或商務(wù)飛行出差）。單就員工交通工具來說，其所產(chǎn)生的碳排放也是非?？捎^。如果一家大型公司擁有100,000名員工，其中50%每年平均乘坐飛機(jī)出差兩次。假設(shè)每次出差材料材料–建筑外壁5,700ft2（530m2）辦公設(shè)施面積地基（混凝土）4%地面（混凝土板，保溫層）39.9天花板（灰泥板）結(jié)構(gòu)（鋼梁）外墻（磚，保溫層）內(nèi)墻（木框架和灰泥板）樓梯（混凝土）窗（玻璃和窗框）0.59室內(nèi)門（刨花板）*-0.4-0.3%室外門（塑料）0.6屋頂（木材，混凝土，保溫層）23.4總計(jì)6勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）53483《高性能數(shù)據(jù)中心》，WilliamTschudi、TengFungXu、DaleSartor、JayStein，2004年3月30日7/RDEE/documents/sector-meeting/4bi-officebuilding.pdf（改編自ESource2006）施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本05的往返飛行（比如飛到紐約出差再飛回來）8將產(chǎn)生0.33噸碳足跡。那么這家公司員工交通每年產(chǎn)生的碳排放將達(dá)到33,000噸（100,000次出差飛行x0.33噸/次）。此外，所有服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備在運(yùn)營(yíng)期間也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。關(guān)注全球變暖問題的公司和政府正積極倡議為所有公司分配碳排放指標(biāo)。根據(jù)這項(xiàng)配置計(jì)劃，超出碳排放指標(biāo)的公司將被處以罰金和其它懲罰。這種規(guī)定碳排放額度以及允許碳排放額度進(jìn)行交換的理念也正在全球許多地區(qū)推廣（如，在數(shù)據(jù)中心或周圍地區(qū)植樹可以減少碳足跡）。全球碳足跡測(cè)量值包括公司內(nèi)的所有生產(chǎn)流程和采購(gòu)行為。圖3所示為辦公樓和數(shù)據(jù)中心的能耗比較。9能耗比較冷卻塔4%/UPS/PU廚房1%冰箱1%數(shù)據(jù)中心要了解數(shù)據(jù)中心耗電對(duì)碳足跡的影響，應(yīng)當(dāng)首先了解供電設(shè)施。與能源相關(guān)的二氧化碳排放占到全球二氧化碳排放的60%（在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家這一比例更高達(dá)80%）。由于市電公司需要將許多不同類型的原生能量轉(zhuǎn)換成電能，因此其規(guī)模會(huì)異常龐大。市電公司采用許多不同的原材料進(jìn)行發(fā)電，如煤、天然氣、石油、核反應(yīng)堆、水力、潮汐和風(fēng)力。市電公司用來發(fā)電的“混合”能源或者能源的“屬性”對(duì)數(shù)據(jù)中心的碳足跡有重要影響。礦物燃料，是二氧化碳排放的最大源頭（請(qǐng)參見表2）10，而其目前仍然在全球能源供應(yīng)中占據(jù)主要地位（2007年約82%）。市電公司具體使用哪種礦物燃料作為發(fā)電原料也具有有重要影響。盡管在2007年煤只占一次能源總體供應(yīng)量的26%，但是它卻在全球CO2排放量中占到了42%（請(qǐng)參見表2）。煤每釋放一個(gè)單位的能量都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碳排放。與天然氣相比，煤的能源強(qiáng)度接而且，當(dāng)數(shù)據(jù)中心從市電公司購(gòu)電時(shí)，在將燃料轉(zhuǎn)換成電力并將其輸送到用電端的過程中將產(chǎn)生三倍的碳排放。8愛丁堡碳管理中心《選定項(xiàng)目和活動(dòng)的碳排放評(píng)估》，ECCM4號(hào)技術(shù)文件，2000年10月9圖3所示的制冷系統(tǒng)是一個(gè)帶有冷卻塔采用DX系統(tǒng)的CRAC。冷凍水系統(tǒng)和干式冷卻器系統(tǒng)的總體制冷負(fù)載相當(dāng)，但是構(gòu)成的CRAC、冷水機(jī)和冷卻塔數(shù)量不同。10國(guó)際能源署《燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放》2009版施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本06表2排放燃料類型在全球一次能源供應(yīng)量中所占%在全球CO2排放占比石油煤天然氣其它**包括核能、水力、地?zé)?、太?yáng)能、潮汐、風(fēng)力、易燃可再生能源和廢料發(fā)電是溫室氣體排放的三大源頭之一（另外兩個(gè)分別是汽車/交通工具和森林砍伐/農(nóng)業(yè)）。在減少數(shù)據(jù)中心耗電（溫室氣體排放）時(shí)面臨的最大的挑戰(zhàn)之一是將數(shù)據(jù)中心活動(dòng)與耗電聯(lián)系起來。當(dāng)IT和物理基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)載通電后處理信息或當(dāng)制冷系統(tǒng)將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量排放到室外以保持?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)溫度穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)中心就會(huì)耗電。用以發(fā)電的燃料或能源是影響CO2排放年度同比變化的重要因素。因?yàn)樵跅l件允許的情況下，水力和核能發(fā)電可以代替礦物能源發(fā)電。如果不能使用水力或核能發(fā)電而使用礦物燃料發(fā)電作為代替，CO2排放量就會(huì)增加。相反，大量使用核能、水力和可再生能源發(fā)電則可以大幅降低CO2排影響數(shù)據(jù)中心碳足跡的主要因素有三個(gè)：第一個(gè)關(guān)鍵因素：數(shù)據(jù)中心位置氣候變量，比如室外溫度和濕度都是能耗的影響因素。處于極端溫度和濕度條件的地理區(qū)域會(huì)消耗更多的能源，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施需要工作更長(zhǎng)時(shí)間來保持穩(wěn)定且適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?。?shù)據(jù)中心所在地區(qū)的本地發(fā)電站也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心的碳足跡產(chǎn)生很大影響（請(qǐng)參見圖4）12。比如，在法國(guó)，大多數(shù)市電公司利用核能發(fā)電。從日常運(yùn)營(yíng)的角度來看，位于法國(guó)的數(shù)據(jù)中心相比位于美國(guó)中西部的數(shù)據(jù)中心來說所產(chǎn)生的碳足跡相對(duì)要低。美國(guó)數(shù)據(jù)中心的發(fā)電原料一般采用混合能源，其中包括60%煤、20%石油、10%天然氣、5%水力和5%風(fēng)力。而位于法國(guó)中部的數(shù)據(jù)中心，其95%的電能都由核電站供應(yīng)。核反應(yīng)堆不會(huì)釋放二氧化碳。而煤電站則會(huì)釋放二氧化碳。11美國(guó)能源部/環(huán)境保護(hù)署《美國(guó)發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放》2000年7月12/fuel/mix.htm-2010年2月8日http://ec.europa.eu/energy/energy_policy/doc/factsheets/mix/mixfren.pdf-2010年2月15日施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本07圖4石油，煤，天然氣，核電核電78%可再生能源9%可再生能源9%核電核電78%71%數(shù)據(jù)中心所處地理位置的獨(dú)特性也會(huì)影響“減排”的頻率。減排反映的是本地市電電網(wǎng)中峰荷發(fā)電廠的平均使用率。當(dāng)能耗需求降低時(shí)，峰荷發(fā)電廠就會(huì)減少使用（或者關(guān)閉使用）。這里的“減排”只針對(duì)礦物燃料發(fā)電機(jī)。過去，峰荷發(fā)電廠通常是陳舊低效的設(shè)備。而現(xiàn)在大多數(shù)峰荷發(fā)電廠已經(jīng)被更換為更加潔凈、更加高效的設(shè)備，但仍然只在電能需求高峰期使用。通常用電高峰期出現(xiàn)在工作日的早晨和下午臨近傍晚前后。在這些時(shí)間段中，許多工作場(chǎng)所還沒下班或者人們已經(jīng)下班回家開始準(zhǔn)備晚餐并且打開空調(diào)或采暖（視數(shù)據(jù)中心所處具體地理位置和季節(jié)而定）。而這些時(shí)間段正是峰荷發(fā)電廠可能投入工作的時(shí)間段，從而導(dǎo)致本地?cái)?shù)據(jù)中心碳足跡升高（請(qǐng)參見圖5）。IT負(fù)載反映出數(shù)據(jù)中心內(nèi)IT設(shè)備的能耗需求。IT負(fù)載包含組成IT業(yè)務(wù)架構(gòu)的所有IT硬件：如服務(wù)器、路由器、計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、通信設(shè)備以及用以保護(hù)他們的安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。負(fù)載可能增加（受業(yè)務(wù)處理需求增加的影響），也可能減少（受虛擬化或整合的影響）。負(fù)載越高，就需要越多的電能來保證數(shù)據(jù)中心正常工作，相應(yīng)地碳足跡也越高。第三個(gè)關(guān)鍵因素：電氣效率不幸的是，對(duì)數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施過大選型的傳統(tǒng)做法對(duì)數(shù)據(jù)中心總體效率有著負(fù)面影響，因此也會(huì)影響到碳足跡。數(shù)據(jù)中心過大選型是為了規(guī)避在低估數(shù)據(jù)中心容量時(shí)可能產(chǎn)生的失誤。過大選型導(dǎo)致設(shè)備得不到充分利用（比如服務(wù)器一天24小時(shí)都會(huì)插電，但是實(shí)際很少被用到）。幸運(yùn)的是，“邊成長(zhǎng)邊投資”的擴(kuò)展原則可以幫助優(yōu)化設(shè)備使用率。此外，經(jīng)過改進(jìn)的容量計(jì)劃軟件現(xiàn)在已經(jīng)可以幫助我們更精確地估算數(shù)據(jù)中心的容量以及耗電量。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的許多因素都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生影響。從數(shù)據(jù)中心總體設(shè)計(jì)（服務(wù)器行的方向、電源架構(gòu)、制冷架構(gòu)、服務(wù)器設(shè)計(jì)、冗余水平、IT負(fù)載等）到具體的技術(shù)設(shè)備部署（UPS、冷水機(jī)、節(jié)能模式）都會(huì)影響到效率。關(guān)于如何管理影響數(shù)據(jù)中心效率的因素，請(qǐng)參見本文最后列出的相關(guān)白皮施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本08常規(guī)負(fù)荷發(fā)電廠峰荷電廠峰荷電廠峰荷電廠的比率峰荷電廠數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心點(diǎn)擊圖標(biāo)鏈接至最新在線工具為IT用戶配置數(shù)據(jù)中心能源成本和碳排放自動(dòng)評(píng)估工具，如施耐德電氣的TradeOffTools?權(quán)衡工具中的“數(shù)據(jù)中心碳排放量計(jì)算器”、“數(shù)據(jù)中心效率計(jì)算器”、“IT碳排放與能源分配計(jì)算器”以及“數(shù)據(jù)中心功率計(jì)算器”，都可以幫助數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員了解如何用電以及效率變化會(huì)對(duì)碳足跡有什么影響。這些工具未計(jì)入評(píng)估隱含碳，即數(shù)據(jù)中心用材和設(shè)備在制造、運(yùn)輸和報(bào)廢過程中產(chǎn)生的碳排放以及建筑施工過程中產(chǎn)生的碳排放。利用這些在線網(wǎng)頁(yè)工具，您可以快速估算您數(shù)據(jù)中心的碳足跡。上面這四個(gè)工具采用相同的標(biāo)準(zhǔn)格式設(shè)計(jì)，條件輸入在左，計(jì)算結(jié)果在右。數(shù)據(jù)中心功率計(jì)算器“數(shù)據(jù)中心功率計(jì)算器”可用以定義IT負(fù)載的基本特性，計(jì)算支持該負(fù)載所需的電力?；?dòng)式計(jì)算工具，允許用戶通過更改服務(wù)器、大型主機(jī)和儲(chǔ)存器的負(fù)載特性來體驗(yàn)“如果...會(huì)怎樣”的模擬情景，然后計(jì)算總負(fù)載并得出相應(yīng)的市電供電需求。數(shù)據(jù)中心效率計(jì)算器“數(shù)據(jù)中心效率計(jì)算器”可用以定義數(shù)據(jù)中心的基本配置，基于數(shù)據(jù)中心的重要特性計(jì)算其效率和電力成本?；?dòng)式計(jì)算工具，允許用戶輸入供電和制冷基礎(chǔ)設(shè)施的詳細(xì)信息，而所得出的結(jié)果則是基于效率模型對(duì)所輸入基本信息進(jìn)行驗(yàn)證。IT碳排放與能源分配計(jì)算器這一計(jì)算器可用于為數(shù)據(jù)中心用戶分配碳排放和能源成本。其目標(biāo)是讓用戶了解他們的能源成本問題，并鼓勵(lì)他們采取節(jié)能措施，比如虛擬化和舊服務(wù)器報(bào)廢。關(guān)于數(shù)據(jù)中心用戶節(jié)能方法的更多詳情，請(qǐng)參見第161號(hào)白皮書《為IT用戶配置數(shù)據(jù)中心能源成本和碳排放》。施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本09數(shù)據(jù)中心碳排放量計(jì)算器數(shù)據(jù)中心碳排放計(jì)算器可通過將能源使用率轉(zhuǎn)換成碳排放量的方式計(jì)算數(shù)據(jù)中心的“綠色環(huán)?！碧匦浴＿@一工具將根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在位置、效率和IT負(fù)載的變化顯示它們對(duì)二氧化碳排放和耗電碳排放量計(jì)算器內(nèi)輸入的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)明直觀：?原先和后來兩種情景的物理基礎(chǔ)設(shè)施詳情?原先和后來的IT負(fù)載?數(shù)據(jù)中心的地理位置根據(jù)DCiE/PUE和IT負(fù)載計(jì)算出的總耗電量（單位為千瓦時(shí)），乘以數(shù)據(jù)中心所在地理位置的電能碳排放率，然后轉(zhuǎn)換成等量的汽車排放量。除了用以測(cè)量和計(jì)算DCiE/PUE的數(shù)據(jù)之外，不需要到現(xiàn)場(chǎng)收集任何特定數(shù)據(jù)。在計(jì)算碳排放量時(shí)，不同國(guó)家和州省的數(shù)據(jù)摘自EIA報(bào)告（美國(guó)能源信息署）13。關(guān)于等量的汽車排放量，根據(jù)EPA公布的數(shù)據(jù)，假設(shè)其二氧化碳排放為4.5噸/年。這四個(gè)計(jì)算器工具可以相互協(xié)作—即一個(gè)工具的輸出結(jié)果可以作為另一個(gè)工具的輸入數(shù)據(jù)。雖然這四個(gè)工具可以相互結(jié)合使用，但是根據(jù)您所掌握數(shù)據(jù)的多少，您可能只需要用到其中的部分計(jì)算器工具。比如，如果您已經(jīng)知道IT負(fù)載，那就不需要用到功率計(jì)算器。如果您已經(jīng)知道PUE值，那就不需要用到效率計(jì)算器（除非需要對(duì)原始PUE值進(jìn)行驗(yàn)證）。比如：您想估算數(shù)據(jù)中心一年能耗所產(chǎn)生的碳足跡并為特定用戶組計(jì)算出預(yù)計(jì)成本。您可以借助施耐德電氣的TradeOffTools?權(quán)衡工具，按照?qǐng)D6的步驟完成估算。13碳排放計(jì)算器里的碳排放數(shù)據(jù)來自美國(guó)能源部的文件《溫室氣體自愿報(bào)告》（附錄F：電氣碳排放因素，2007年）。http:///oiaf/1605/pdf/Appendix%20F_r071023.pdf2009年12月施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心第66號(hào)白皮書版本010點(diǎn)擊圖標(biāo)鏈接至最新在線工具步驟示例用戶對(duì)工具輸入其它工具的輸入本案例中用戶用戶對(duì)工具輸入其它工具的輸入本案例中用戶所需的“答案”功率選型工具工具輸出工具輸出效率計(jì)算工具用戶輸入效率計(jì)算工具用戶輸入碳排放量計(jì)算工具用戶輸入能源分配工具工具輸出?年度能源成本(每機(jī)柜)工具輸出工具輸出?數(shù)據(jù)中心碳足跡施耐德電氣—數(shù)據(jù)中心科研中心