本文来自千家网（www.qianjia.com）。
尽管数据中心的能源使用状况已发生变化，但衡量能源消耗与成本的基本原理依然如故。随着以人工智能(AI)应用的迅速崛起为主要驱动力，数据中心的能源消耗持续飙升，业内各方正面临成本不断攀升的严峻挑战，以及对能源管理日益迫切的需求。
2026年1月，美国国会发布报告称，2023年美国数据中心的用电量(不含加密货币相关用电)约为176太瓦时(TWh)，占全国总用电量的4.4%。据预测，到2028年，这一用电量可能会翻一番甚至两番，占比最高或将升至12%。
这一增长主要归因于对计算能力需求极高的AI应用呈爆发式增长。据美联储估算，在2025年1月至9月期间，企业对AI技术的采纳率增长了68%。
受需求激增的影响，数据中心——尤其是超大规模数据中心——正面临日益高昂的电力成本。此外，它们还面临着诸如电网接入延误、基础设施建设成本高企以及电力批发价格波动等一系列挑战。AI工作负载所带来的高功率密度进一步推高了散热和运营支出;为此，数据中心运营商正积极探索现场发电及负载管理解决方案，以期缓解成本上涨压力并降低供电可靠性风险。本文旨在探讨数据中心管理者应当予以考量的各类能源管理策略。
制定数据中心能源管理新策略
针对数据中心在不同能源情境下的“情景假设建模”(What-if modeling)，有助于管理者未雨绸缪，为应对成本管理挑战及各类短期突发事件做好准备。然而，能源成本与消耗趋势往往具有长期性;因此，这些长期趋势也应当被纳入数据中心整体的能源与成本管理规划之中。
向可持续及可再生能源转型
尽管近期美国的能源政策重心有所回移，重新强调化石燃料作为主要能源的地位;但放眼长远未来，拥抱可再生能源与可持续发展，无疑才是数据中心行业通往未来的必由之路。
许多数据中心已郑重承诺实现“100%使用可再生能源”的目标。不过，在此项承诺背后存在一个重要的前提条件：所谓的“100%使用”，并不意味着数据中心自身内部的能源供应必须实现100%由可再生能源直接提供。为了达成这一“100%可再生能源”的统计目标，数据中心通常会将自身发电并回售给国家电网的可再生能源电量一并纳入考量，并以此换取相应的“可再生能源证书”(RECs)。这部分电量既可计入数据中心的可再生能源使用总量中，亦可作为一项收益冲抵数据中心自身的能源支出。
投资于场内及邻近场址的可再生能源方案
越来越多的数据中心开始利用场内或邻近场址的太阳能和风能，其中包括那些有能力投资建设自给自足的可再生能源微电网的大型数据中心。
数据中心正将微电网方案视为一种掌控自身能源命脉及服务可用性的手段。当遭遇重大基础设施中断事件(例如恶劣天气或网络攻击导致中央电网供电中断)时，微电网能确保数据中心继续正常运行。亚马逊、微软、Meta等巨头正在建设的大型AI数据中心，也正积极探索能够实现能源自给自足的微电网技术。这种做法有助于缓解社区对于能源成本上涨及能源需求激增的担忧。
签署购电协议(PPA)
大多数数据中心管理者通过监测IT设备的能耗、PUE(电力使用效率)、DCiE(数据中心基础设施效率)、WUE(用水效率)以及CPE(计算机电力效率)等指标来管理能源成本。
“在完成上述监测工作后，数据中心管理者还必须将燃料价格波动、需求激增以及基础设施收费标准变化等情景纳入考量，”能源建模与仿真B2B SaaS平台Energy Exemplar公司的解决方案副总裁Nyangon表示。“为此，他们通常会将供应商数据、EIA(环境影响评估)预测数据以及针对特定场址签署的合同信息进行整合，从而在充满变数的市场环境中制定出跨年度的能源成本预估方案。”
得益于能源管理指标体系的日益规范化，即便是规模较小的数据中心，也能准确评估其当前及预期的能源消耗状况。这使得它们能够与能源供应商进行购电协议(PPA)谈判，通过承诺每年消耗一定量的能源，从而换取更优惠的供电价格。
数据中心经理与设施经理必须通力协作
数据中心所采用的能源管理指标，结合如今具有节能意识的IT设备供应商所提供的能耗评级数据，使数据中心经理能够清晰地掌握单个服务器、存储阵列乃至芯片的具体能耗情况。然而，在数据中心的设施管理层面，人们投入的时间和精力却相对较少。
例如：该数据中心是否采用了能效最高的制冷技术?数据中心的暖通空调(HVAC)设备是否被部署在数据中心内部的“热点”区域附近，以确保制冷资源能够精准地输送到最需要的部位?数据中心的屋顶设计是否具备良好的隔热反射功能，能够将来自太阳的外部热量反射出去，从而降低对内部制冷的需求?在上述所有领域，数据中心经理往往缺乏设施经理所具备的专业知识。因此，这两类管理者必须携手合作。
关于能源管理的结语
能源消耗是推动数据中心成本管理与投资决策的一项关键因素。在制定相关规划时，数据中心经理往往不得不独自摸索，因为目前尚无任何具有法律约束力的能源标准是专门针对私营部门数据中心的运营而制定的。
“数据中心经理可以采取的措施包括：投资于先进的制冷技术(例如液体冷却或浸没式冷却系统)、采用高能效电源(例如‘80 PLUS钛金牌’认证电源)，以及实施冷/热通道封闭、服务器虚拟化，并围绕可再生能源对工作负载进行优化编排，”Nyangon说道。此外，他们还可以定期开展能源审计，与设施经理紧密协作，并及时向高层管理人员(C-level)汇报相关情况。
