Google 数据中心迈向7x24小时无碳能源之路

近年来，Google已成为全球最大的可再生能源的买家。仅在2017年，就从专门为Google建造的太阳能电场和风电场购买了超过70亿千瓦时的电力能源（大约相当于罗德岛州每年的用电量）。通过直接购买可再生能源，能够匹配数据中心100％的年度用电量。Google是第一家具有这样电力规模的公司。

Google的一个重要的目标，是要完成100％可再生能源采购。随着业务的增长，将会继续增加对可再生能源的购买。这仅仅是个开始。采购无碳能源来维持数据中心7x24小时的运营，将是更加伟大，并具有长期挑战的一步。

为了应对这一挑战，Google需要随时获取足够的无碳能源，来满足所有地方以及覆盖所有时间的用电量。这种想法还不能满足现状，尽管已采购了大量的可再生能源，但仍需使用含碳能源。每个Google设施都像其他用电设备一样连接进其区域的电网。每个区域的混合电能通常包括一些无碳能源-例如：风能，太阳能，水力，核能，以及含碳能源-例如煤炭，天然气和石油。特别是在风速或日光强度减弱的时候，以及在无碳能源获取有限的地方，依然需要含碳的能源。不论电力来源是否是无碳能源，全天候电力要保证数据中心服务连续不间断的运营-如Google搜索服务，YouTube视频播放，Google Cloud Platform云服务等等。

★ 走向全天候24x7无碳能源之路

1、对采购可再生能源所做出的努力（匹配每年100％的用电量）迈向全天候24x7无碳能源取得了有意义的进步。 自2010年以来，通过在各个数据中心区域增加25个以上的风能和太阳能项目（总发电容量超过3GW），大大提高了数据中心每小时负载与区域无碳能源供应之间的匹配水平。图1重点介绍了一些来自全球各地的案例。在所有已签署可再生能源合约的数据中心区域中，2017年Google数据中心每小时用电量至少有65％与无碳能源相匹配。

2、多种多样的无碳能源（无论是可变能源还是可调度能源）比单个可变能源具有更大的影响。在缺乏长期能源储备的情况下，单一可再生能源通常不足以满足100％与数据中心的24x7负载相匹配。即使在风力合约可以产生高达数据中心所需电力的三倍的地区，在数小时或数天的时间内也可能轻易地使负载几乎不与任何无碳能源相匹配。通过24x7无碳能源的透镜可以看到，增加更多的单一可变资源会减少收益。在可预见的将来，Google将在地理和技术上多样化的投资组合中取得更大的成功，该投资组合包括不同类型的可变可再生能源（例如太阳能，风能），固定的无碳能源（例如核能，地热能，生物质能）以及下一代发电解决方案（例如低成本的能源储备，碳捕集与封存，以及灵活的电力需求-这些需求经过优化以符合低碳能源的可用性）

Google可再生能源合约的示例

可实现24x7全天候的无碳能源发展

3、在某些数据中心区域，现有的核能和水力能源正向电网输送大量无碳能源。24x7无碳能源匹配度好的数据中心，通常位于电网中已含有大量无碳能源的区域。例如，在芬兰，核能和水电占该国总体电网结构的40％以上。因此，对于政府、公用设施和其他能源市场参与者而言，需要仔细考虑退除现有固定无碳发电模式。

最终，Google设想并希望全球电网能源组合能够100％匹配无碳，这对于低成本地发展可再生能源和固定无碳发电模式都非常重要。

4、在一些目前没有合约并且电网类型为碳密集型的地区，Google签署可再生能源合约将立即改善无碳能源匹配度。迄今为止，在亚洲和美国东南部等地区，可再生能源发展的障碍不是技术或价格，而是政策和市场结构。这表明在一些州和地区需要尽快发展公用设施的监管和能源的商业模式。随着零售和批发能源市场变得更加灵活，能够做到以客户为中心，任何有需求的电力客户都可以像商品一样购买清洁能源，也使得Google能在全球范围内更广泛地部署无碳能源。

5、为了最大限度地提高无碳能源所带来的气候效益，Google需要分析边际发电量。发电区域的资源结构决定了无碳能源发电额外部分的排放影响。当确定在哪个地方需要增加无碳能源时，重要的一点是，要评估新能源供应对当地电网实现增加无碳能源的影响。通常，由新的太阳能或风电场提供的电力可以减少部分二氧化碳的排放，因为它可以替代现有碳能源发电厂的增量（或“边际”）发电。但是，在某些地区，如果该地区的边际发电已经来自水力发电等无碳能源，那么可能增加新的无碳能源在减少二氧化碳排放方面的效果有限。边际发电的碳分布是一个正在进行的研究课题，可以帮助利用能源计划最大限度地提高气候效益。

★ 前进的道路

科学证据是明确的：应对气候变化是全球的当务之急，为此人们需要对能源系统进行全面脱碳。这也是Google的愿景：每天24小时，每周7天，每年365天都使用无碳能源。

Google致力于尽自己的力量，加快向全天候24x7无碳能源过渡。自2007年起，就实现了碳中和。2017年，Google实现了将100％的全球能源消耗与可再生能源采购相匹配的目标。Google现在是世界上最大的非公用设施行业的可再生能源购买者。可再生能源的采购帮助Google在实现24x7全天候无碳能源方面取得了重大进展。每个拥有Google可再生能源合约的区域中，数据中心每小时至少有65％的无碳能源与之匹配。可再生能源将在能源系统脱碳中发挥重要作用。随着用电量的不断增加，Google将继续在更多地区采购各种类型的可再生能源。

采购100％可再生能源是Google的一个重要里程碑,实现24x7的无碳能源并非易事，需要政策的改良，以及技术和业务模型的创新。

需要打破无碳能源采购的政策壁垒并实现市场的改革，需要认识到无碳能源在社会上的重要性，并制定不同电力能源属性定价的新政策。Google将继续推动电力市场改革，以增加世界各地获得无碳能源的机会。

Google将大力开发和部署新兴技术，例如储能技术，核能技术以及碳捕集与封存技术，这些技术将提高全天候无碳能源的可用性。Google会利用其在资源效率和解决问题策略（例如机器学习）方面的专业知识来推动能源技术的发展。