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专家:数据中心入海 拓展宜审慎

上海临港新区的海底数据中心启用后一度成为热话,但有专家表示新技术的长远运作与环境影响未明,不宜急于扩充。
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<p>一家中国企业将两个搭载AI数据服务器的舱体投放至海南附近海域。图片来源:Xinhua / Alamy</p>

一家中国企业将两个搭载AI数据服务器的舱体投放至海南附近海域。图片来源:Xinhua / Alamy

距上海临港新区的东海海域岸线约13公里之处,有一座高出海面、披着亮黄色的巨大平台。它的四周大约布满了海上风电机,而在平台下方、10米水深处的是与风电机直连的海底数据中心。

这座依赖风力发电的数据中心之所以置于海底,是为了利用这片年均水温为15℃的海洋来散热,以解决陆地数据中心消耗大量能源与水资源散热的问题。

中国的AI技术和智能经济发展迅速,中国目前已建和在建的智算中心已经从2023年底的60个发展到今年的超过250个。不少政府及企业视海底数据中心为“较可持续”的新型解决方案,但有专家提醒,它是否能成为AI时代的绿色方案仍是言之尚早。

对话地球向他们了解海底数据中心对环境生态的利与弊。

巨大的能源消耗

数据中心越建越多的情况下,陆地数据中心开始出现“高耗能、高耗水、高占地”的困境。中国的智能经济急需解决能源消耗的问题,北京理工大学2025年的一项研究预测,到2030年,数据中心用电量将占到中国全社会总用电量的4.8%。

大连理工大学电气工程学院副教授杨浩森告诉对话地球,散热是数据中心设施在服务器等IT设备以外最主要的能源消耗。而海底数据中心通过海水散热,减少了冷却能耗,相比陆地数据中心,

在IT负载相同的情况下,理论上可以减少18%至28%的总能源消耗。

上海临港海底数据中心总投资达16亿元,是由海兰云(上海)数据科技有限公司联合中国电信、中交三航局等企业共建。海兰云项目负责人陈希怡告诉央视新闻,IT功率达2.3兆瓦的传统中小型数据中心一年用4万吨淡水来散热,相当于100个普通家庭的用量,而临港数据中心采用的技术,不需要消耗任何淡水。

据海兰云介绍,临港项目直接接入四周的海上风电场,绿电直接供给率超过95%。中国可持续发展与海洋经济研究所所长胡振宇认为,一些地方风电发电量高于储能容量,沿岸海底数据中心正好能消纳这些绿电。

他又表示,上海临港项目启动后,不少地方政府表露出对于项目的热情,希望开展试点工作。

此项目非海兰云的首个海底数据中心。2023年,与海兰云(上海)属同一集团的深圳海兰云数据中心科技有限公司在海南省陵水黎族自治县清水湾开展了它的首个海底数据中心商用项目,向海底投放了三个数据舱。海兰云计划分三阶段一共建100个数据舱,其实际投放地点未明,而总投资规模达到约56亿元。


海兰云深圳公司的工作人员告诉对话地球,最早投放于海南清水湾的海底数据舱已稳定运营超40个月,“0故障0事故”。有报道表示,公司就此项目已跟大型通信企业中国电信、阿里巴巴集团旗下人工智能科技公司阿里云等合作。 该名工作人员表示,公司现正筹备第二期项目。其公司网页显示, 第二期项目将涉及30个数据舱,最后一期则计划投放70个数据舱。

数据中心会令海水升温?

地方政府对新技术充满期待,但人们对扩大海底数据中心发展规模会如何影响生态的了解不多。海兰云的数据中心是透过把天然海水泵入换热冷却系统,把算力中心的热力转移到海水后再排出温水。

英国普利茅斯海洋实验室生态系统服务科学家斯蒂芬·沃森博士(Stephen Watson)表示:“水下数据中心散发的热量可能会影响附近物种的行为或生物特性,尤其是那些无法迁徙的物种。”

two men observing undersea data centre model
一位工作人员介绍一款接驳盒模型。该设备用于监测海南省陵水海底数据中心周边的海床环境。图片来源:Zheng Yue / Xinhua / Alamy

海兰云目前尚未有项目公开运营期间的散热率参数。上海临港新区项目的海域使用论证报告书显示,数据舱的排水量为每秒150公升,排水温升5℃。报告形容“由于温排水流量较小,在排放后短时间内即可与周边海水充分混合……不会对海洋环境产生明显影响。”

至于海南项目,海兰云的官网表示,一次实测显示,“舱体海水换热模块两米范围内水温上升不到1℃,对周围环境的影响微乎其微”,而公司未有明确实测是何时进行。

圣托马斯大学热科学教授约翰·亚伯拉罕(John Abraham)认为,

考虑到排水量的大小,临港项目的温排水对于区域性海水温度产生显著影响的可能性极小,但对于紧邻数据中心取水口和排水口的生物却可能有直接影响
。他表示:“     排出高于自然海水4-5摄氏度的用水肯定会对生物产生影响,尤其是在炎热的夏季,生物可能已经接近其耐热极限,无法迁徙的生物可能更加脆弱。"

亚伯拉罕说:“     我认为生态风险是真实存在的,但地理范围相当有限。”

虽然依赖海水冷却的核电厂排水量远高于海底数据中心,但有关其长期温水排放影响的研究或具参考作用。中国科学院南海海洋研究所王友绍曾对大亚湾核电厂附近的生态进行研究。

研究表示,大亚湾核电厂自1993年开始运作起,以每秒9.5万公升的排水量向海排放温废水──显著高于临港数据中心项目的排水量。而核电厂的排水导致大亚湾西部靠近核电厂的5.5平方公里海域水温比湾内其他海域高约1℃。

研究基于该水域的浮游生物数量,推算电站运行后的潜在渔业产量与运行前相比增长了一倍。不过,核电站附近海域底栖动物的平均生物量则从1991年的每平方米318克下降至2004年的每平方米45克,物种数量也从250种减少至177种,反映温水排放尤其直接影响底栖生物。

胡振宇和斯坦福大学海洋生态教授斯蒂芬·帕伦比(Stephen Palumbi)也提到,数据仓外围使用的防腐材料也可能存在剥落和污染的风险。

帕伦比说:“如果剥落的防腐漆冲了上有儿童玩耍的沙滩,又或被我们进吃的海产吃掉,那会该怎么办?”而上海临港新区项目的海域使用论证报告书则称,数据舱基础采用的防腐层不影响海洋沉积物。

胡振宇说,当前海底数据项目的生态影响评估主要集中在建设期,对运营期和退役期的长期影响研究不足,也是诸多风险之一。他认为有需要持续监测海水升温对海洋生态的影响。

截至文章发布,海兰云未有回复对话地球针对数据中心运作的提问。

数据中心行业的数据透明度向来成问题。加州大学圣巴巴拉分校新兴技术可持续发展科学教授埃里克·马萨内特(Eric Masanet)说:“ 亚马逊、微软等大多数运营商不会公布特定数据中心的具体数据。”

他认为,就海底数据中心而言,运营商除了须公布营运的能耗数据,还应当向决策者与当地社区分享生态影响方面的信息。

海底数据中心能商业化起来?

不只是中国,新加坡、韩国、美国等国家都在探索使用海水来为数据中心降温。今年4月,韩国海洋水产部宣布将在工业城市蔚山附近海域设立海底数据中心示范项目。

胡振宇认为,海底数据中心作为一种新尝试,仍在探索和试验阶段,大规模商业化上还存在诸多不确定性,而这些隐患在现有项目的对外说明中都被淡化。

他解释道,现在AI算力中心使用的芯片迭代迅速,一至两年内可能就需更换一次;而海底数据中心的设备更换成本高,增加运营成本。加上,海底运维成本高,若遇上台风、海缆故障,维修时间将以天或周计,而陆地设施仅需数小时。

而为从事人工智能与能源研究的杨浩森来说,海底数据中心是具前景的尝试。他说,这不但可以作为陆地数据中心的重要补充,也可以更有效利用可再生能源。

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