中國數(shù)據(jù)中心選址發(fā)展研究
——以近30年國內(nèi)數(shù)據(jù)中心選址布局為例

王楚伊

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司）

1 引言

數(shù)據(jù)中心是容納一整套復(fù)雜的設(shè)施的建筑物或建筑群，它包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其它與之配套的設(shè)備，例如通信和存儲(chǔ)系統(tǒng)等等[1]。隨著信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，以及各種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長。數(shù)據(jù)中心作為其重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，進(jìn)入了大規(guī)模的規(guī)劃建設(shè)階段。我國數(shù)據(jù)中心集成化模塊化程度不斷提升，數(shù)據(jù)中心建設(shè)從建筑單體向建筑群，乃至產(chǎn)業(yè)園的規(guī)模不斷增長。我國數(shù)據(jù)中心的選址布局也在不斷發(fā)生變化，本文主要探討我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展的階段和差異、空間環(huán)境演進(jìn)的基本規(guī)律和影響數(shù)據(jù)中心選址的主要影響因素。

2 數(shù)據(jù)中心發(fā)展的階段和差異

2.1 低水平不均衡的發(fā)展階段

20世紀(jì)90年代，我國的信息時(shí)代剛剛開始，信息技術(shù)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量并不龐大，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件不成熟。數(shù)據(jù)中心在此時(shí)期有兩種形態(tài)：建筑附屬部分和獨(dú)立建筑單體。其建設(shè)規(guī)模和承載機(jī)架數(shù)較小，運(yùn)營商作為該發(fā)展階段最重要的建設(shè)主體和運(yùn)營主體。

從全國范圍來看，數(shù)據(jù)中心以散點(diǎn)的形式分布在我國的一線城市：北京、上海、廣州和深圳。各省會(huì)城市伴隨通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心。單機(jī)架功率較低（1～2kW），綜合單機(jī)架面積使用比較粗放，運(yùn)行環(huán)境不穩(wěn)定。

2.2 高水平不均衡的發(fā)展階段

2000～2010 年，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)開始高速發(fā)展，建設(shè)規(guī)劃的數(shù)據(jù)中心數(shù)量隨之高速增長。建設(shè)規(guī)模以5000～10000m2的建筑單體為主，約500～1000個(gè)機(jī)架。由于信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心具有高度的需求和依賴，大型國企、大型信息技術(shù)民企開始和運(yùn)營商合作開發(fā)建設(shè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，成為新的建設(shè)主體。

從全國范圍來看，數(shù)據(jù)中心建設(shè)繼續(xù)以一線城市為中心，圍繞首都經(jīng)濟(jì)圈、長江經(jīng)濟(jì)帶、珠三角經(jīng)濟(jì)圈、東南沿海地區(qū)大量建設(shè)數(shù)據(jù)中心，圍繞需求中心做建設(shè)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠發(fā)達(dá)地區(qū)由于區(qū)域需求不大，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)基本還是一片空白。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)技術(shù)趨向成熟，建立冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置以保證數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)機(jī)房的單機(jī)架功率提高（2～4kW），綜合單機(jī)架面積使用比較集約，運(yùn)行環(huán)境較為穩(wěn)定。

2.3 高水平較均衡的發(fā)展階段

2010年以來，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的高速發(fā)展，以及各種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長?！?016年中國數(shù)據(jù)中心保有量約為5.6萬個(gè)，總面積約為1650萬m2，預(yù)計(jì)到2020年，中國數(shù)據(jù)中心保有量將超過8萬個(gè)，總面積將超過3000萬m2。與之相應(yīng)是能源消耗也在逐年攀升，2016年中國數(shù)據(jù)中心總耗電量超過1200億kWh，這個(gè)數(shù)字超過了三峽大壩2016年全年的總發(fā)電量（約1000億kWh）?！盵2]在此背景下，PUE作為評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)，成為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和建設(shè)的重中之重。數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能、高密模塊化、智能化管理成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新亮點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心建設(shè)逐漸趨向能源和冷源。內(nèi)蒙古和貴州氣候條件優(yōu)越、能源豐富，成為各大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園的選址熱點(diǎn)。2015年8月31日，國務(wù)院下發(fā)《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》，“開展區(qū)域試點(diǎn)，推進(jìn)貴州等大數(shù)據(jù)綜合試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，促進(jìn)區(qū)域性大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的整合和數(shù)據(jù)資源的匯聚應(yīng)用?！盵3]各大運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司的IDC規(guī)劃重點(diǎn)紛紛指向這兩個(gè)省份；另外，陜西、寧夏、廣西等中西部省份也在大量建設(shè)數(shù)據(jù)中心。

國家從政策上引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心建設(shè)，提高數(shù)據(jù)中心建筑節(jié)能運(yùn)行水平，注重集聚經(jīng)濟(jì)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)的作用，促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施、公用事業(yè)的建立、發(fā)展和充分利用。

數(shù)據(jù)中心在此時(shí)期的建設(shè)規(guī)模以數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)園為主集中建設(shè)，機(jī)架數(shù)為數(shù)千個(gè)到數(shù)萬個(gè)不等。運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、電力企業(yè)、金融企業(yè)以及黨政軍等部門紛紛加入建設(shè)數(shù)據(jù)中心的行列，多種建設(shè)開發(fā)和運(yùn)營方式共存。各種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型所需建設(shè)的數(shù)據(jù)中心數(shù)量龐大，從全國范圍分布來看，呈現(xiàn)花開遍野、高水平較均衡的發(fā)展階段。然而，區(qū)域供需關(guān)系仍是很不均衡的。

3 數(shù)據(jù)中心空間布局演進(jìn)的基本規(guī)律

我國數(shù)據(jù)中心空間布局和我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的階段有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。城鎮(zhèn)化進(jìn)程一般可以分為四個(gè)基本階段：集聚城鎮(zhèn)化階段、郊區(qū)化階段、逆城鎮(zhèn)化階段和再城鎮(zhèn)化階段。[4]超大城市、特大城市、大城市、中小城市所處的城鎮(zhèn)化水平的差異直接影響數(shù)據(jù)中心在城鎮(zhèn)空間布局中所處的位置。

3.1 在中小城市的空間布局演進(jìn)的基本規(guī)律

中小城市的城鎮(zhèn)化水平較低，城鄉(xiāng)差異較大。在比較利益的驅(qū)動(dòng)下，人口和產(chǎn)業(yè)向城市單向集聚。數(shù)據(jù)中心的市場需求較弱，通常為運(yùn)營商建設(shè)的通信服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，僅滿足當(dāng)?shù)氐氖袌鲂枨?，供給中心與需求中心保持一致。數(shù)據(jù)中心用地要求大而平坦，為避免影響城市發(fā)展方向，一般布置在城市邊緣交通方便的地方。

3.2 在大城市的空間布局演進(jìn)的基本規(guī)律

大城市的城鎮(zhèn)化水平較高，由于城市環(huán)境的惡化、交通條件的改善，城市不斷向外延伸，住宅、商業(yè)和大量的就業(yè)崗位相繼向城市郊區(qū)遷移。在城市持續(xù)生長的過程中，數(shù)據(jù)中心的選址隨著城市邊緣的延伸而遷移。由于超大、特大城市的電力、水資源過于緊張，陸續(xù)出臺(tái)政策限制建設(shè)數(shù)據(jù)中心?！侗本┦行略霎a(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄》（2018年版），要求“全市層面禁止新建和擴(kuò)建互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)、信息處理和存儲(chǔ)支持服務(wù)中的數(shù)據(jù)中心（PUE值在1.4以下的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心除外）；中心城區(qū)全面禁止新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心。”[5]《上海市推進(jìn)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)助力提升城市能級(jí)和競爭力三年行動(dòng)計(jì)劃（2018～2020年）》規(guī)定“統(tǒng)籌空間、規(guī)模、用能，加強(qiáng)長三角區(qū)域協(xié)同，布局高端、綠色數(shù)據(jù)中心，新建機(jī)架控制在6萬個(gè)，總規(guī)?？刂圃?6萬個(gè)?！盵6]廣州和深圳等城市均出臺(tái)相關(guān)限制建設(shè)禁令。因此，大城市的數(shù)據(jù)中心通常還有服務(wù)超大、特大城市的功能，市場的供給中心和需求中心發(fā)生分離。比如我院在汕尾市深汕合作區(qū)設(shè)計(jì)的數(shù)個(gè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園、在惠州市正在選址的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園，除滿足當(dāng)?shù)貎?nèi)需，均重點(diǎn)服務(wù)深圳龐大的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代化工業(yè)。首都經(jīng)濟(jì)圈、長江經(jīng)濟(jì)帶、珠三角經(jīng)濟(jì)圈、東南沿海地區(qū)均形成帶狀、片狀的服務(wù)于超大、特大城市的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園。

3.3 在超大城市、特大城市的空間布局演進(jìn)的基本規(guī)律

超大、特大城市的城鎮(zhèn)化水平很高，城市用地趨于飽和，城市市政資源較為緊張。除城市發(fā)展過程中建成的數(shù)據(jù)中心以外，城市內(nèi)部可建數(shù)據(jù)中心的用地已非常有限。近年來得益于國家環(huán)保方面的政策，“既要金山銀山，又要綠水青山”，大量城市內(nèi)部的傳統(tǒng)工業(yè)向城市遠(yuǎn)郊或周邊城市轉(zhuǎn)移，舊工業(yè)廠房改造數(shù)據(jù)中心具有可行性。

數(shù)據(jù)中心基本無廢氣廢水廢渣的污染，周邊可布置居住用地和商業(yè)用地。舊廠房通常位于交通方便、市政設(shè)施齊全的地段，可就地保留，允許擴(kuò)建；通過改革工藝和生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的加固和工藝平面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，舊廠房改造成為超大、特大城市數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要建設(shè)方式。

4 數(shù)據(jù)中心選址的主要影響因素

4.1 自然環(huán)境因素

地質(zhì)、地貌、水文、氣候等自然條件，均直接或間接影響數(shù)據(jù)中心的選址和發(fā)展。數(shù)據(jù)中心要求用地形狀規(guī)整，地塊面積規(guī)模較大，地勢較高。地形坡度較為平坦，坡度約0.5～2%為宜，應(yīng)選擇地質(zhì)、土壤承載力好的用地，且地下水位應(yīng)離地面4m以上。

4.2 市場需求因素

在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施完善，市場需求大的地區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心建設(shè)，其造價(jià)更加經(jīng)濟(jì)、使用率更高，區(qū)位優(yōu)勢明顯。相反，數(shù)據(jù)中心選址距離市場需求地越遠(yuǎn)，造價(jià)相應(yīng)有所增加，使用率、租賃率較低，但用地規(guī)模相對(duì)富余，規(guī)模優(yōu)勢明顯。

4.3 市政條件因素

數(shù)據(jù)中心是重要供水用戶和重要電力用戶，電力供給充足可靠，通信快速，交通便利。采用水蒸發(fā)冷卻方式制冷的數(shù)據(jù)中心，水源應(yīng)充足。根據(jù)《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50174-2017）的規(guī)定，數(shù)據(jù)中心至少需要兩路市政用水和市政用電。數(shù)據(jù)中心附近宜設(shè)置加油站，以供緊急時(shí)備用。

4.4 政策制度因素

國家對(duì)大數(shù)據(jù)發(fā)展的政策引導(dǎo)以及環(huán)境方面的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，均是數(shù)據(jù)中心建設(shè)選址的重要政策制度因素。近年來我院設(shè)計(jì)的騰訊貴州數(shù)據(jù)中心、寧夏銀川、內(nèi)蒙古大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園、廣東省內(nèi)多個(gè)電廠改造的數(shù)據(jù)中心的選址，政策制度在其中起了關(guān)鍵作用。

5 結(jié)語

我國數(shù)據(jù)中心的選址發(fā)展隨著數(shù)據(jù)中心發(fā)展階段而變化，數(shù)據(jù)中心在城市空間的布局與城鎮(zhèn)化水平和進(jìn)程有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。近三十年來數(shù)據(jù)中心選址的主要影響因素受自然環(huán)境、市場需求、市政條件和政策制度因素的影響。未來數(shù)據(jù)中心的選址隨著技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生多樣的影響因素，我國將建設(shè)出更多綠色、環(huán)保、高效的數(shù)據(jù)中心。