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在環保意識抬頭與能源轉型浪潮下，如何有效利用資料中心運作產生的廢熱，已成為全球資料中心產業積極探索的議題。北歐國家憑藉其寒冷氣候、先進技術與政策支持，在資料中心廢熱回收利用領域走在前沿，打造出多個成功的供暖城市模式。本文將深入解析北歐資料中心供暖城市的成功經驗，探討其模式、效益與啟示，為全球資料中心產業的綠色轉型提供借鏡。
北歐的先天優勢：寒冷氣候與綠色能源
北歐地區，涵蓋挪威、瑞典、芬蘭、丹麥和冰島等國，擁有發展資料中心廢熱供暖的獨特優勢：
- 寒冷氣候，供暖需求強勁： 北歐冬季漫長而寒冷，城市供暖需求量大。資料中心廢熱可作為穩定的熱源補充，有效降低傳統供暖系統的能源消耗。
- 綠色能源豐富，電力成本低廉： 北歐國家水力、風力、地熱等再生能源豐富，電力供應充沛且價格相對低廉。這降低了資料中心的營運成本，也使得廢熱回收的經濟效益更加顯著。
- 環保意識高漲，政策法規支持： 北歐國家普遍具有高度的環保意識，政府積極推動綠色能源發展和碳排放減量。相關政策法規，例如碳稅、能源效率標準、再生能源補貼等，為資料中心廢熱回收利用創造了有利的政策環境。
- 先進的區域供熱基礎設施： 北歐許多城市已建有完善的區域供熱系統，管線網絡覆蓋廣泛。這為資料中心廢熱接入城市供熱系統提供了便利的基礎設施條件。
- 技術創新與產業合作： 北歐國家在資料中心技術、區域供熱技術、能源管理技術等方面均處於領先地位。產業界、學術界、政府部門之間的緊密合作，加速了資料中心廢熱回收技術的創新與應用。
北歐資料中心供暖的成功模式
在上述優勢條件的加持下，北歐各國湧現出多個成功的資料中心供暖案例，形成了各具特色的模式：
芬蘭：區域供熱網絡整合模式
芬蘭是資料中心廢熱回收利用的先驅國家之一。其首都赫爾辛基，以及其他城市如埃斯波、萬塔等，都積極推動資料中心廢熱與區域供熱網絡的整合。
案例：
赫爾辛基能源公司 (Helsingin Energia) 赫爾辛基能源公司與多個資料中心合作，將資料中心產生的廢熱導入城市區域供熱系統，為住宅、辦公 building 等建築物供暖。例如，Google 位於赫爾辛基附近的資料中心，即將其廢熱供應給赫爾辛基的區域供熱網絡，預計可滿足當地數千戶家庭的供暖需求。
赫爾辛基能源公司的模式，核心在於 整合現有的區域供熱網絡，將資料中心視為分散式熱源，透過熱交換技術，將資料中心低溫廢熱升溫，提升供熱效率。這種模式的優點是可大規模利用廢熱，效益顯著，但需要完善的區域供熱基礎設施作為支撐。
瑞典：工業共生與熱電聯產模式
瑞典在工業共生和熱電聯產 (CHP) 方面具有豐富經驗。資料中心廢熱回收，也常與工業生產、熱電聯產等系統結合，形成更高效的能源利用模式。
案例：
斯德哥爾摩 Exergi 斯德哥爾摩 Exergi 公司，是瑞典最大的能源公司之一，積極推動資料中心廢熱回收。其位於斯德哥爾摩的資料中心，不僅為自身建築供暖，更將多餘的廢熱供應給 Exergi 的區域供熱網絡。此外，Exergi 還探索將資料中心與熱電聯產廠結合，利用廢熱提高發電效率，實現能源的梯次利用。
斯德哥爾摩 Exergi 的模式，強調 工業共生與系統整合，將資料中心納入更廣泛的能源生態系統中，實現多種能源形式的協同利用，提升整體能源效率。這種模式的優點是系統性強，能源利用效率高，但需要跨產業、跨領域的合作與協調。
冰島：地熱能源與直接利用模式
冰島擁有豐富的地熱資源，地熱供暖普及率極高。在資料中心廢熱利用方面，冰島也探索出獨特的直接利用模式。
案例：
冰島 Advania 資料中心 冰島 Advania 資料中心，充分利用冰島豐富的地熱資源和寒冷氣候，採用自然冷卻技術，大幅降低資料中心的製冷需求。同時，該資料中心也將部分廢熱直接用於建築物供暖，例如辦公室、倉庫等。
冰島 Advania 的模式，突出 地熱能源與直接利用，充分利用當地自然資源，將資料中心廢熱以較低成本直接應用於供暖，簡化了熱回收系統，降低了能源轉換損耗。這種模式的優點是成本低廉、能源效率高，但受限於地理條件，僅適用於地熱資源豐富且氣候寒冷的地區。
丹麥：靈活調度與智慧能源網絡模式
丹麥在智慧能源網絡和靈活能源調度方面走在前沿。丹麥的資料中心廢熱回收，也融入了智慧能源網絡的理念，實現更靈活、更高效的能源管理。
案例：
丹麥 Örsted 與 Facebook 資料中心 丹麥能源巨頭 Örsted 與 Facebook 合作，在丹麥奧登斯建設資料中心。該資料中心產生的廢熱，將被納入奧登斯市的區域供熱系統。Örsted 強調，將利用智慧能源網絡技術，根據供熱需求和電力市場價格，靈活調度資料中心的熱輸出，實現能源供需的精準匹配。
丹麥 Örsted 的模式，著重 智慧調度與彈性管理，將資料中心視為智慧能源網絡中的一個靈活節點，透過先進的資訊技術和控制系統，實現能源供需的即時匹配和優化調度。這種模式的優點是系統彈性高、能源利用效率最大化，但需要高度智慧化的能源管理系統作為支撐。
北歐模式的成功要素與效益
北歐資料中心供暖模式的成功，並非偶然，而是多重因素共同作用的結果：
- 政策支持與法規引導： 北歐各國政府積極出台政策，鼓勵資料中心廢熱回收利用，例如提供財政補貼、簡化行政流程、制定明確的排放標準等。法規層面，也對資料中心能源效率提出更高要求，倒逼企業採用更綠色的技術。
- 產業界積極投入與創新： 北歐資料中心業者、能源公司、技術供應商等，積極投入廢熱回收技術的研發與應用。產業界之間的合作與知識共享，加速了技術創新和模式優化。
- 公眾認知與社會接受度高： 北歐社會普遍具有高度的環保意識，對資料中心廢熱供暖的接受度較高。公眾的支持，為政策推動和專案落地創造了良好的社會氛圍。
- 經濟效益與環境效益兼具： 資料中心廢熱供暖，不僅能降低資料中心的能源成本，也能減少城市供暖系統對化石燃料的依賴，降低碳排放，實現經濟效益與環境效益的雙贏。
- 完善的基礎設施與技術積累： 北歐國家完善的區域供熱網絡、先進的能源技術、以及在寒冷氣候條件下積累的供暖經驗，為資料中心廢熱供暖的成功實施奠定了堅實基礎。
北歐經驗對亞洲的啟示
北歐資料中心供暖模式的成功經驗，對亞洲地區具有重要的啟示意義：
- 政策引導與標準先行： 亞洲各國政府應借鑒北歐經驗，制定明確的政策，鼓勵資料中心廢熱回收利用。例如，提供財政激勵、稅收優惠、簡化審批流程等。同時，應制定相關技術標準和規範，引導產業健康發展。
- 因地制宜，多元模式探索： 亞洲各國氣候條件、能源結構、基礎設施水平差異較大，不能照搬北歐模式。應根據自身情況，探索多元化的廢熱回收利用模式。例如，在寒冷地區，可優先發展區域供熱網絡整合模式；在工業園區，可推動工業共生與熱電聯產模式；在再生能源豐富地區，可探索地熱能源與直接利用模式。
- 技術創新與本土化改造： 引進和吸收北歐先進技術的同時，應注重本土化改造與創新。針對亞洲地區的氣候特點、建築結構、能源系統等，開發更具適用性的廢熱回收技術和設備。
- 跨產業合作與價值鏈整合： 推動資料中心產業、能源產業、供熱產業、技術供應商等跨界合作，建立完整的廢熱回收利用價值鏈。透過合作，共同分擔成本、共享收益、降低風險。
- 公眾宣導與意識提升： 加強對公眾的宣導教育，提高社會各界對資料中心廢熱回收利用的認知和支持度。營造良好的輿論環境，為政策推動和專案實施奠定基礎。
挑戰與未來展望
儘管北歐資料中心供暖模式取得顯著成效，但在推廣過程中仍面臨一些挑戰：
- 經濟性考量： 廢熱回收系統的初期投資成本較高，經濟性是企業決策的重要考量因素。需要透過政策激勵、技術創新、規模效應等方式，提升廢熱回收的經濟效益。
- 技術成熟度與可靠性： 部分廢熱回收技術仍處於發展階段，成熟度和可靠性有待進一步驗證。需要加強技術研發和示範應用，提升技術水平。
- 管線佈建與基礎設施改造： 區域供熱網絡的建設和改造，需要大量的資金投入和時間成本。如何有效規劃管線佈建，降低基礎設施改造成本，是推廣區域供熱模式的關鍵。
- 能源政策與市場機制： 穩定的能源政策和完善的市場機制，是資料中心廢熱回收利用的保障。政府應制定長期穩定的政策框架，建立公平合理的能源市場，為廢熱回收創造良好的營運環境。
展望未來，隨著全球能源轉型步伐加快，以及資料中心產業綠色發展意識提升，資料中心廢熱回收利用將迎來更廣闊的發展前景。北歐模式的成功經驗，將為全球資料中心產業的綠色轉型提供有益的參考和借鏡。亞洲各國應積極借鑒北歐經驗，結合自身實際情況，探索適合自身發展的資料中心廢熱供暖模式，實現經濟發展與環境保護的雙贏。
常見問答
什麼是資料中心廢熱供暖？
資料中心在運作過程中會產生大量熱能，廢熱供暖是指將這些原本排放到環境中的熱能回收，並透過熱交換系統，將熱能轉換為熱水或熱空氣，供應給城市或建築物供暖。
資料中心廢熱供暖有哪些優點？
主要優點包括：
節省能源： 減少傳統供暖系統對化石燃料的依賴，降低能源消耗。
減少碳排放： 降低溫室氣體排放，減緩氣候變遷。
降低資料中心營運成本： 減少散熱系統的能源消耗，甚至可以將廢熱出售獲利。
提升能源效率： 實現能源的梯次利用，提高整體能源使用效率。
提升企業形象： 展現企業的環保責任，提升綠色形象。
北歐為什麼適合發展資料中心廢熱供暖？
北歐具備多項優勢：
寒冷氣候： 冬季供暖需求大，廢熱有市場。
綠色能源： 再生能源豐富，電力成本低。
政策支持： 政府積極推動綠色能源和碳減排。
基礎設施： 完善的區域供熱系統。
技術領先： 先進的資料中心和能源技術。
北歐有哪些成功的資料中心供暖案例？
芬蘭赫爾辛基能源公司： 整合區域供熱網絡，大規模利用資料中心廢熱。
瑞典斯德哥爾摩 Exergi： 結合工業共生和熱電聯產系統，提升能源效率。
冰島 Advania 資料中心： 利用地熱資源，直接將廢熱用於建築供暖。
丹麥 Örsted 與 Facebook 資料中心： 智慧能源網絡，靈活調度資料中心熱輸出。
亞洲地區可以借鑒北歐模式嗎？
可以借鑒，但需因地制宜。亞洲各國應根據自身氣候、能源結構、基礎設施等條件，探索適合自身的廢熱回收利用模式。
哪些亞洲地區可能較適合推廣資料中心廢熱供暖？
較寒冷的地區，例如中國北方、韓國、日本北部等，冬季供暖需求較大，推廣潛力較高。
推廣資料中心廢熱供暖有哪些挑戰？
主要挑戰包括：
經濟性： 初期投資成本較高。
技術： 部分技術尚待成熟。
基礎設施： 區域供熱網絡建設成本高。
政策： 需要穩定的政策支持和市場機制。
有哪些關鍵技術可以提升資料中心廢熱供暖效率？
關鍵技術包括：
高效熱交換技術： 提升熱能轉換效率。
熱泵技術： 將低溫廢熱升溫至可用溫度。
智慧能源管理系統： 實現能源供需精準匹配和優化調度。
低溫供熱管網技術： 降低管網熱損耗。
政府在推動資料中心廢熱供暖方面可以發揮哪些作用？
政府可以：
制定政策： 提供財政補貼、稅收優惠、簡化審批等。
制定標準： 建立技術標準和規範，引導產業發展。
基礎建設： 投資建設或改造區域供熱網絡。
公眾宣導： 提高社會認知和支持度。
產業合作平台： 促進跨產業合作與交流。
資料中心業者如何參與廢熱供暖項目？
資料中心業者可以：
技術評估： 評估自身資料中心廢熱回收潛力。
合作夥伴尋找： 與能源公司、供熱公司、技術供應商等建立合作關係。
專案規劃與設計： 共同規劃設計廢熱回收系統。
投資與營運： 參與專案投資和營運管理。
效益評估與改善： 持續評估專案效益，並進行技術和管理優化。
引用資料來源
- Helsinki to Heat Homes With Google Data Center Waste Heat:Data Center Knowledge, 2019.
- District Energy, Data Centers and Waste Heat Recovery – Opportunities and Barriers:Euroheat & Power, 2020.
- Colocation Services – Iceland:Advania Data Centers.
- Facebook data center in Odense to heat thousands of homes: 2019.
- The Nordic countries – frontrunners in data centre waste heat reuse:Nordic Council of Ministers, 2021.
- Data Centres in Cold Climates – Opportunities for Waste Heat Recovery (PDF):IEA, 2022.
- District heating and cooling – Key benefits:Danfoss.
- Waste heat recovery from data centers – A valuable resource for district energy systems:ResearchGate, 2021.
- Global District Energy Climate Assessment:International District Energy Association (IDEA).
- Energy Optimization – Data Center, Colocation, Cloud Solutions:Vertiv.