資料中心範疇三碳排放：全面研究與創新性解決方案
根據Carbon Intelligence的深入研究，一家公司的碳排放中有高達80%屬於範疇三（Scope 3）。然而，對於能源密集型的資料中心，這一評估變得更為複雜。這主要是因為資料中心大量依賴能源，而這些能源主要屬於範疇二（Scope 2）。如果資料中心使用的能源碳強度較高，則其範疇三排放將佔整體碳足跡的較小部分，反之則更多。相對於範疇三，範疇二的碳排放更容易計算，這使得評估資料中心全壽命期內的總碳足跡變得頗具挑戰性。
雖然目前尚未有法律強制要求報告範疇三排放，但對資料中心運營商來說，了解這一範疇排放的主要驅動因素是非常有益的。正如管理學大師彼得·德魯克（Peter Drucker）所指出：“如果你不能測量它，你就無法有效管理它。”這意味著，如果你不能準確測量某一項目，你也就無法對其進行改進。因此，深入了解範疇三排放對於資料中心運營商在碳減排和實現環境永續發展方面是至關重要的第一步。未來，範疇三排放將成為資料中心行業關鍵績效指標的新焦點。
範疇三排放：資料中心的報告難題
範疇三（Scope 3）排放涵蓋了資料中心組織價值鏈中所有的間接排放來源，包括但不限於購買的商品和服務（如資料中心建設）、資本財（如計算機、電源系統、冷卻系統）、商務旅行（包括飛機、火車、租車、酒店等）、員工通勤（如汽車、公交車等），以及廢物管理（包括電子廢物和電池）。
對資料中心運營商來說，量化和報告範疇三排放是一項艱鉅的任務。這主要是因為三大關鍵資源的缺乏：
- 可靠的供應商數據：缺乏精確和一致的數據來源。
- 量化工具：缺少專門用於計算和分析排放的專業工具。
- 會計和報告方法：缺乏統一和標準化的報告框架。
經過半年的深入研究，我們發布了《白皮書＃53：資料中心範疇三溫室氣體排放報告的推薦清單》。這份清單提供了九大排放源類別以及與資料中心特定的子類別，作為資料中心運營商記賬和報告其範疇三排放的全面框架。基於這一框架，我們開始進一步的數據收集和工具開發工作。
我與Robert Bunger和Victor Avelar聯手，推出了一篇突破性的白皮書＃99，題為《量化資料中心範疇三溫室氣體排放以優先考慮減排努力》。在這篇新發表的研究中，我們選擇了一個虛擬的資料中心作為案例，展示了如何精確地量化範疇三排放，並識別出主要的排放來源。此外，我們還設計了一個專門的「資料中心生命周期CO2e計算器」，用於估算資料中心在其整個生命周期中的碳足跡。
需要強調的是，碳排放量受到多種因素的影響，這些因素包括但不限於：資料中心的規模、冗餘等級、電力排放因子、基礎建設、IT設備配置、能效水平、設備壽命及更換頻率，以及整個價值鏈中的各種活動。
我們的研究旨在為資料中心行業提供一個初步的基準和教育性工具，以促進對範疇三排放的更為精確的會計、報告、基準測試和管理。這是推動資料中心行業在永續發展方面取得更大進展的重要一步。
假設資料中心的核心前提
在我們的模型中，我們特意選擇了一個單一的、位於企業內部的資料中心，以便更專注地量化其碳足跡，從而避免了考慮共享和雲服務的複雜性。其他重要的假設因素包括：IT容量為1MW，運行在Tier 3級別，負載率為50%；電力使用效率（PUE）為1.34；每個機架的功率為6 kW，並配備了N+1冗餘電源和冷卻水系統；VRLA電池每四年更換一次；IT設備每四年進行一次全面更新；以及美國的平均電力碳排放因子為511 kg CO2e/MWh。
從我們的研究中獲得的關鍵見解
我們對碳足跡進行了細致的分類，包括按照範疇（Scope）、溫室氣體來源、生命周期階段，以及資料中心的各個子系統。我們的發現如下：
- 購買電力的碳強度會顯著影響範疇三排放，這可能會成為總碳足跡的主要組成部分。
- 在所有碳排放中，資本財（如計算機和冷卻系統）是碳足跡最大的貢獻者。
- 隨著資料中心生命周期的變化，範疇一、二和三排放的比例也會變化。
- 特別是，當資料中心使用更多可再生能源時，第二範疇排放的比例會有所下降。
- 資料中心的總碳足跡會因持續的燃料燃燒、能源消耗和價值鏈活動而逐年增加。
- 在資料中心建築的核心和外殼結構中，其在通電前（即從第一年開始，只考慮到固有碳排放）的總範疇三排放中所佔比例僅為6.6%。
七個關鍵的範疇三碳減排策略
利用「資料中心生命周期CO2e計算器」，資料中心運營商能夠在場地選擇、設計、建設、運營和維護等方面作出更加精確的決策，以達到最小化範疇三（Scope 3）碳排放的目標。基於我們的研究，我們強烈建議以下七個具體行動來降低範疇三碳排放：
增加可再生/清潔能源使用：
這是一個關鍵手段，用於減少範疇三溫室氣體類別3（與燃料和能源相關的活動）的排放。例如，Neo Network等組織正在幫助資料中心提高其可再生能源比例。
延長伺服器壽命：
我們的研究指出，延長伺服器使用壽命一年可以減少約16%的資料中心總碳排放。但需要注意的是，更換舊伺服器與新設備的性能和能效之間需要進行權衡。
選擇高效和低碳產品：
產品應具有低碳足跡、高能效，以及良好的循環經濟特性，例如耐用性和可回收性。
重用現有建築以節省碳排放：
這是一種有效的方式，Serverfarm的研究顯示，這樣可以節省高達88%的碳排放。
評估模塊化和預製建設方法：
雖然尚未進行量化分析，但我們預期這將有助於減少碳排放。
提高IT和設施的利用率：
這不僅可以提高效率，還可以延遲需要擴建資料中心的時間，進一步減少碳排放。
優化IT需求：
避免不必要的建設是減少碳排放的一個重要方面。
隨著越來越多的資料中心運營商將範疇三碳減排作為重點，我們建議在選擇供應商和服務提供商時，應將永續性作為評估標準之一。供應商應承諾減少其產品的碳足跡，並應提供易於理解的環境產品披露（EPD）文件。更多詳細信息，請參見我們的白皮書＃99，該文專門探討了如何量化資料中心範疇三溫室氣體排放，以便更有效地進行減排。
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