公有雲 資料中心 能源 綠色永續

雲端運算服務持續增長 新建/擴建資料中心不得不為

能源減碳監管法令趨嚴 資料中心選址費思量

2023-04-27
資料中心選址考量的因素可從市場潛力、基礎環境及法令環境,當然還有相當多需要審慎評估的細節。基礎設施包含面積足夠的土地、充足且穩定的水電供給,以及是否有提供資料傳輸的網路光纖骨幹,而成本因素牽涉到在這裡蓋資料中心是否符合公司的投資效益及投入成本的成本高低。

隨著全球雲端運算服務需求大量興起,國際大廠持續投資新建及擴建資料中心,供給歐美既有市場需求之餘,亞太地區、非洲是2023年雲端服務供應商(CSP)重點布局焦點。

資料中心選址考量的因素可從市場潛力、基礎環境及法令環境,當然還有相當多需要審慎評估的細節,如建築技術、人才供給、地理條件風險、社區關係等。基礎設施包含面積足夠的土地、充足且穩定的水電供給,以及是否有提供資料傳輸的網路光纖骨幹。成本因素牽涉到在這裡蓋資料中心是否符合公司的投資效益及投入成本的成本高低,如土地價格、網路傳輸價格,以及是否能獲得當地政府的賦稅優惠等條件。

傳統區位條件因素

投資設立資料中心能否擴大營收或支持營運是影響業者投資的關鍵,尤其對公有雲業者來說,當地是否具備足夠雲端服務需求或未來市場潛力,是評估設立一座實體資料中心的要件之一。如英國倫敦、德國法蘭克福,亞洲新加坡、香港、日本東京、美國矽谷等城市或周邊,即便土地成本高昂、氣候條件並非首選,水電價格昂貴,依舊是國際大廠投資選址的首選。

雲端資料中心提供的服務為線上虛擬平台服務,伺服器運轉機房不會開放給使用者進入,為降低建設成本,投資者會選擇在郊區購置大片未開發土地,可以提高興建規模與降低土地取得成本,如Meta在美國愛荷華州Altoona的資料中心面積達到2.5百萬平方英尺。

充足水電是運轉資料中心不可或缺的資源,在地電網必須有變電站等基礎設施,讓數以萬計的伺服器能持續運轉,只要其中一項資源供給無法滿足,資料中心就無法有效運轉。此外,資料中心坐落在氣候涼爽區域可節省水電用量是較為適宜的環境如北歐、愛爾蘭等,Meta瑞典資料中心即是利用嚴寒氣候降溫,伺服器產生的熱氣作為暖氣供鄰近社區使用。

網路連接需求是早期各家大廠興建資料中心要考量的重要因素,資料中心會設置在鄰近海纜上陸點或陸上網路交換中心周邊,海纜上陸點如美國北維吉尼亞州、英國倫敦、日本東京近郊千葉縣西印市、新加坡、香港等為多條跨國海底電纜的登陸站,資料中心與網路骨幹的連接能讓數據在跨國間快速傳輸。隨著運算設備功能提升,超大規模資料中心未必需要坐落在網路節點上,可透過鋪設光纖網加強資料傳輸功能。

能源議題成為資料中心選址關鍵挑戰

新加坡、愛爾蘭、英國、荷蘭等國因為資料中心數量過多,當地電網已不堪負荷,愛爾蘭國營電力公司更在2022年停止受理都柏林地區資料中心電網牽線申請案,形同停止資料中心投資機會。新加坡更早於2019年因不堪資料中心電力負荷暫停受理申請案,儘管在2022年重新開放,僅規劃放行1至3座小規模電力需求之申請案,甚至附帶要求廠商需投資當地再生能源,並提高資料中心能源效率等高標準。

為了因應各國能源供給問題,國際大廠投入更多資源用於興建基礎設施、開發再生能源及合作研發新技術。Microsoft在2022年12月為其都柏林資料中心額外投資自建一座發電站以因應該國電網限制。在新加坡,資料中心大廠積極與在地企業及大學開發再生能源,並合作研發新能源。資料中心大廠倘若要順利擠入熱門地點投資設點,不僅要有自帶電力的規劃,還須配置高能源效率的節能設備,採取多種作法降低資料中心對當地能源的依賴。

為了因應ESG發展,再生能源可得性成為建置資料中心評估電力來源的重要項目。國際大廠正致力達成資料中心100%使用再生能源目標,Meta與Google已達標,AWS與Microsoft預定在2025年達成。早期雲端大廠從國際電力批發市場購買綠電憑證用於抵減碳排,這種作法被批評為「碳抵換」以付錢交換減碳,並非資料中心實際使用再生能源。

為了更積極表示永續發展決心,CSP業者積極向所在地電廠簽訂再生能源購電協議(PPA),或投資本地的太陽能農場與風力發電項目,以確保資料中心用電來源是再生能源。根據國際能源總署統計,四家雲端大廠為近十年全球再生能源PPA採購總量最高的幾家企業。Meta於資料中心所在地啟動多項能源投資計畫,與新加坡政府合作投資漂浮太陽能板,投資北歐太陽能與風力發電等,在美國也與資料中心周邊電廠簽訂多項PPA採購合約。Google在臺灣設立的資料中心亦是如此,所在位置鄰近彰濱工業區風力發電廠,Google更是臺灣第一家直接向綠電公司購買再生能源的企業。

在2022年,Meta與AWS宣布的多項資料中心投資案皆包含與在地電力供應商簽署PPA,以確保能長期穩定提供再生能源,AWS與Microsoft更榮登2022年全球再生能源PPA採購量最高的前兩家企業。儘管國際大廠取得再生能源或電力過程並非一帆風順,Meta原定於荷蘭建設資料中心,因當地團體反對有限的再生能源被Meta所用,迫使Meta放棄計畫。

法令環境對資料中心選址影響

國際大廠投資的資料中心能為當地政府帶來豐厚稅收與經濟效益,美國、日本、泰國、印度等祭出各種策略吸引國際投資。以美國為例,有超過三分之二的州政府訂定激勵措施,提供稅收減免吸引各方企業投資興建資料中心。單就2022年,有世界資料中心之都美譽的美國維吉尼亞州返還了資料中心高達1.35億美元的稅收減免。由於國際大廠於全球廣布資料中心,使得各國意識到資料中心對其國內資源與產業所帶來的直接或間接影響,陸續訂定相關措施吸引或約束國際企業的投資行為,亦同時影響CSP業者重新衡量投資的成本效益。

資料主權監管規範就如同緊箍咒,CSP業者在無法放棄市場情況下只得加碼設立更多實體資料中心。由於美系大廠壟斷雲端服務半邊天下,美系CSP業者掌握全球超過半數的網路數據,因此引發多國對資料主權的重視。包含歐盟、俄羅斯、中國大陸、德國、法國等國陸續重視資料主權並訂定資料落地法規,雲端資料中心處理的數據必須受所在國家/地區的法律約束並須於境內進行資料運算與儲存,美系CSP大廠必須要在這些國家設置實體資料中心,落實資料處理本地化的監管要求。

另一方面,政策措施亦可能促使國際投資外移,以香港2020年通過的國安法為例,根據法規內容,雲端服務供應商不能拒絕政府要求取得用戶數據的要求,這導致國際資料中心為保護國際企業的客戶資料不被中國大陸政府取得,已陸續轉移資料中心位置。香港為亞太地區網路數據交換流量第一的城市,重要性遠高於東京與新加坡,國安法議題動搖了香港亞太地區網路交換站的國際地位,國際大廠資料中心將往東南亞或臺灣尋找取代的發展據點。


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