人工智能数据中心（中篇）: 设计、开发和施工中的风险管理

生成式人工智能的热潮正在引领全球云基础设施进入新一轮增长周期。由于人工智能的运营依托于云端，企业对数据中心的需求也随之水涨船高。对于所有数据中心开发商而言，电力和土地供应始终是至关重要的考量因素。在短期内，开发商和运营商面临着在满足数据中心高能源需求的同时遵守可持续发展承诺的“既要又要”双重挑战，并且还需妥善管理许多外部风险和项目特定风险。上一期，我们探讨了人工智能数据中心全球布局的机遇和挑战。本期内容将聚焦人工智能数据中心在设计、开发和施工中的主要风险，希望能够为广大企业制定风险管理决策提供参考。

 

第一道“坎”：电力供应

电力供应的稳定性已成为数据中心运营商选址的一个重要考量因素。运营商正在各地区寻找具备大规模开发潜力、可即时接入电力资源，以及能够利用太阳能、风能、水电和微核电等具备可持续生态的市场。尽管数据中心对可再生能源的使用率持续提升，但传统电网仍然是不可或缺的电力支柱。

许多公共设施提供商表示，向开发项目提供充足电力需要经历漫长的建设周期，动辄数年之久。由于电力供应的限制，运营商开始加速布局新型电力技术，例如电储能和地热发电设施。

以美国为例，北弗吉尼亚州的数据中心建设正面临着供电困境。尽管输电线路建设已取得阶段性进展，但电力审批的复杂性与许可流程的滞后性仍对该州数据中心的建设进度产生了极大影响。与此同时，硅谷的几家数据中心开发商在购置房产后被告知，他们将在未来十余年内无法获得电力供应，因此他们不得不面临着艰难抉择：是继续等待电网扩容，还是出售房产、重新定位，抑或寻求其他电力来源

随着生成式人工智能的应用范围越来越广，数据中心的规模也在持续扩张，开发商需要在项目规划阶段考虑自建发电设施，如天然气调峰电站。此外，开发商在选址时也需要将长期驻场人员的办公和生活需求，以及电力传输损耗、电网冗余度等因素纳入考量。以马来西亚为例，数据中心需要选址在距离市区的一定范围内进行建设，因为如果距离市区太远，电力供应就会相应减少，会影响到数据中心整体供电稳定性。

 

第二道“坎”：土地供应

随着人工智能对云端的需求不断攀升，运营商正着手规划更大规模的开发项目，从而满足超大规模用户的需求。除了对电力供应提出更高要求外，运营商还需找到更大面积的土地，从而控制土地成本并抵御大型市场开发项目可能带来的风险。

尽管大面积土地为变电站建设和可再生能源开发提供了更多可能性，但在许多大型城市，申请大面积土地并非易事。以巴黎为例，当地运营商为开发数据中心申请土地就受到了2024年巴黎奥运会分区规划政策的影响和限制。而在东京，土地资源的稀缺以及电力供应的限制进一步推高了开发成本，导致新项目的开发进度有所延缓。

 

第三道“坎”：可持续发展

在工程层面，数据中心业主正越来越多地采用低碳环保材料，从而推动数据中心和建筑运营向低碳化转型。这种实践包括采用具备永久固碳能力的混凝土材料，以及采用可再生能源生产的钢材等创新方案。例如，微软正在建设该集团首个使用结构性工程木材作为主要建材的数据中心，此举旨在减少使用钢材和混凝土这两种高碳排放建材——这两种材料是建筑领域碳排放的主要源头之一。

在节能层面，行业正积极探索新型冷却解决方案以提高数据中心的能源利用率。这其中包括区域集中式冷却技术，即通过地下集中设施为周边多个数据中心提供统一制冷服务，进而实现区域化能源系统的整体效能提升。

 

第四道“坎”：火灾隐患

数据中心发生火灾，往往源于机器设备、厂房设施或相关设备故障。一旦火势蔓延，将会引发重大经济损失，并导致营业中断。

数据中心的建筑主体通常采用混凝土结构，在面临火灾时具备一定的抵御能力。真正造成重大损失的，是包括冷却系统设备、尖端计算机服务器，以及显卡组件在内的精密设备。

火灾造成的实际损失，既取决于火灾范围，也与高温环境引发的直接和间接损失息息相关。烟雾与烟尘会对电气元件造成严重侵蚀与破坏。此外，灭火用水也会进一步加剧设备的损坏程度。可能造成的损害程度源于实际发生的火灾，以及由于高温造成的直接和间接损失。烟雾和烟尘还会对电气元件造成严重损坏。灭火时产生的水也会加剧损坏程度。

当火灾、烟尘和灭火用水这三者共同作用时，事故发生后的直接影响可能导致需要完全重置设备或接近完全重置的损失状况。如果这发生在项目后期，通常意味着一切都要从头开始，甚至还需要对所有设备进行更换，进而造成项目落地的延期。

许多大型数据中心都是分阶段建造的。虽然建筑内部不一定会安装价值高昂的服务器，但工人们会在工地上频繁走动，有时在工程收尾期间施工现场还会存放易燃材料，进一步增加火灾隐患。

为防止相关损失的发生，事前的风险缓释措施以及相关法规都在不断发展完善中。由于数据中心内电气元件高度集中且存在较多可燃和易燃材料，因此人们越来越重视将普通设备、锂离子电池以及不间断供电系统分开设置，同时增强监控系统的部署。预计在未来一年内，这些方面会取得更多进展。

 

第五道“坎”：气候变化引起的极端高温天气

极端天气会对数据中心从建设初期到停止运营的整个生命周期产生全方位影响。数据中心开发商在选址时需要充分考虑到这一日益加剧的风险。如果建筑物将被改造成数据中心，建筑物的结构需要具备足够的强度，从而抵御可能发生的地震。同时还应考虑在高地上建造数据中心，以降低洪水可能造成的冲击。

气候变化引起的极端高温天气对数据中心的运营影响包含从降低员工工作效率、增加长期健康风险乃至引发心理健康问题等一系列潜在风险。欧洲和美国均已出台了旨在保护工人安全的相关法规，这些法规与包括数据中心在内的所有建设项目都息息相关。在基础设施建设的过程中，必须充分考虑极端高温对员工健康与福利的影响，这些因素都可能直接导致项目中断和延误。尽管合同通常都含有因不可抗力因素导致工期顺延的赔偿条款，但获赔的可能性很小。

数据中心通常是基于历史天气数据建造的。然而，气候变化加剧了严重干旱和极端高温等气候风险。数据中心依据其规模大小和地理位置，会运用水冷、风冷、制冷剂冷却技术，或是将这几种冷却方式相结合进行散热降温。极端高温天气常常会导致冷却系统能源消耗增加、设备过热和出现故障、运行效率降低，以及因高温引起的电力供应中断导致数据中心停机甚至断电。极端高温还会对数据中心的建筑基础设施造成损害，而长期干旱引发的水资源短缺则会降低数据中心的冷却能力，进而导致运营中断。 因此，在数据中心的设计和规划阶段就应将未来的气候预测纳入考量，从而避免日后出现意外状况。

 

第六道“坎”：持续变化的政治和监管环境

运营商通常使用化石燃料和可再生能源为人工智能数据中心提供电力。因此，各地区能源部门的政策变动都会对能源供应产生连锁反应。数据中心的规模和数量引起了政府、各地市民和环保组织的进一步关注。在都柏林、新加坡、荷兰、北京和上海等市场，政府和公共设施部门对于数据中心均有相关规范条例。数据中心在运营过程中，应严格遵守各地的监管要求和能效标准。这需要运营商在设计初期予以落实，甚至可能需要在后期根据实际情况调整设计，这些都可能延长整个项目的周期。例如，新加坡有一整套建筑绿色认证规范体系，这套体系同样适用于数据中心。开发商在项目破土动工前，需要将监管要求、能效标准等因素都纳入考量，充分考虑时间安排和前期成本。

在美国、中国和欧盟，数据中心的用电量约占总用电量的2%~4%。不过，由于数据中心在空间分布上较为集中，因此对当地的用电影响十分明显。由于数据中心建设速度与电网和发电能力的扩容速度并不匹配，数据中心的进一步发展可能会给当地电力网络带来更大压力。以英国为例，伦敦西部新住宅区的开发因能源容量不足而受阻，原因是电力被附近的数据中心消耗掉了。2023年，泰晤士水务公司（Thames Water）发出警告，如果该数据中心不降低耗电量，将限制对其供水。

此外，在世界多地，许多环保组织和团体正在为基础设施资产的可持续性能制定指导方针，其中就包括数据中心的能源效率。同样，《欧洲数据中心行为准则》中关于数据中心可持续运营的最佳实践指南也具有全球性的参考意义。包括欧洲议会在内的监管机构，正着手制定相关要求，要求系统在设计需具备记录能源消耗的功能，最终目的是提高能源使用的透明度。

面对全球各地数据中心建设过程中复杂的电力供应、可持续发展、风险管理等挑战，开发商和运营商需要结合各地的实际风险因地制宜，制定有针对性的风险管理方针和措施。同时，数据中心在项目整体生命周期内所面临的风险也不尽相同。下一期，我们将聚焦人工智能数据中心项目风险管理解决方案，助力广大企业在项目全生命周期内提升风险管理决策质量。

 

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