一、 前言
由於大部分網際網路協定(Internet Protocol, IP)流量皆需通過資料中心傳輸，是以資料中心在數位服務的發展中極為重要。另外，資料中心具電力密集型特性，需要供電及進行冷卻，因此ICT能源消耗與資料中心動態息息相關。

目前資料中心占資通訊技術(Information and Communication Technology, ICT)總消費量30%，而超大型資料中心耗電量峰值可高達100 MW。2018年資料中心用電量占歐盟總電力需求的2.7%；然而，根據預測，到2030年於整體能源總需求下降但電氣化程度上升的趨勢下，此一占比將大幅上升。

報告中討論資料中心能源消耗的關鍵因素，以及產業的結構轉型。實際上，亞馬遜、Facebook 和微軟等擁有超大型資料中心的企業亦大量投資再生能源購電合約(Power Purchase Agreement, PPA)，儘量以低碳電力滿足電力需求。接著再行分析在歐盟法規框架下資料中心在能源系統中的角色，並針對愛爾蘭及丹麥進行案例研究，最後提出歐洲資料中心脫碳的發展重點。

二、 資料中心的能源消耗及結構轉型
資料中心能源使用可概分為4個部分：傳輸、運算、儲存和基礎設施用電，而新興技術的興起和應用(如：VPN虛擬專用網路、數位分身、3D列印、區塊鏈及加密貨幣)亦促使資料運算需求大幅成長。在產業轉型和大規模部署超大規模資料中心的趨勢下，勢必需解決資料中心與當地能源系統整合問題。

雖然巨量資料服務呈指數型成長，但資料中心用電量仍能保持平穩未大幅上升的主要原因係產業的結構轉型，亦即「超大規模」大型資料中心興起，促使伺服器從低能源效率的小型伺服器轉為安裝更高效、大規模雲端資料中心，提升整個產業的能源效率，並可儲存及處理動態需求。此外，超大規模資料中心高能源效率的關鍵因素在於冷卻系統同時會搭載使用伺服器節能技術，因此能源比例相當低且具更高的利用率。

換言之，資料中心整體效率提升係因「超大規模化」的產業轉型，市場中小型、能源效率低落的資料中心已逐漸邊緣化。而未來的發展方向為提供脫碳電力(再生能源電力)給超大規模的資料中心，以降低資料中心的碳足跡。

三、歐盟法規框架下資料中心在能源系統中的角色
歐洲地區資料中心需求負載峰值大於1MW屬於大型能源用戶，實際上大部分的雲端資料中心需求負載峰值皆遠大於1MW，而大型資料中心多數皆連接高壓電網，並使用雙連接點以確保電力供應。

2020年歐盟執委會承諾到2030年實現氣候中和、高能效和永續的資料中心，並致力使碳足跡資訊透明化。在歐盟執委會的承諾下，資料中心產業隨後在2021年提出將於2030年達成碳中和。然而，目前歐洲部署資料中心亦面臨發展問題，例如：荷蘭大都市市區資料中心設施密度過高，使得阿姆斯特丹當局在2019年(過去7年的成長率為10-15%)暫停發展新的資料中心項目，以評估和改進能源來源的規劃。以下針對愛爾蘭及丹麥進行實例研究分析，以進一步了解現今歐洲資料中心的發展實務：

(一)實例研究：愛爾蘭
愛爾蘭能源監管機構於2021發布聲明，預計在未來10年資料中心需求將大幅增加，並擬訂確保供應安全的相關措施。根據2020年底的資料，愛爾蘭都柏林地區共有66個營運中的資料中心，總容量為834 MW。其中31個為超大規模資料中心(占總容量80%)；20個為較小規模的商業資料中心；僅有15個是由電信營運商或小型供應商營運的小型私人資料中心。

報告中指出，愛爾蘭風電的最佳用途係提供ICT服務電能，因此愛爾蘭當局發展策略重點為採用陸域和離岸風電，以加速降低資料中心電力系統的碳足跡。然而，愛爾蘭資料中心因發電組合越來越具間歇性，需要更高的靈活性，但系統卻增加了大量不具靈活性的負載容量，以及顯著成長的總電力需求。目前的解決方案為向新的資料中心提供靈活的需求連接契約，鼓勵根據電網狀況調整需求。

未來的發展重點亦包括更準確預測用電量實際需求成長以及提升系統靈活性，執行措施包括：增加激勵措施，使傳輸容量需求更接近預測值；增加對資料中心提供靈活性服務的激勵措施；修改傳輸電價制度並引入特定位置的傳輸定價。

(二)實例研究：丹麥
多數的資料中心會採用冷卻系統將伺服器維持在28℃左右並排出熱氣，但丹麥Odense地區的供熱網路與當地Facebook資料中心連接，藉由回收Facebook資料中心伺服器產生的餘熱，再向當地社區提供熱能。從資料中心回收餘熱本身並非新興技術，但Odense的設施規模相當大，其每小時可產生高達25MW的可用熱能；每年可提供165,000MW/h熱能，可滿足約11,000戶家戶的供熱需求。

丹麥過去10年中大幅提升製造風能產業設備產能，而未來10年丹麥勢必須面臨新的電力轉型，同時亦需整合電力密集型行業(例如：資料中心)。

(三)歐洲資料中心的發展
愛爾蘭和丹麥的案例研究顯示，都會區的資料中心已針對淨零目標採取相應措施。資料中心額外的電力需求帶動間歇性再生能源和儲備容量需求，此發展趨勢對於互連成本昂貴的小型電力系統而言，備用容量相對昂貴。愛爾蘭的案例表明，面對不斷成長的需求，政府當局必須尋找新的再生能源站點獲得備用能源，並增加電網間的互連能力。

未來歐洲需針對超大規模資料中心的大型負載提出有效的財務激勵措施(例如：對電池和補充電源的投資擬訂激勵措施)，以反映整個系統的擴展成本並進而提升電網的靈活性。

四、小結
過去10年間由於ICT技術大幅提升了能源效率，儘管網路流量成長速度非常快，但資料中心能源需求並未有太大幅度的成長。未來建議可推動廣泛使用能源績效指標，同時亦需監測資料中心的總能源消耗並推動相關資訊公開透明。此外，針對電網基礎設施進行長期規劃和投資，並擬訂促進提升電網靈活性的激勵措施等，為歐洲資料中心脫碳的發展重點。