數據中心托管的服務器需要全年不間斷運行以向互聯網用戶提供服務，同時需要空調等輔助制冷設備實時供應冷能以維持其可靠運行，因此電能消耗量巨大。隨著數據中心的大量建設，數據中心將面臨日益增長的資源和電力需求，高能耗成為阻礙產業發展的主要問題之一。

數據中心能耗增長，IT設備與空調系統為主要能耗構成

數據中心是公認的高耗能行業，過去十年間，我國數據中心整體用電量以每年超過10%的速度遞增，其耗電量在2020年突破2000億千瓦時，約占全社會用電量的2.71%，2014-2020年，數據中心耗電量占比逐年升高。

數據中心的耗能部分主要包括IT設備、制冷系統、供配電系統、照明系統及其他設施(包括安防設備、滅火、防水、傳感器以及相關數據中心建筑的管理系統等)。整體來看，由服務器、存儲和網絡通信設備等所構成的IT設備系統所產生的功耗約占數據中心總功耗的45%。其中服務器系統約占50%，存儲系統約占35%，網絡通信設備約占15%。空調系統仍然是數據中心提高能源效率的重點環節，它所產生的功耗約占數據中心總功耗的40%。電源系統和照明系統分別占數據中心總耗電量的10%和5%。

數據中心供電以火電為主，產生大量大氣污染物

當前中國的電力結構仍以燃煤發電為主，在數據中心供電結構中，火電占比超過70%，會產生大量的溫室氣體及其他污染物。根據《中國數據中心能耗與可再生能源使用潛力研究》，2018年全國數據中心用電中火電量約為1171.81億千瓦時。每1千瓦時火電造成的潛在環境影響包括0.04克煙塵、0.2克二氧化硫、0.19克氮氧化物。用電量分別乘以上述單位電量污染物排放量，即可得出整個數據中心行業對大氣環境產生的主要污染物總量。

如果未來五年數據中心使用的市電中火電占比保持在2018年的水平，且數據中心行業不主動提高可再生能源的消費量，2023年新增用電量中火電量可能達到771億千瓦時，將額外造成的大氣污染排放量為煙塵3085噸，二氧化硫15426噸，氮氧化物14655噸。

PUE值仍存較大提升空間，PUE成為新建數據中心的重要制約因素

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量數據中心運行效率的指標，其越接近于1，代表數據中心對于電能的利用越有效率。2020年12月，《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》提出，大型、超大型數據中心運行電能利用效率降到1.3以下。

根據《全國數據中心應用發展指引(2020)》數據，目前國內在用超大型和大型數據中心PUE值分別為1.46和1.55，尚有較大的優化空間。

為了降低能耗及成本，很多企業將數據中心放在水電資源豐富的貴州、云南等省份，由此可見，中西部地區數據中心機架數量占比呈上升趨勢。雖然低廉的電價可以讓企業節省大筆用電費用，但相對于中東部地區，由于遠離數據中心用戶聚集之地，需要在光纖、基站等長距離傳輸設備的架設和維護上耗費較高的精力和成本，并未從根本上解決數據中心的能耗瓶頸。