数据中心的建设决策在运营开始前就已决定了其碳足迹。生命周期评估 (LCA) 报告揭示了这些选择如何影响其长期碳效率。
今天做出的数据中心建设决策将决定您未来几十年的碳足迹。随着运营商优化运营，隐含碳排放也将随之增加。—材料和建筑排放物—碳排放报告要求的不断变化，正将建筑方法转变为战略决策，而建筑方法的演变也成为实现未来碳排放目标的限制因素。
人工智能 (AI) 工作负载加剧了这一紧迫性。接近 140 千瓦 (kW) 的机架密度需要更坚固的结构系统和更快的部署速度。从整体投资组合来看，设施的建设方式决定了产能上线的速度以及随着时间的推移碳排放量的累积量。
预制模块化数据中心 (PMDC) 因其快速、可重复部署的优势而被广泛应用，但其碳排放影响尚未得到充分量化。为了弥补这一空白，本研究采用生命周期评估 (LCA) 对 Vertiv™ MegaMod™ 钢壳 PMDC 和容量相当的现场建造混凝土数据中心进行了评估。分析结果表明，模块化方案的隐含碳排放量更低。不同建造方式之间的差异为运营商提供了通过采用特定建造方法来改善碳排放结果的实用依据。
当建筑成为一项碳排放决策
随着公众对环境透明度的期望日益增长，数据中心开发商和所有者越来越多地披露其价值链中的温室气体排放。材料和施工过程中产生的隐含碳属于范围 3 排放（见图 1），这意味着施工选择与运营绩效一样，需要纳入正式报告范围。诸如《 能源效率指令》(EED)、 《企业可持续发展报告指令》(CSRD) 和 加州《气候企业数据责任法案》(SB 253) 等监管框架，使得这些影响能够及早显现，通常在数据中心投入运营之前就已显现。
图 1. 温室气体核算体系范围及价值链排放概览。隐含碳包含在范围 3 排放中。来源： 温室气体核算体系
长期以来，人们选择施工方法主要考虑速度、耐久性或标准化，而碳排放等问题则被视为次要因素。现场混凝土施工往往与永久性联系在一起，而模块化施工则强调可重复性和速度。—但每种方法的碳排放影响很少被量化。
早期建设决策决定了设施对环境的影响范围。Uptime Intelligence 可持续发展与能源研究总监 Jay Dietrich表示：
“IT运营商的整体可持续性和环境足迹取决于其自有设施的设计和建造选择，以及其托管和云服务提供商的运营特点和位置。”
‒ Uptime Institute 2025 年 8 月简报：数据中心增长可提升可持续性绩效调试*
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当建筑施工决定了建筑占地面积时，碳排放评估必须在决策阶段进行。通过衡量不同施工方案的性能，可以评估其隐含碳排放，同时兼顾成本、工期和可扩展性，从而为后续的生命周期评估结果奠定基础。
什么是生命周期评估（LCA）报告？
生命周期评价（LCA）衡量建筑物或产品在其整个生命周期内的环境影响，包括材料、施工和处置。LCA 遵循 ISO 14040/44 标准，为比较不同的施工方法提供了一个整体框架，并支持在设计和材料选择方面做出一致且基于证据的决策。
建筑业中隐含碳排放量的差异
PMDC（预部署数据中心）已被用于将部署速度提高至多 50%，并实现可重复部署。为了量化隐含碳排放，Vertiv 进行了一项生命周期评估 (LCA)，将一座 1.5 兆瓦 (MW) 的钢结构 Vertiv™ Megamod™ PMDC 与一座具有同等 IT 容量的现场建造混凝土设施进行了比较。该评估重点关注施工阶段的排放，因为材料和建造决策会永久性地锁定隐含碳排放：
- 产品阶段（A1-A3）：原材料提取、制造和加工，
- 运送至现场（A4），
- 施工阶段（A5），
- 翻新材料（B5），以及
- 生命周期结束（C2-C4）：拆解、运输和处置。
评估仅关注外壳建造方法。为了保证不同建造方法之间的可比性，各团队排除了服务器、电力和冷却设备以及机电管道基础设施。
在既定的生命周期评估对比中，钢壳PMDC的性能最高可达3.5。× 与混凝土壳体参考设计相比，模块化设计每兆瓦的隐含碳排放量更低。为便于说明，按线性比例缩放，采用模块化方法部署的 50 兆瓦项目相对于混凝土可避免约 42,000 公吨二氧化碳当量排放。—相当于一年内减少约 9000 辆乘用车 上路行驶。
材料效率：每兆瓦 (MW) 所需的结构质量更少
现场混凝土施工产生的隐含排放量更高，因为其结构荷载所需的材料质量比钢壳PMDC（见图2）更大。钢材的单位重量碳排放强度更高，但其总材料需求量更低，却能在系统层面实现相同的结构性能。随着项目规模的扩大，钢壳PMDC可以减缓报告排放量的增长，而混凝土施工在相同的IT容量下可能会增加排放量的增长。
图 2. 1.5 MW Vertiv™ MegaMod™ PMDC（左）和典型的现场建造混凝土数据中心模型（右）。来源： Vertiv。
建筑物流：货运数量和运输距离排放
计算结果显示，PMDC（模块化生产数据中心）的运输排放量比传统建筑高出约25%，这主要是由于假定工厂到现场的运输距离为1000公里。随着生产地向部署区域迁移，这一差距有望缩小。模块化设施通常以整体交付的方式运输，而混凝土建筑则需要更多的运输环节和更长的现场施工时间，从而影响运输相关的隐含碳排放。运输模式决定了排放是集中在计划内的运输，还是分散在各个地点，并在碳排放报告中更加明显。
建筑和翻新：降低废物和能源消耗
钢壳预制模块化建筑采用工厂预制构件和干式装配，减少了浪费和现场施工时间，并降低了建造和翻新过程中的隐含碳排放。混凝土建造则依赖于湿式工艺、重型设备和固定布局，随着基础设施的演进，会导致更多的浪费、能源消耗和更高排放的改造。在建造和翻新周期中，这些差异决定了碳排放和停机时间的增加。—或者将其限制在数据中心组合中。
报废处理：钢结构模块可重复使用，混凝土模块则需要降级回收。
钢壳永久性介质驱动数据中心 (PMDC) 支持拆卸、再利用和回收，而混凝土设施则需要拆除和降级回收。与拆除相比，再利用和高价值回收可以减少报废阶段的隐含碳排放。在运营商对设施进行更新、搬迁或退役时，报废阶段的处理方式可能会限制或增加碳排放和成本。
大规模设计碳排放目标
量化隐含碳排放使得在产能规划阶段，除了成本、进度和规模之外，还可以对建筑方案进行评估，而不是在施工过程中排放量确定之后才进行评估。将隐含碳排放作为前期规划投入，有助于实现可扩展的增长，减少与碳排放相关的返工，并提高产能扩张时满足信息披露和内部目标的能力。
在您做出下一个建设决策之前，请先了解其碳排放影响。
获取计算结果，包括施工阶段界限和每兆瓦隐含碳排放量，并比较模块化建筑和混凝土建筑。该白皮书展示了随着项目重复部署，施工决策如何影响碳排放结果。—在设计方案最终确定之前，为规划提供信息。