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    數(shù)據(jù)中心余熱能得到更好地利用嗎?| 研究報(bào)告

    2023年07月12日 18:08:06   來源:千家網(wǎng)

      近年來,重新引導(dǎo)或再利用數(shù)據(jù)中心的余熱,被認(rèn)為是幫助數(shù)據(jù)中心在實(shí)現(xiàn)凈零排放過程中更具可持續(xù)性的一種方式。

      但余熱倡議的實(shí)際情況如何,2023年數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的擔(dān)憂是什么,以及如何正確利用余熱?

      根據(jù)數(shù)字建筑資產(chǎn)咨詢公司BCS的新《余熱:數(shù)據(jù)中心的溫暖擁抱》(Waste Heat: The Data Centres’ Warm Embrace)報(bào)告,如何重新分配或再利用數(shù)據(jù)中心運(yùn)行產(chǎn)生的多余熱量的話題越來越多地被討論和關(guān)注。

      例如,在德國,聯(lián)邦議院預(yù)計(jì)將通過一項(xiàng)修訂后的《能源效率法案》,該法案為數(shù)據(jù)中心設(shè)施的余熱再利用設(shè)定了全面配額。理論上,通過重新利用余熱,數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以減少數(shù)據(jù)中心對當(dāng)?shù)睾透鼜V泛環(huán)境的影響,并為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)和社區(qū)帶來一系列好處。

      這種舉措的一個例子是將廢熱整合到區(qū)域供熱系統(tǒng)中,BCS的報(bào)告指出,這在北歐很常見。

      與此相關(guān)的是,該報(bào)告表明,他們“看到小型數(shù)據(jù)中心被用作‘數(shù)字鍋爐’來加熱游泳池,地方當(dāng)局從60%的時間里將水加熱到30攝氏度中受益,并退還數(shù)據(jù)中心使用的部分電費(fèi)。”

      BCS 還概述了溫室種植、城市農(nóng)業(yè)和制造過程都是可以從數(shù)據(jù)中心廢熱利用中受益的領(lǐng)域。

      也就是說,BCS對數(shù)據(jù)中心專家進(jìn)行的最新數(shù)據(jù)中心調(diào)查(由研究公司 iX Consulting 進(jìn)行)中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果凸顯了運(yùn)營商的擔(dān)憂,或許還強(qiáng)調(diào)了阻礙最初或增加對余熱計(jì)劃的承諾的潛在困難。

      具體來說,2023年的調(diào)查顯示,63%的受訪者對利用廢棄能源發(fā)電的效率表示擔(dān)憂。不過,2022年有 73% 的受訪者認(rèn)同這一觀點(diǎn),與去年相比,擔(dān)憂情緒下降了10%。

      此外,BCS 表示,2023年的調(diào)查還顯示,對利用廢熱的經(jīng)濟(jì)可行性的擔(dān)憂正在下降,聲稱這是一個問題的受訪者減少了15%。

      報(bào)告中概述的最近BCS調(diào)查的見解表明,雖然存在具體擔(dān)憂,但它們也在減少。

      鑒于這些擔(dān)憂的減少,如何加大余熱工作的力度,以釋放所建議的好處?BCS表示,加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商、地方政府和社區(qū)利益相關(guān)者之間的合作是關(guān)鍵。

      報(bào)告稱:“與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作、進(jìn)行可行性研究和實(shí)施適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施是確保余熱成功融入社區(qū)計(jì)劃的必要步驟。”

      該報(bào)告強(qiáng)調(diào),“數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的廢熱是一種寶貴的資源,如果利用得當(dāng),可以通過多種方式造福當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。”

      接下來,我們一起來看看這份報(bào)告的一些主內(nèi)容:

      內(nèi)容摘要

      該報(bào)告再次對數(shù)據(jù)中心行業(yè)的未來表現(xiàn)出創(chuàng)紀(jì)錄的樂觀情緒。事實(shí)上,約 89%的受訪者相信,在可預(yù)見的未來,數(shù)據(jù)中心供應(yīng)下降和需求水平上升的態(tài)勢將持續(xù)下去,98%的開發(fā)商表示,他們計(jì)劃在明年繼續(xù)擴(kuò)大投資。然而,我們面臨的挑戰(zhàn)又將是什么呢?

      長期以來,受訪者一致認(rèn)為,專業(yè)人員和技術(shù)熟練的施工人員短缺,而在本次調(diào)查中出現(xiàn)了邊際下降,98% 的受訪者現(xiàn)在認(rèn)為技術(shù)人員將進(jìn)一步減少,這將影響交付并提高成本。根據(jù)受訪者的說法,這也將對數(shù)據(jù)中心的選址產(chǎn)生巨大影響,而熟練的員工是關(guān)鍵的驅(qū)動因素。

      然而,也許最緊迫的問題是采購負(fù)擔(dān)得起的可再生能源所面臨的持久挑戰(zhàn)。大約 81% 的受訪者預(yù)計(jì)未來三年消費(fèi)水平將上升,88% 預(yù)計(jì)未來三年電力成本上升將增加對節(jié)能數(shù)據(jù)中心空間的需求,高于六個月前的82%。

      這是因?yàn)閮袅愕耐苿恿θ栽诶^續(xù),毫無疑問,數(shù)據(jù)中心行業(yè)已經(jīng)投入了大量資源和支出,以尋求擺脫不可持續(xù)能源的過渡使用。人們越來越多地討論的一個話題是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱能的利用。有趣的是,最新的調(diào)查顯示,對利用廢熱的經(jīng)濟(jì)可行性的擔(dān)憂正在減少,聲稱這是一個問題的受訪者減少了15%,這是一個積極的開始。

      規(guī)劃和許可流程越來越要求采取更多措施利用數(shù)據(jù)中心的廢熱來支持可持續(xù)發(fā)展并增強(qiáng)社區(qū)的復(fù)原力。通常,多余的熱量被排放到大氣中,導(dǎo)致城市熱島和整體能源效率低下。通過捕獲和重新利用這些余熱,數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以顯著減少對環(huán)境的影響,同時為附近社區(qū)提供切實(shí)的好處。

      數(shù)據(jù)中心余熱的一項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用是將其集成到北歐常見的區(qū)域供熱系統(tǒng)中。在供暖需求較高的寒冷地區(qū),數(shù)據(jù)中心可以成為寶貴的熱源,抵消對基于化石燃料的供暖系統(tǒng)的需求。余熱可以通過隔熱管道輸送到鄰近的建筑物,提供可持續(xù)且經(jīng)濟(jì)高效的供暖解決方案。這種方法不僅減少了能源消耗和溫室氣體排放,還有助于增強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)在極端天氣事件期間的恢復(fù)能力。

      然而,如果不存在區(qū)域供熱計(jì)劃,還有哪些其他選擇呢?

      余熱的另一個創(chuàng)新用途是溫室種植和城市農(nóng)業(yè)。溫室需要恒定的溫度才能實(shí)現(xiàn)植物的最佳生長,尤其是在寒冷的氣候下。通過利用數(shù)據(jù)中心的廢熱,這些設(shè)施可以保持必要的溫暖,為全年生產(chǎn)水果、蔬菜和香草創(chuàng)造機(jī)會。

      城市農(nóng)業(yè)計(jì)劃可以從數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱中受益匪淺。垂直農(nóng)場、室內(nèi)花園和魚菜共生系統(tǒng)可以通過持續(xù)供應(yīng)廢熱而蓬勃發(fā)展。這些舉措有助于當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn),促進(jìn)糧食安全,并減少與農(nóng)產(chǎn)品長途運(yùn)輸相關(guān)的碳足跡。

      數(shù)據(jù)中心的廢熱也可用于各種工業(yè)應(yīng)用。例如,在需要熱量的制造過程中,例如干燥或滅菌,余熱可以作為替代熱源。例如,迷你數(shù)據(jù)中心被用作“數(shù)字鍋爐”來加熱游泳池,這有助于減少對化石燃料供暖系統(tǒng)的依賴,從而降低能源成本并減少對環(huán)境的影響。

      從根本上說,為了有效利用數(shù)據(jù)中心的廢熱,數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商、地方政府和社區(qū)利益相關(guān)者之間的合作至關(guān)重要。與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作、進(jìn)行可行性研究和實(shí)施適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施是確保余熱成功融入社區(qū)舉措的必要步驟。

      總而言之,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱是一種寶貴的資源,如果利用得當(dāng),可以通過多種方式造福當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。通過將廢熱納入?yún)^(qū)域供熱系統(tǒng)、支持溫室種植和城市農(nóng)業(yè)以及促進(jìn)工業(yè)應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心可以為可持續(xù)發(fā)展、減少碳排放并增強(qiáng)社區(qū)復(fù)原力做出貢獻(xiàn)。采用這些創(chuàng)新方法不僅有助于應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn),而且還加強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心與其所在社區(qū)之間的共生關(guān)系。

      供需動態(tài)

      盡管整個歐洲繼續(xù)面臨經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn),但人們?nèi)匀幌嘈殴⿷?yīng)下降和需求水平上升,這說明了歐洲數(shù)據(jù)中心市場的潛在穩(wěn)健性。大約 89% 的人持有這一觀點(diǎn)——比 2022 年冬季的 85% 有所上升。

      事實(shí)上,受訪者幾乎一致認(rèn)為,未來一年的需求要么增加,要么保持不變;連續(xù)第三次調(diào)查都是這種情況。

      數(shù)據(jù)中心的開發(fā)商和投資者利益相關(guān)者仍然是對市場情緒最有信心的群體。在連續(xù)第六次調(diào)查中,所有該群體預(yù)計(jì)未來 12 個月需求將持續(xù)增長。

      大多數(shù)數(shù)據(jù)中心服務(wù)供應(yīng)商對市場供需平衡保持樂觀態(tài)度,所有的主機(jī)托管提供商都看到需求不斷增長;與六個月前的記錄相比沒有變化。

      此外,運(yùn)營商/網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和 IT 集成商比 2022 年冬季的報(bào)告更加自信,幾乎一致認(rèn)為來年將繼續(xù)呈現(xiàn)供應(yīng)下降和需求上升的特點(diǎn);較之前記錄的增幅略高于 90%。

      此外,預(yù)計(jì)未來一年需求將增長的企業(yè)受訪者比例也顯著上升——從六個月前的約 60% 上升至此次的 74%。

      盡管人們對地緣政治問題(尤其是烏克蘭沖突)持續(xù)存在擔(dān)憂,但最近的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)顯示出歐洲地區(qū)一些有希望的增長跡象。最新數(shù)據(jù)顯示,歐元區(qū)去年GDP增速達(dá)到3.2%,好于初步預(yù)期。這一積極趨勢表明該地區(qū)經(jīng)濟(jì)前景潛在光明。

      然而,重要的是要承認(rèn)全球通脹壓力持續(xù)存在,這引起了政策制定者的一些擔(dān)憂。為了應(yīng)對成本上升,美國和英國央行今年都實(shí)施了加息。同樣,在歐元區(qū),通脹水平仍然居高不下,引發(fā)人們猜測歐洲央行可能需要采取果斷行動來解決這一問題。

      盡管該行業(yè)可能面臨與供應(yīng)鏈中斷等更廣泛的全球因素相關(guān)的挑戰(zhàn),但整個歐元區(qū)的強(qiáng)勁增長率表明對技術(shù)驅(qū)動服務(wù)的持續(xù)需求。這項(xiàng)調(diào)查旨在探討行業(yè)對這些情況的反應(yīng),并確定由此產(chǎn)生的任何新興趨勢或機(jī)會。

      新建數(shù)據(jù)中心選擇因素排名

      自2009年開始這項(xiàng)調(diào)查以來,電力可用性已被受訪者視為推動數(shù)據(jù)中心選擇的最重要因素。我最新調(diào)查再次重申了這一點(diǎn),近四分之三的人將其視為他們的第一驅(qū)動選擇,與去年冬天記錄的比例持平。此外,開發(fā)商和投資者受訪者中,排名第一的比例明顯高于平均水平,約為91%。

      位置仍然是第二受歡迎的因素,五分之二的受訪者至少將其列為前兩個選擇,這一比例與此前冬季調(diào)查中記錄的比例相同,并且與長期跟蹤平均值一致。六個月前的報(bào)告指出,鑒于當(dāng)前全球政治和經(jīng)濟(jì)的不確定性,地理位置的重要性不太可能減弱;最新的研究結(jié)果證實(shí)了這一結(jié)論。

      進(jìn)一步證明,地理位置對于我們的受訪者來說越來越重要,這一點(diǎn)可以從那些將政治或社會穩(wěn)定作為最重要的兩個因素之一的受訪者中得到體現(xiàn)。這次為40%,而六個月前記錄為30%。

      這項(xiàng)調(diào)查還表明,這種趨勢仍在繼續(xù),即獲得光纖現(xiàn)在被視為越來越重要的因素,但對許多人來說,這并不是首要因素(與六個月前的14%相比,下降了8%),還有五分之二的人提到了這一點(diǎn)作為第二重要的因素,比去年的25%顯著上升。

      似乎越來越受歡迎的一個因素是專業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)技能的可用性,約20%的受訪者將其列為排名前兩位的因素之一,高于六個月前的16%,并支撐了數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)展。該行業(yè)技能差距不斷擴(kuò)大帶來的持續(xù)不確定性。在開發(fā)商、投資者和DEC(設(shè)計(jì)、工程和施工)受訪者中,這一點(diǎn)的評價更高——約59%的受訪者將其列為前兩個因素。與此同時,土地價格和總建筑成本在后一組中得分同樣更高。

      技能短缺——威脅依然存在

      任何一個行業(yè)如果缺乏合格的專業(yè)人員來滿足其組成企業(yè)和為其提供服務(wù)的企業(yè)的勞動力需求,都將面臨困難。數(shù)據(jù)中心行業(yè)合格專業(yè)人員的短缺可能會降低其滿足企業(yè)不斷增長的需求的能力,并可能導(dǎo)致運(yùn)營成本增加、效率下降和潛在的安全漏洞。

      造成數(shù)據(jù)中心行業(yè)熟練員工短缺的原因有很多。數(shù)據(jù)的指數(shù)級增長和對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的日益依賴已經(jīng)超出了訓(xùn)練有素的專業(yè)人員的能力,特別是那些能夠不斷發(fā)展以采用新技術(shù)和操作的人員。與此同時,缺乏專門的培訓(xùn)計(jì)劃意味著數(shù)據(jù)中心運(yùn)營所需的多學(xué)科技能教育可能存在差距。此外,數(shù)據(jù)中心行業(yè)對熟練專業(yè)人員的需求量很大,而且往往有多種機(jī)會可供選擇,這使得數(shù)據(jù)中心企業(yè)吸引和留住頂尖人才成為挑戰(zhàn)。

      應(yīng)該指出的是,這些威脅相對長期存在,源于行業(yè)增長速度的錯位以及吸引和培訓(xùn)熟練勞動力資源的時間滯后。近年來,新冠疫情對行動自由和學(xué)習(xí)環(huán)境實(shí)施封鎖限制,加劇了這些問題。

      受訪者對數(shù)據(jù)中心行業(yè)技能短缺存在真實(shí)且持續(xù)的擔(dān)憂,98% 的受訪者認(rèn)為來年員工供應(yīng)量將下降,這一比例比 2022 年冬季的 96% 略有上升,高于 2020 年冬季報(bào)告相同情況的 93%。

      進(jìn)一步加劇這個問題的是,約 92% 的人認(rèn)為,這將伴隨著對具備這些技能的員工的需求的增加。

      開發(fā)商受訪者普遍認(rèn)為,來年的特點(diǎn)是員工供應(yīng)量將大幅下降,而對這些技能的需求卻會上升——這是連續(xù)第四次調(diào)查出現(xiàn)這種情況,代表了所有受訪者中共同最高程度的同意。

      設(shè)計(jì)、工程和施工 (DEC) 受訪者也有類似的反應(yīng),普遍認(rèn)為明年的特點(diǎn)是員工供應(yīng)量下降,而對這些技能的需求卻增加。

      雖然這兩類受訪者可以說是這些短缺的頂峰,但我們的大多數(shù)調(diào)查參與者都表達(dá)了越來越多的擔(dān)憂。許多數(shù)據(jù)中心服務(wù)供應(yīng)商似乎越來越擔(dān)心勞動力供需之間的平衡;大多數(shù)托管提供商、運(yùn)營商/網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和 IT 集成商認(rèn)為,來年的特點(diǎn)是供應(yīng)下降和需求上升,其中 46% 的人以最強(qiáng)烈的措辭表達(dá)了他們的擔(dān)憂,而六個月前這一比例僅為三分之一多。

      功耗不太可能下降

      數(shù)據(jù)中心行業(yè)及其參與者繼續(xù)面臨采購負(fù)擔(dān)得起的可再生能源的持久挑戰(zhàn)。因此,全面了解用電情況對于改善行業(yè)供需關(guān)系至關(guān)重要。

      有大量證據(jù)再次表明,數(shù)據(jù)中心行業(yè)的功耗預(yù)計(jì)將增加,至少在不久的將來。大約 81% 的受訪者表示,他們預(yù)計(jì)未來三年消費(fèi)水平將會上升。盡管這比六個月前記錄的 84% 略有下降,但值得注意的是,在本次調(diào)查中,預(yù)計(jì)消費(fèi)會出現(xiàn)更大幅增長的參與者數(shù)量已從 40% 上升至 49%。

      這些發(fā)現(xiàn)凸顯了數(shù)據(jù)中心行業(yè)功耗持續(xù)上升的趨勢。他們還強(qiáng)調(diào),隨著行業(yè)努力應(yīng)對采購負(fù)擔(dān)得起的可持續(xù)電力的挑戰(zhàn),受訪者越來越意識到這一增長的潛在規(guī)模,理解和有效管理電力消耗在未來幾年仍然至關(guān)重要。

      平均機(jī)架功率/冷卻水平上升

      對最新受訪者對來年平均機(jī)架功率/冷卻水平的期望進(jìn)行的分析表明,與 2022 年第四季度記錄的數(shù)據(jù)相比,差異很小。

      大約 28% 的調(diào)查參與者預(yù)計(jì)來年平均機(jī)架功率/冷卻水平為 9kw-12kw,比我們之前調(diào)查中報(bào)告的數(shù)字略有增加。此外,近四分之一的受訪者預(yù)計(jì)未來 12 個月內(nèi)平均機(jī)架功率/冷卻水平將達(dá)到 12kw-15kw,與同一調(diào)查中記錄的 17% 相比顯著增加。表示每個機(jī)架功率高于 15 千瓦的受訪者比例仍然很小,為 7%,與去年冬天報(bào)告的指標(biāo)一致。

      自上次調(diào)查以來,企業(yè)受訪者中出現(xiàn)了一些變化。最近,約 47% 的受訪者預(yù)計(jì)平均機(jī)架功率/冷卻水平為 6kw-9kw,高于去年冬天的 40%,而只有 21% 的受訪者預(yù)計(jì)平均機(jī)架功率/冷卻水平為 3kw-6kw,比去年冬天有所下降。 33% 的人在 2022 年第四季度也提到了同樣的情況。

      提高效率,降低電力成本

      過去一年,全球通脹率甚至超過了2007-08年銀行業(yè)危機(jī)最嚴(yán)重時期的水平。就英國而言,通貨膨脹已達(dá)到 40 年來的最高點(diǎn)。造成這種情況的一個重要因素是能源成本的迅速上升,特別是受到俄羅斯入侵烏克蘭的影響。在此背景下,考慮到對效率的渴望是大多數(shù)組織的核心原則之一,企業(yè)尋求解決方案來限制能源成本上升的風(fēng)險(xiǎn)也許并不奇怪。

      約 88% 的受訪者預(yù)計(jì),未來三年電力成本的上漲將增加對節(jié)能數(shù)據(jù)中心空間的需求——高于六個月前的 82%。在連續(xù)第三次調(diào)查中,約 95% 的服務(wù)提供商表示同意這一結(jié)果,尤其是約 58% 的最終用戶也表示同意,低于今年早些時候記錄的 67%。

      轉(zhuǎn)向可再生能源

      數(shù)據(jù)中心行業(yè)繼續(xù)優(yōu)先考慮提高能源效率和采用可再生能源。除了能源效率給運(yùn)營商帶來的經(jīng)濟(jì)效益之外,全球政治和社會也都在推動加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。數(shù)據(jù)中心行業(yè)轉(zhuǎn)向可再生能源是創(chuàng)建更具可持續(xù)性和環(huán)保意識的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵一步,我們的最新調(diào)查再次清楚地表明,該行業(yè)仍然深入致力于提供適當(dāng)?shù)碾娏鉀Q方案。

      正如在 2022 年冬季調(diào)查中報(bào)道的那樣,約 82% 的受訪者一致認(rèn)為,他們預(yù)計(jì)在 10 年內(nèi),數(shù)據(jù)中心的電力來源將至少有 90% 來自可再生能源,六個月后,這一比例保持不變。此外,只有極少數(shù)(僅 3%)認(rèn)為情況并非如此。

      持續(xù)的地緣政治局勢,特別是俄烏沖突的持續(xù),可能會繼續(xù)刺激向可再生能源的轉(zhuǎn)變,可再生能源更有可能是在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的,從而使其不易受到全球因素的影響,并有可能改善能源安全和價錢。最新的調(diào)查提供了支持這一觀點(diǎn)的更多證據(jù),大約 68% 的調(diào)查參與者同意,最近發(fā)生的事件將促使他們加快向可再生能源的過渡;與去年冬天報(bào)告的 70% 相比略有下降,但仍占很大比例。

      在最終用戶中,這一比例甚至更高,達(dá)到 85% 左右,略高于六個月前的 83%。此外,在服務(wù)提供商中,約有 70% 的人持有這種信念,與去年冬天的比例相似。對于開發(fā)商和投資者來說,同意程度略低,約為三分之二,較 2022 年第二季度表達(dá)這種偏好的 80% 顯著下降。這一指標(biāo)將值得關(guān)注,因?yàn)殚_發(fā)商和投資者對轉(zhuǎn)向可再生能源,是歐洲實(shí)現(xiàn)凈零排放承諾的關(guān)鍵。

      余熱利用

      毫無疑問,數(shù)據(jù)中心行業(yè)投入了大量資源和支出來尋求擺脫非可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)型。它始終致力于通過探索新方法和改進(jìn)現(xiàn)有方法來提高效率。人們越來越多地討論的一個話題是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的廢熱能的利用。

      然而,調(diào)查中有相當(dāng)多的受訪者似乎仍然對此類計(jì)劃當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)可行性持懷疑態(tài)度,盡管有跡象表明這些擔(dān)憂可能正在減弱。雖然 63% 的參與者對利用廢棄能源發(fā)電的效率表示擔(dān)憂,但這確實(shí)表明與 2022 年冬季持相同觀點(diǎn)的 73% 的參與者相比有所下降。

      在開發(fā)商和投資者中,五分之四的人對利用余熱能的成本可行性表示了最高程度的擔(dān)憂。有趣的是,在最終用戶受訪者中,擔(dān)憂似乎較少,只有超過五分之二的人表示保留,而且沒有人以最強(qiáng)烈的措辭表達(dá)保留意見。

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