Data Center: wyzwanie w kierunku zrównoważenia środowiskowego

W 2020 roku każda osoba na ziemi generowała 1,7 megabajta informacji na sekundę. Do 2025 r. ilość danych generowanych każdego dnia może osiągnąć 463 eksabajty¹. Do przechowywania tych wszystkich danych konieczne jest rozszerzenie przestrzeni archiwizacji, a tym samym rozbudowa i budowa nowych centrów danych. Ta potrzeba sprawiła, że ​​rynek centrów danych jest jednym z nielicznych, który nie zatrzymał się w okresie pandemii Covid-19², ale odnotował znaczny wzrost.

Rynek produkcyjny tych infrastruktur można uznać za rynek z najlepszymi wynikami na poziomie międzynarodowym, wyprzedzając w tym roku rynek transportowy (drogowy, kolejowy i portowy), przemysłowy, produkcyjny i dystrybucyjny.

Wydatki na globalną infrastrukturę centrów danych wyniosą w 2021 r. 200 miliardów dolarów, co oznacza wzrost o 6% w stosunku do wydatków z ubiegłego roku³.

Problemów wynikających z rozbudowy centrów danych jest wiele, a już dekadę temu gazety i analitycy zaczęli donosić o zużyciu energii i wpływie na środowisko związanym z tym rynkiem.

Ważnym impulsem w kierunku bardziej ekologicznych strategii był plan zmian klimatu, który Unia Europejska przedstawiła w lipcu ubiegłego roku. Aby osiągnąć cel, jakim jest osiągnięcie neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla do 2050 r., na rynku centrów danych dokonuje się rewizji przepisów dotyczących gazów cieplarnianych wykorzystywanych w procesie chłodzenia. Celem UE jest stopniowe ograniczanie stosowania czynników chłodniczych „gazów fluorowanych” na rzecz bardziej przyjaznych dla klimatu alternatyw.

Aby lepiej zrozumieć wpływ centrum danych na klimat, można ocenić szereg standardowych wskaźników KPI w zgodzie z paktem dotyczącym neutralnych centrów danych dla klimatu i celami zrównoważonego rozwoju ONZ 2030.

W szczególności należy wziąć pod uwagę następujące wskaźniki:

• PUE (Power Usage Effectiveness) to wskaźnik używany do pomiaru efektywności energetycznej centrum danych. Jest to stosunek całkowitej mocy zużywanej przez centrum danych i przez sprzęt IT. Wynik PUE równy 1,0 wskazywałby na 100% skuteczność, podczas gdy wynik 2,5 lub wyższy wskazywałby na bardzo niską skuteczność.

• Efektywność zużycia wody (WUE) to wskaźnik mierzący ilość wody zużywanej przez centrum danych do chłodzenia, kontroli temperatury, wilgotności i wytwarzania energii elektrycznej.

W 2018 roku zużycie energii przez centra danych krajów Unii Europejskiej wyniosło 76,8 TWh, co odpowiadało 2,7% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną. Jeśli wzrost utrzyma się w dotychczasowym tempie, konsumpcja wzrośnie do 98,5 TWh w 2030 r., czyli 3,2% popytu².

Większość energii w centrach danych jest wykorzystywana do ich chłodzenia, ponieważ są one dużymi producentami ciepła. Około 30% zużywanej energii jest faktycznie przeznaczone na systemy chłodzenia, które wykorzystują wodę do utrzymywania stałej temperatury 20-22°C. Z tego powodu większość centrów danych budowana jest w krajach chłodnych, które gwarantują niższe PUE niż centra zlokalizowane w cieplejszych miejscach.

Średniej wielkości centrum danych (15 MW, takie jak te, które mamy we Włoszech) może zużywać tyle wody, ile zużywają trzy małe szpitale lub równowartość dwóch 18-dołkowych pól golfowych.

Badanie z 2021 r. szacuje, że centra danych w USA zużywają 1,7 miliarda litrów wody dziennie, czyli 0,001% dziennego zużycia w tym kraju.

Zgodnie z Europejskim Zielonym Ładem, „Pakt dotyczący neutralności klimatycznej dla centrów danych” przewiduje, że do 2025 r. wszystkie nowe centra danych o mocy powyżej 50 kW będą musiały mieć PUE co najmniej 1,4. Natomiast już działające centra danych będą musiały osiągnąć tę samą wartość do roku 2030⁴.

W 2025 roku celem jest również zaopatrywanie w 70% odnawialnych źródeł energii i osiągnięcie 100% do 2030 roku.

Rynek centrów danych, jeśli podejdziemy do niego z zielonej perspektywy, może stanowić wyjątkową okazję dla niektórych firm, ale zwłaszcza dla niektórych krajów, które są szczególnie odpowiednie do lokalizowania tych zakładów.

W Norwegii rząd postrzegał rozwój centrów danych jako szansę na wzrost i tworzenie nowych miejsc pracy. Norwegia jest idealnym miejscem do budowy nowych wydajnych i zrównoważonych centrów danych dzięki swojemu chłodnemu klimatowi, 98% energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych, a jej ceny należą do najbardziej konkurencyjnych w Europie.

Problem ciepła generowanego przez centra danych został również potraktowany jako wyzwanie przez Norwegię, która wraz z firmą kolokacyjną Green Mountain współpracowała z Norwegian Lobster Farm w celu ponownego wykorzystania ciepła odpadowego z centrów danych w pierwszej na świecie farmie homarów⁵.

ThermoKey, dzięki swojemu doświadczeniu w realizacji systemów chłodzenia dla centrów danych, oferuje szeroką gamę produktów, aby znaleźć najlepsze rozwiązanie dla każdej potrzeby.

Temat usuwania gorącego powietrza generowanego przez sprzęt IT można łatwo rozwiązać za pomocą kanału powietrznego, ale generalnie wymiennik ciepła służy do przenoszenia ciepła z jednego medium na drugie (na przykład z powietrza do wody).

Poniżej znajduje się schemat metod, które ThermoKey stosuje do usuwania gorącego powietrza używanego do chłodzenia pomieszczeń komputerowych i centrum danych.

Co więcej, dzięki swojemu doświadczeniu, ThermoKey zrozumiał ogromne znaczenie dostosowania produktu do różnych potrzeb ze względu na miejsce instalacji systemów chłodniczych.

Niektóre przykłady poniżej pokazują, jakie mogą być specyficzne potrzeby zakładów znajdujących się w różnych środowiskach:

• specjalne materiały i obróbka dla środowisk o szczególnych cechach (np. środowisko przybrzeżne);
• rozwiązania dostosowane do krajowych norm referencyjnych;
• specyfikacje elektryczne wymagane w różnych zakładach (poziom zniekształceń harmonicznych, maksymalny prąd zwarciowy itp.);
• dostosowanie za pomocą marek komponentów elektrycznych, które są obowiązkową specyfikacją dla wszystkich elementów instalacji;
• protokoły komunikacyjne dedykowane do specyfikacji zakładu/projektu.

Uczynienie systemów chłodzenia coraz bardziej przyjaznymi dla środowiska ma zasadnicze znaczenie dla firmy Thermokey, która stale inwestuje w badania nad nowymi technologiami, które zachęcają do ponownego wykorzystania ciepła generowanego przez centra danych. Praca na rzecz osiągnięcia celów zrównoważenia klimatycznego i środowiskowego narzuconych przez UE musi być szansą na rozwój i ciągłe doskonalenie, które są naszym celem, aby mieć konkretny i pozytywny wpływ na zrównoważoną przyszłość planety.