Дата-центр: проблемы экологической устойчивости

В 2020 году каждый человек на планете генерировал 1,7 мегабайта информации в секунду. К 2025 году объем данных, генерируемых каждый день, может достичь 463 эксабайт¹. Чтобы хранить все эти данные, необходимо увеличить пространство для хранения, а, значит, расширить и построить новые центры обработки данных. Эта потребность привела к тому, что сектор центров обработки данных стал одним из немногих, которые не прекращали работу в период пандемии Covid-19², а напротив, продемонстрировали значительный рост.

Строительный сектор этих инфраструктур можно считать сектором с лучшими показателями на международном уровне, превзошедшим в этом году транспортный (автомобильный, железнодорожный и портовый), промышленный, производственный и распределительный.

В 2021 году расходы на глобальную инфраструктуру центров обработки данных достигнут 200 миллиардов долларов, что на 6% больше, чем в прошлом году³.

Проблемы, связанные с увеличением числа центров обработки данных, разнообразны, и уже десять лет назад газеты и аналитики начали осуждать потребление энергии и воздействие на окружающую среду, связанное с этим сектором.

Заметный толчок к более экологичным стратегиям дал план по борьбе с изменением климата, разработанный Европейским союзом в июле прошлого года. Для достижения цели сократить выбросы двуокиси углерода до нулевого уровня к 2050 году в отрасли центров обработки данных происходит пересмотр допустимых уровней выбросов парниковых газов при охлаждении. Целью ЕС является постепенное сокращение использования «фторсодержащих газов», используемых в качестве хладагентов, в пользу более безопасных для климата альтернатив.

Чтобы лучше понять влияние центров обработки данных на климат, можно оценить ряд стандартных КПЭ, согласованных с Пактом о безопасных для климата центрах обработки данных (Climate Neutral Data Centre Pact) и ЦУР ООН 2030.

В частности, следует учитывать следующие показатели:

• Эффективность использования энергии (Power Usage Effectiveness, PUE) — это коэффициент, используемый для измерения энергоэффективности центра обработки данных. Это соотношение между общей мощностью, потребляемой центром обработки данных, и мощностью, потребляемой ИТ-оборудованием. Коэффициент PUE, равный 1,0, означает 100% эффективность, а 2,5 или выше указывает на очень низкую эффективность.

• Эффективность использования воды (Water Usage Effectiveness, WUE) — это коэффициент, который измеряет количество воды, используемой центрами обработки данных для охлаждения, контроля температуры, влажности и выработки электроэнергии.

В 2018 году потребление энергии центрами обработки данных в странах Европейского Союза составило 76,8 ТВтч, что эквивалентно 2,7% от общего спроса на электроэнергию. Если развитие продолжится нынешними темпами, потребление вырастет до 98, ТВтч в 2030 году, то есть до 3,2% спроса².

Большая часть энергии, потребляемой центрами обработки данных, используется для их охлаждения, поскольку они являются крупными производителями тепла. Около 30% потребляемой энергии фактически предназначено для систем охлаждения, которые используют воду для поддержания постоянной температуры 20–22°C. По этой причине большинство центров обработки данных построено в странах с холодным климатом, что гарантирует более низкие значения PUE, чем при работе в более теплых странах.

Центр обработки данных среднего размера (15 МВт, как у нас в Италии) может потреблять столько воды, сколько три небольшие больницы или эквивалент двух полей для гольфа на 18 лунок.

По оценкам исследования 2021 года, центры обработки данных в Соединенных Штатах потребляют 1,7 млрд литров воды в день, или 0,001% от суточного потребления этой страны.

В рамках европейского «Зеленого соглашения» (Green Deal) «Пакт о безопасных для климата центрах обработки данных» предусматривает, что к 2025 году все новые центры обработки данных мощностью более 50 кВт должны иметь минимальный PUE равный 1,4. В то время как уже действующие центры обработки данных должны будут достичь такого же уровня к 2030 году.

Также на 2025 год стоит цель обеспечить 70% возобновляемых источников энергии, а к 2030 году поднять этот показатель до 100%.

Рынок центров обработки данных, если подходить к нему с экологической точки зрения, может быть исключительной возможностью для некоторых компаний, но, прежде всего, для некоторых стран, которые особенно подходят для размещения этих структур.

В Норвегии правительство рассматривало рост центров обработки данных как возможность для роста и создания новых рабочих мест. Норвегия — идеальное место для строительства новых эффективных и экологических центров обработки данных, поскольку является страной с холодным климатом, 98% электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников, а цены на нее являются одними из самых конкурентоспособных в Европе.

Норвегия также усердно занялась поиском решения проблемы тепла, вырабатываемого центрами обработки данных, и совместно с компанией Green Mountain, занимающейся колокацией, объединилась с Norwegian Lobster Farm для повторного использования отработанного тепла из центров обработки данных на первой в мире ферме по выращиванию лобстеров⁵.

Благодаря своему опыту в создании систем охлаждения для центров обработки данных, ThermoKey предлагает широкий спектр продуктов, направленных на поиск наилучшего решения для любых потребностей.

Проблема удаления горячего воздуха, создаваемого ИТ-оборудованием, может быть решена простым применением воздуховода, но обычно теплообменник используется для передачи тепла от одной жидкости к другой (например, от воздуха к воде).

Ниже представлена схема методов, которые ThermoKey применяет для удаления горячего воздуха, используемого для охлаждения компьютерных залов и центров обработки данных.

Кроме того, благодаря своему опыту, компания ThermoKey осознала огромную важность настройки продуктов для удовлетворения различных потребностей, обусловленных местами установки систем охлаждения.

Некоторые примеры ниже подчеркивают конкретные потребности систем, расположенных в разных средах:

• специальные материалы и обработки для сред с конкретными характеристиками (например, прибрежная среда);
• адекватные решения для соответствия нормативным требованиям отдельной страны;
• электрические характеристики, необходимые для различных систем (уровень гармонических искажений, максимальный ток короткого замыкания и т. д.);
• индивидуализация с использованием марок электрических компонентов, которые являются обязательной спецификацией для всех элементов системы;
• интерфейсы протоколов связи, предназначенные для установки/конкретного проекта.

Повышение бережного отношения к окружающей среде в системах охлаждения является фундаментальным для компании ThermoKey, которая постоянно инвестирует в исследования новых технологий, способствующих повторному использованию тепла, вырабатываемого центрами обработки данных. Работа по достижению целей, связанных с устойчивостью климата и окружающей среды, поставленных ЕС, должна быть возможностью для развития и постоянного улучшения, что является нашей целью, чтобы оказать конкретное и положительное влияние на устойчивое будущее планеты.