Jakie jest znaczenie wskaźników WUE w centrach danych?

Wraz ze wzrostem liczby centrów danych rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Sprzęt IT zużywa dużo energii, co może generować zbyt dużo ciepła. Wiele centrów danych wykorzystuje głównie wodę do chłodzenia infrastruktury. Powszechnie uważa się, że woda jest powszechnie dostępna i tańsza niż energia elektryczna. W 2011 r. Green Grid stworzył wskaźnik WUE (efektywności wykorzystania wody), aby zmierzyć zrównoważony rozwój centrów danych pod względem zużycia wody i jego związku ze zużyciem energii.

Aby zrozumieć wpływ na środowisko, operatorzy centrów danych bardzo poważnie podchodzą do PUE. Ponieważ obliczenie PUE nie uwzględnia zużycia wody, przeniesienie obciążenia chłodniczego z energii elektrycznej na wodę może poprawić PUE. Chociaż umożliwia to centrom danych zmniejszenie zużycia energii, przełożenie się na mniejszy wpływ na środowisko pozostaje nieuchwytne. Wiele serwerów w hiperskalowych centrach danych wymaga większej wydajności chłodzenia, co stanowi ogromne obciążenie dla lokalnych zasobów wody. Biorąc pod uwagę, że centra danych są często zlokalizowane na obszarach, gdzie w przyszłości prawdopodobny jest niedobór wody, WUE staje się kluczowym miernikiem. W połączeniu z PUE, WUE może zapewnić kompleksowy przegląd wydajności obiektu.

Aby obliczyć WUE, wzór jest następujący:

W przypadku centrów danych wyposażonych w systemy klimatyzacji chłodzone wodą zużycie wody obejmuje głównie odparowanie wody chłodzącej, odprowadzanie wody chłodzącej, wodę do nawilżania pomieszczeń IT, wodę zmiękczającą do sprzętu, wodę do konserwacji sprzętu oraz wodę eksploatacyjną i konserwacyjną do systemu chillerów.

Niższy WUE wskazuje na bardziej efektywne wykorzystanie wody w centrum danych. Schemat chłodzenia przez odparowanie wody w układzie chłodniczym może obniżyć wartość PUE, ale prowadzi również do wzrostu zużycia wody i istnieje pewna ujemna korelacja pomiędzy PUE i WUE.

Szacuje się, że branża centrów danych odpowiada za 1% światowego zużycia energii elektrycznej (Jones 2018). Centra danych zużywają średnio 1,8 litra świeżej wody na każdą 1 KWH zużytej energii IT (Shepherd i in., 2016,28). Dla porównania, w Stanach Zjednoczonych do wytworzenia 1 kWh energii elektrycznej potrzeba 57 litrów wody (Dieter et al. 2018,42). Tradycyjnie cele zrównoważonego rozwoju skupiały się na energii, a nie na wodzie, ale ten trend się zmienia.

Osiągnięcie najbardziej zrównoważonego rozwiązania chłodzenia centrum danych wymaga zrównoważenia zużycia energii elektrycznej i wody. Technologia chłodzenia, która w ogóle nie wykorzystuje wody (WUE 0) odbywa się kosztem zużycia energii elektrycznej i dlatego nie jest rozwiązaniem najbardziej zrównoważonym. W miarę rozwoju technologii najbardziej zrównoważone rozwiązania to te, które opierają się na ogólnej efektywności energetycznej, zarządzaniu wodą i całkowitym koszcie posiadania. Na przykład, jeśli woda jest uzdatniana kwasem, takim jak kwas siarkowy, kwas solny lub kwas askorbinowy, zamiast dodatkowego sprzętu do uzdatniania wody, wodę można ponownie wykorzystać wielokrotnie, zmniejszając ilość wymaganej dodatkowej wody.

„Ważniejsze jest, aby wziąć pod uwagę jakość wykorzystywanej wody. Czy oczyszczone ścieki nadają się do centrów danych do chłodzenia i spłukiwania naszych toalet lub nawadniania trawników? Mamy jednorazowy model infrastruktury wodnej, który uzdatnia wodę do najwyższej jakości, a następnie wykorzystuje tę wodę do celów, które nie wymagają wody pitnej, takich jak chłodzenie centrów danych.” „Powiedziała dr Newsha K. Ajami, dyrektor ds. strategii i rozwoju ds. badań w Berkeley Lab Obszaru Nauk o Ziemi i Środowisku.

Wielkie nazwiska, takie jak Microsoft i Google, próbują obecnie utorować drogę branży centrów danych do przejścia na energię odnawialną i bardziej zrównoważone sposoby pracy. Google stara się, jeśli to możliwe, wykorzystywać alternatywne źródła słodkiej wody, niezależnie od tego, czy są to ścieki, woda przemysłowa czy woda morska. Jak dotąd ponad 25 procent kampusów centrów danych firmy korzysta z wody pochodzącej z recyklingu lub niezdatnej do picia.

Jeśli chodzi o firmę Microsoft, Noel Walsh, wiceprezes korporacyjny ds. operacji w chmurze i innowacji, w zeszłym roku napisał na blogu na blogu o tym, jak firma poszukuje obecnie kreatywnych i innowacyjnych rozwiązań do obsługi centrów danych, które pomogą osiągnąć cele w zakresie zrównoważonego rozwoju. Obecnie podjęto zobowiązanie dotyczące ograniczenia zużycia wody w centrach danych o 95% do 2024 r., co oznacza, że ​​należy dokonać przeglądu wszystkich aspektów działalności w celu ograniczenia i wyeliminowania zużycia wody. Na przykład wprowadzono obecnie nowe podejście do zarządzania temperaturą w centrum danych, które pomaga zaoszczędzić około 5,7 miliarda litrów przestrzeni dyskowej rocznie. Ponadto prowadzone są badania nad chłodzeniem zanurzeniowym cieczą, aby pomóc w stworzeniu przyszłości chłodzenia bez użycia wody.

Ze względu na zmianę klimatu i wzrost liczby ludności na świecie w przyszłości zasoby słodkiej wody będą coraz mniejsze. Centra danych budowane dzisiaj będą nadal działać za 30 lat. Operatorzy centrów danych muszą opracować plany awaryjne, aby zrozumieć, w jaki sposób utrzymać działalność bez polegania na wodzie. Wiele firm zajmujących się centrami danych wykonało doskonałą robotę, ulepszając zrównoważone praktyki w sobie i w całej branży. Muszą jednak spojrzeć z szerszej perspektywy na wyzwania, przed którymi stanie branża i świat w nadchodzących latach.