Uvod
Brzi rast digitalne transformacije u raznim industrijama, zajedno sa širokom primjenom novih tehnologija kao što su 5G, umjetna inteligencija i Internet stvari, stvorio je puno više podataka u društvu. Podatkovni centri, koji služe kao digitalna baza za rad informacijskih sustava u različitim industrijama, postali su nezamjenjiva kritična infrastruktura u gospodarskom i društvenom krajoliku, igrajući ključnu ulogu u razvoju digitalnog gospodarstva. Međutim, podatkovni centri troše puno energije i stvaraju puno emisija. Da bismo to riješili, potrebne su nam dobre mjere za smanjenje emisija i da vidimo koliko su one održive. Tu dolazi metrika učinkovitosti korištenja ugljika (CUE).
Definirajte "CUE" (učinkovitost korištenja ugljika)
Zelena mrežapredstavila je metriku učinkovitosti korištenja ugljika (CUE) 2010. kako bi izračunala emisije stakleničkih plinova (GHG) po jedinici potrošnje IT energije u podatkovnim centrima. Postao je dio ISO/IEC 30134-8 za procjenu održivosti podatkovnih centara u smislu emisije ugljika. CUE je analogan intenzitetu ugljika, uzimajući u obzir i emisije Scope 1 i Scope 2, ali podijeljen s IT opterećenjem, slično učinkovitosti potrošnje energije (PUE). Mjerni podatak pruža učinkovit način za mjerenje ugljičnog otiska podatkovnih centara i procjenu njihove održivosti u pogledu emisija ugljika.
Za izračun CUE pri korištenju električne energije iz mreže, emisije ugljika mogu se temeljiti na vladinim podacima objavljenim za tu regiju. Kada se koristi energija proizvedena na licu mjesta, idealno bi bilo koristiti podatke o stvarnim emisijama iz lokalnih mjerača. Međutim, također je moguće koristiti podatke o emisiji i izvoru goriva od proizvođača generatora za izračune.
Formula CUE
Za izračun CUE, formula je sljedeća.
Niži CUE omjer označava manji ugljični otisak, što ukazuje na veću učinkovitost korištenja ugljika u podatkovnim centrima. Idealna CUE vrijednost je {{0}}.0, što ukazuje da nema emisija ugljika tijekom rada podatkovnog centra.
Ključno je napomenuti da CUE značajno varira ovisno o izvorima energije na koje se podatkovni centri oslanjaju. Podatkovni centri koji se napajaju obnovljivim izvorima energije općenito imaju niži CUE, čak i s istim PUE, u usporedbi s onima koji se oslanjaju na energiju fosilnih goriva.
Što Kina doprinosi poboljšanju svog CUE-a?
Godine 2021. Kina je u svoje izvješće o radu vlade uvela koncepte "ugljičnog vrha" i "ugljične neutralnosti". Carbon peaking ima za cilj postići plato u emisijama ugljičnog dioksida do 2030., postupno se smanjujući nakon dostizanja vrhunca. Ugljična neutralnost uključuje kompenzaciju ugljičnog dioksida proizvedenog u proizvodnom procesu kroz mjere poput pošumljavanja i očuvanja energije, postizanje "nulte emisije" ugljičnog dioksida. Usklađena s globalnim naporima u borbi protiv klimatskih promjena i kineskom strategijom "dvostrukog ugljika", industrija podatkovnih centara kontinuirano unapređuje razine energetske učinkovitosti, povećava korištenje obnovljive energije i nastoji postići neutralnost ugljika što je prije moguće.
Kako tehnologije hlađenja tekućinom sazrijevaju, različite metode hlađenja tekućinom kao što su hlađenje uranjanjem, hlađenje tekućinom hladnom pločom i hlađenje tekućinom raspršivanjem sve se više primjenjuju u podatkovnim centrima. Osim tekućeg hlađenja, metode hlađenja podatkovnog centra su se proširile posljednjih godina. Nove metode hlađenja kao što su neizravno hlađenje isparavanjem i rashladni uređaji s magnetskom levitacijom pružaju nove mogućnosti. Kombinacija višestrukih metoda hlađenja postala je uobičajena u podatkovnim centrima.
Učinkovitost izvora neprekidnog napajanja (UPS) također je postala značajno tržište za prodavače distribucije električne energije u podatkovnim centrima. Visokoučinkoviti UPS, s učinkovitošću većom od 97%, smatra se standardom. Modularni UPS pri niskim stopama opterećenja nadmašio je visokonaponsko istosmjerno napajanje u učinkovitosti podatkovnog centra, što ukazuje na potencijal da visokofrekventni UPS postane jedno od optimalnih rješenja za energetsku učinkovitost u distribuciji energije podatkovnog centra.
U isto vrijeme, kontinuiranim razvojem tehnologije, besprekidno napajanje (UPS) također je postalo značajno tržište na kojem se natječu dobavljači distribucije električne energije podatkovnih centara. Glavni domaći i međunarodni igrači u industriji distribucije električne energije, kao što su Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, imaju odgovarajuće rasporede proizvoda u ovom području. Postizanje učinkovitosti veće od 97% sada se smatra "osnovnom operacijom" u vrhunskoj UPS industriji. Vrijedno je napomenuti da je, pri niskim stopama opterećenja, učinkovitost podatkovnog centra korištenjem modularnog UPS-a nadmašila učinkovitost visokonaponskog istosmjernog napajanja. Prema mišljenju autora, s obzirom na trendove u tehnološkom razvoju, visokofrekventni UPS će vjerojatno postati jedno od optimalnih rješenja za smanjenje potrošnje energije i povećanje učinkovitosti distribucije energije podatkovnih centara.
Tijekom rada podatkovnih centara informatička oprema stvara značajnu količinu viška topline. Korištenje tehnologije dizalice topline za povrat i ponovno korištenje ovog viška topline pronašlo je mnoge primjene u podatkovnim centrima, s obećavajućom budućnošću. Grube procjene pokazuju da ukupni višak topline koji se može povratiti u podatkovnim centrima u sjevernoj regiji Kine iznosi približno 10 GW, što teoretski podržava grijanje za oko 300 milijuna četvornih metara zgrada. Brojni podatkovni centri u Kini, uključujući Alibabin Qindao Lake Data Center, Tencentov Tianjin Data Center, China Telecom's Chongqing Cloud Computing Base, Wanguo Data Peking Data Center 3 i UCloudov Wulanchabu Cloud Computing Center, već su implementirali tehnologiju povrata topline, osiguravajući grijanje za oba unutarnja i okolna područja podatkovnih centara.
Kao što je ranije spomenuto, hlađenje podatkovnog centra čini više od 20% ukupne potrošnje energije. Postavljanje podatkovnih centara pod vodu, koristeći temperaturu morske vode za raspršivanje topline koju stvara podatkovni centar, moglo bi značajno smanjiti potrošnju energije, pridonoseći optimizaciji različitih pokazatelja u radu podatkovnog centra.
U Kini je HIGHLANDER prvi predstavio koncept podvodnih podatkovnih centara (UDC) i identificirao tri glavne prednosti podvodnih podatkovnih centara:
Prvo, UDC, budući da se nalazi pod vodom i ispunjen je inertnim plinom, eliminira opasnost od požara.
Drugo, UDC ostaje diskretan na svojoj podvodnoj lokaciji, čineći preciznu vanjsku lokalizaciju nemogućom.
Treće, kontinuirano 24-satno praćenje UDC-a pomaže učinkovito spriječiti potencijalnu štetu i infiltraciju podatkovnog centra.
Podvodni podatkovni centri imaju jedinstvene prednosti u očuvanju energije i sigurnosti. Međutim, na njih značajno utječu geografski čimbenici, koji zahtijevaju blizinu mora za izgradnju. U trenutnom stanju mrežne infrastrukture, autor vjeruje da su podvodni podatkovni centri prikladni prvenstveno za računanje vrućih podataka, pohranjivanje toplo-hladnih podataka i opsluživanje korisnika sa zahtjevima niske latencije, poput onih koji se bave strojnim učenjem i video renderiranjem, posebno u primorskim gradovima.
Zaključak
Ukratko, kako bi se smanjio utjecaj podatkovnih centara na okoliš, potreban je raznolik plan. Korištenje energetski učinkovite opreme, obnovljivih izvora energije i poboljšanje načina korištenja resursa ključne su strategije. Primjenom ovih rješenja podatkovni centri mogu uvelike smanjiti potrošnju energije, poboljšati način rada i pokazati da su posvećeni održivosti. Kako se pozornost posvećuje odgovornosti prema okolišu, a troškovi energije rastu, smanjenje utjecaja podatkovnih centara na okoliš više nije izbor, već nužnost. Uzimanjem sveobuhvatnog pristupa održivosti, podatkovni centri mogu dobiti ekonomske i ekološke prednosti, služeći kao model za druge industrije.