Mida tähendab CUE (süsiniku kasutamise tõhusus) andmekeskuste jaoks?

Digitaalse transformatsiooni kiire kasv erinevates tööstusharudes koos uute tehnoloogiate, nagu 5G, tehisintellekt ja asjade internet, laialdase rakendamisega on toonud ühiskonnas palju rohkem andmeid. Andmekeskused, mis on digitaalse baasina infosüsteemide toimimiseks erinevates tööstusharudes, on muutunud majanduslikul ja sotsiaalsel maastikul asendamatuks kriitiliseks infrastruktuuriks, millel on digitaalmajanduse arengus ülioluline roll. Andmekeskused kasutavad aga palju energiat ja tekitavad palju heitmeid. Selle probleemi lahendamiseks vajame häid meetmeid heitkoguste vähendamiseks ja nende jätkusuutlikkuse kontrollimiseks. Siin tulebki sisse süsiniku kasutamise tõhususe (CUE) mõõdik.

Roheline võrkvõttis 2010. aastal kasutusele süsiniku kasutamise tõhususe (CUE) mõõdiku, et selgitada välja kasvuhoonegaaside (GHG) heitkogused IT-energiatarbimise ühiku kohta andmekeskustes. Sellest on saanud osa ISO/IEC-st 30134-8, mille eesmärk on hinnata andmekeskuste jätkusuutlikkust süsinikdioksiidi heitkoguste osas. CUE on analoogne süsinikuintensiivsusega, võttes arvesse nii ulatuse 1 kui ka ulatuse 2 heitkoguseid, kuid jagatuna IT-koormusega, sarnaselt energiakasutuse efektiivsusega (PUE). Mõõdik on tõhus viis andmekeskuste süsiniku jalajälje mõõtmiseks ja nende jätkusuutlikkuse hindamiseks süsinikuheitmete osas.

CUE arvutamiseks võrguelektri kasutamisel saab süsinikdioksiidi heitkoguste aluseks võtta selle piirkonna kohta avaldatud valitsuse andmed. Kohapeal toodetud elektri kasutamisel tuleks ideaaljuhul kasutada kohalike arvestite tegelikke heiteandmeid. Arvutusteks on aga võimalik kasutada ka generaatori tootjalt saadud heitkoguste ja kütuseallika andmeid.

CUE arvutamiseks on valem järgmine.

Madalam CUE suhe tähendab väiksemat süsiniku jalajälge, mis näitab suuremat süsinikdioksiidi kasutamise efektiivsust andmekeskustes. Ideaalne CUE väärtus on {{0}},0, mis näitab, et andmekeskuse toimimise ajal pole süsinikdioksiidi heidet.

Oluline on märkida, et CUE varieerub oluliselt sõltuvalt energiaallikatest, millele andmekeskused tuginevad. Taastuvatel energiaallikatel töötavatel andmekeskustel on üldiselt madalam CUE, isegi sama PUE-ga, võrreldes fossiilkütustel töötavate andmekeskustega.

2021. aastal võttis Hiina oma valitsuse tööaruandes kasutusele mõisted "süsiniku maksimumväärtus" ja "süsiniku neutraalsus". Süsinikdioksiidi maksimumtaseme saavutamise eesmärk on saavutada 2030. aastaks süsinikdioksiidi heitkoguste platoo, mis pärast haripunkti saavutamist järk-järgult väheneb. Süsinikdioksiidi neutraalsus hõlmab tootmisprotsessis tekkiva süsinikdioksiidi kompenseerimist selliste meetmetega nagu metsastamine ja energiasääst, et saavutada süsinikdioksiidi "nullheide". Kooskõlas ülemaailmsete jõupingutustega võitluses kliimamuutustega ja Hiina "topeltsüsiniku" strateegiaga parandab andmekeskuste tööstus pidevalt energiatõhususe taset, suurendab taastuvenergia kasutamist ja püüab võimalikult kiiresti saavutada süsinikuneutraalsust.

Vedelikjahutustehnoloogiate arenedes rakendatakse andmekeskustes üha enam erinevaid vedelikjahutusmeetodeid, nagu sukeljahutus, külmplaadi vedelikjahutus ja pihustusvedelikuga jahutamine. Lisaks vedelikjahutusele on andmekeskuse jahutusmeetodid viimastel aastatel mitmekesistunud. Uued jahutusmeetodid, nagu kaudne aurustusjahutus ja magnetlevitatsiooniga jahutid, pakuvad uusi võimalusi. Mitme jahutusmeetodi kombineerimine on andmekeskustes muutunud tavaliseks.

Katkematu toiteallika (UPS) tõhususest on saanud ka andmekeskuste elektrijaotuse tarnijate jaoks oluline turg. Suure tõhususega UPS-i, mille efektiivsus ületab 97%, peetakse standardseks. Madala koormusega moodul-UPS on andmekeskuse tõhususes ületanud kõrgepinge alalisvoolu toiteallika, mis näitab, et kõrgsageduslikest UPSidest võib saada üks optimaalseid lahendusi andmekeskuse toitejaotuse energiatõhususe osas.

Samal ajal on pideva tehnoloogia arenguga ka katkematu toiteallikast (UPS) saanud märkimisväärne turg, kus konkureerivad andmekeskuste elektrijaotuse pakkujad. Suurematel kodumaistel ja rahvusvahelistel elektrijaotustööstuse tegijatel, nagu Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, on selles valdkonnas vastav tootepaigutus. Üle 97% efektiivsuse saavutamist peetakse nüüd tipptasemel UPS-i tööstuses "põhitoiminguks". Väärib märkimist, et madala koormuse korral on modulaarse UPSi andmekeskuse efektiivsus ületanud kõrgepinge alalisvoolu toiteallika oma. Autori arvates kujuneb kõrgsageduslik UPS tehnoloogilise arengu suundumusi arvestades tõenäoliselt üheks optimaalseks lahenduseks energiatarbimise vähendamiseks ja andmekeskuste elektrijaotuse efektiivsuse tõstmiseks.

Andmekeskuste töö käigus toodavad IT-seadmed olulisel määral üleliigset soojust. Soojuspumba tehnoloogia kasutamine selle liigse soojuse taastamiseks ja taaskasutamiseks on andmekeskustes leidnud palju rakendusi, millel on paljutõotav tulevik. Ligikaudsed hinnangud näitavad, et kogu taaskasutatav üleliigne soojus Hiina põhjapiirkonna andmekeskustes on ligikaudu 10 GW, mis toetab teoreetiliselt ligikaudu 300 miljoni ruutmeetri hoonete kütmist. Paljud Hiina andmekeskused, sealhulgas Alibaba Qindao Lake'i andmekeskus, Tencenti Tianjini andmekeskus, China Telecomi Chongqingi pilvandmetöötlusbaas, Wanguo Data Pekingi andmekeskus 3 ja UCloudi Wulanchabu pilvandmetöötluskeskus, on juba rakendanud soojuse taaskasutamise tehnoloogiat, pakkudes mõlemale küttesüsteemi. andmekeskuste sisemised ja ümbritsevad alad.

Nagu varem mainitud, moodustab andmekeskuse jahutus üle 20% kogu energiatarbimisest. Andmekeskuste juurutamine vee all, kasutades merevee temperatuuri andmekeskuse tekitatud soojuse hajutamiseks, võib oluliselt vähendada energiatarbimist, aidates kaasa erinevate näitajate optimeerimisele andmekeskuse töös.

Hiinas võttis HIGHLANDER esimesena kasutusele veealuste andmekeskuste (UDC) kontseptsiooni ja tuvastas veealuste andmekeskuste kolm peamist eelist:

Esiteks, UDC, mis asub vee all ja on täidetud inertgaasiga, välistab tuleohu.

Teiseks jääb UDC oma veealuses asukohas diskreetseks, muutes täpse välise lokaliseerimise võimatuks.

Kolmandaks aitab UDC pidev 24-tunnine jälgimine tõhusalt ära hoida võimalikke kahjustusi ja andmekeskusesse imbumist.

Veealustel andmekeskustel on ainulaadsed eelised nii energiasäästu kui ka ohutuse osas. Siiski mõjutavad neid oluliselt geograafilised tegurid, mis nõuavad ehitamiseks mere lähedust. Võrgutaristu praeguses seisukorras on autori arvates veealused andmekeskused sobivad eelkõige kuumade andmete arvutamiseks, sooja-külmade andmete salvestamiseks ja madala latentsusajaga kasutajate teenindamiseks, näiteks masinõppe ja video renderdamisega tegelevate kasutajate teenindamiseks. rannikulinnades.

Kokkuvõttes on andmekeskuste keskkonnamõju vähendamiseks vaja mitmekülgset plaani. Energiatõhusate seadmete, taastuvate energiaallikate kasutamine ja ressursside kasutamise parandamine on üliolulised strateegiad. Neid lahendusi rakendades saavad andmekeskused oluliselt vähendada energiakasutust, parandada nende toimimist ja näidata, et nad on pühendunud jätkusuutlikkusele. Kuna tähelepanu kasvab keskkonnavastutusele ja energiakulud kasvavad, ei ole andmekeskuste keskkonnamõju vähendamine enam valik, vaid kohustuslik. Jätkusuutlikkusele kõikehõlmava lähenemisega võivad andmekeskused saada majanduslikke ja keskkonnaalaseid eeliseid, olles eeskujuks teistele tööstusharudele.