Bevezetés
A különböző iparágakban tapasztalható digitális átalakulás gyors növekedése, valamint az új technológiák, például az 5G, a mesterséges intelligencia és a tárgyak internete széles körben elterjedt alkalmazása, sokkal több adatot hozott létre a társadalomban. Az adatközpontok, amelyek a különböző iparágakban az információs rendszerek működésének digitális alapjául szolgálnak, a gazdasági és társadalmi környezet nélkülözhetetlen kritikus infrastruktúrájává váltak, és döntő szerepet játszanak a digitális gazdaság fejlődésében. Az adatközpontok azonban sok energiát használnak fel, és sok károsanyag-kibocsátással járnak. Ennek megoldásához jó intézkedésekre van szükségünk a kibocsátás csökkentésére, és meglátjuk, mennyire fenntarthatóak. Itt jön be a szén-dioxid-felhasználás hatékonyságának (CUE) mérőszáma.
Definiálja a "CUE"-t (szénhasználat hatékonysága)
A Zöld Rács2010-ben bevezette a Carbon Usage Effectiveness (CUE) mérőszámot, hogy kiszámítsa az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátását az adatközpontok IT-energiafogyasztásának egységére vetítve. Az ISO/IEC 30134-8 részévé vált, amely az adatközpontok szén-dioxid-kibocsátás szempontjából való fenntarthatóságát értékeli. A CUE analóg a szén-dioxid-intenzitással, figyelembe véve az 1. és 2. hatókör kibocsátását, de elosztva az IT-terheléssel, hasonlóan az energiafelhasználás hatékonyságához (PUE). A mérőszám hatékony módszert biztosít az adatközpontok szénlábnyomának mérésére és a szén-dioxid-kibocsátás fenntarthatóságának értékelésére.
A CUE hálózati villamosenergia-használat esetén történő kiszámításához a szén-dioxid-kibocsátást az adott régióra közzétett kormányzati adatok alapján lehet kiszámítani. A helyszínen termelt áram felhasználása esetén ideális esetben a helyi mérők tényleges kibocsátási adatait kell használni. A számításokhoz azonban a generátor gyártójától származó emissziós és tüzelőanyag-forrás adatai is felhasználhatók.
A CUE képlete
A CUE kiszámításához a képlet a következő.
Az alacsonyabb CUE-arány kisebb szénlábnyomot jelent, ami magasabb szén-dioxid-felhasználási hatékonyságot jelez az adatközpontokban. Az ideális CUE-érték {{0}},0, ami azt jelzi, hogy nincs szén-dioxid-kibocsátás az adatközponti műveletek során.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy a CUE jelentősen eltér attól függően, hogy az adatközpontok milyen energiaforrásokra támaszkodnak. A megújuló energiaforrásokkal működő adatközpontok CUE-értéke általában alacsonyabb, még ugyanazzal a PUE-val is, mint a fosszilis tüzelőanyaggal működő adatközpontok.
Hogyan járul hozzá Kína a CUE fejlesztéséhez?
2021-ben Kína bevezette a „szén-dioxid-csúcs” és a „szén-dioxid-semlegesség” fogalmát kormányzati munkajelentésében. A szén-dioxid-csúcs célja a szén-dioxid-kibocsátás platójának elérése 2030-ra, amely a csúcs elérése után fokozatosan csökken. A szén-dioxid-semlegesség magában foglalja a termelési folyamat során keletkező szén-dioxid ellentételezését olyan intézkedésekkel, mint az erdősítés és az energiatakarékosság, a „nulla szén-dioxid-kibocsátás” elérése érdekében. Az éghajlatváltozás elleni küzdelemre irányuló globális erőfeszítésekkel és Kína „kettős szén-dioxid-kibocsátású” stratégiájával összhangban az adatközpont-ipar folyamatosan javítja az energiahatékonyság szintjét, növeli a megújuló energia felhasználását, és a szén-dioxid-semlegesség mielőbbi elérésére törekszik.
A folyadékhűtési technológiák kifejlődésével a különféle folyadékhűtési módszereket, például a merülőhűtést, a hűtőlemezes folyadékhűtést és a permetléhűtést egyre gyakrabban alkalmazzák az adatközpontokban. A folyadékhűtés mellett az adatközponti hűtés módszerei is változatossá váltak az elmúlt években. A feltörekvő hűtési módszerek, mint például a közvetett párolgásos hűtés és a mágneses levitációs hűtők új lehetőségeket kínálnak. A többféle hűtési módszer kombinációja általánossá vált az adatközpontokban.
A szünetmentes tápegységek (UPS) hatékonysága az adatközponti áramelosztó szállítók jelentős piacává is vált. A 97%-ot meghaladó hatásfokú, nagy hatásfokú UPS szabványnak számít. Az alacsony terhelési arányú moduláris UPS felülmúlta a nagyfeszültségű egyenáramú tápellátást az adatközpontok hatékonyságában, ami azt jelzi, hogy a nagyfrekvenciás UPS az egyik optimális megoldás lehet az adatközponti energiaelosztás energiahatékonyságára.
Ugyanakkor a technológia folyamatos fejlődésével a szünetmentes tápegység (UPS) is jelentős piactá vált, ahol az adatközponti áramelosztó szolgáltatók versenyeznek. Az áramelosztó iparág jelentős hazai és nemzetközi szereplői, mint például a Huawei, a Vertiv, a Kehua, az ABB, a Schneider, megfelelő termékelrendezéssel rendelkeznek ezen a területen. A 97%-ot meghaladó hatékonyság elérése ma már „alapműveletnek” számít a csúcskategóriás UPS-iparban. Érdemes megjegyezni, hogy alacsony terhelés mellett a moduláris UPS-t használó adatközpontok hatékonysága meghaladja a nagyfeszültségű egyenáramú tápegységét. A szerző véleménye szerint a technológiai fejlődés trendjeit figyelembe véve a nagyfrekvenciás UPS valószínűleg az egyik optimális megoldás lesz az energiafogyasztás csökkentésére és az adatközponti áramelosztás hatékonyságának növelésére.
Az adatközpontok működése során az informatikai berendezések jelentős mennyiségű hőfelesleget termelnek. A hőszivattyús technológia felhasználása ennek a többlethőnek a visszanyerésére és újrafelhasználására számos alkalmazást talált az adatközpontokban, ígéretes jövő előtt. A hozzávetőleges becslések szerint Kína északi régiójában az adatközpontokban a teljes hasznosítható többlethő körülbelül 10 GW, ami elméletileg körülbelül 300 millió négyzetméternyi épület fűtését támogatja. Számos kínai adatközpont, köztük az Alibaba Qindao Lake Data Center, a Tencent Tianjin Data Center, a China Telecom Chongqing Cloud Computing Base, a Wanguo Data Peking Data Center 3 és az UCloud Wulanchabu Cloud Computing Center már bevezetett hővisszanyerő technológiát, amely mindkettő fűtését biztosítja. az adatközpontok belső és környező területei.
Mint korábban említettük, az adatközponti hűtés a teljes energiafogyasztás több mint 20%-át teszi ki. Az adatközpontok víz alatti telepítése, a tengervíz hőmérsékletének felhasználása az adatközpont által termelt hő elvezetésére, jelentősen csökkentheti az energiafogyasztást, hozzájárulva az adatközpontok működésében a különböző mutatók optimalizálásához.
Kínában a HIGHLANDER elsőként vezette be a víz alatti adatközpontok (UDC) koncepcióját, és azonosította a víz alatti adatközpontok három fő előnyét:
Először is, az UDC, mivel víz alatt van és inert gázzal van feltöltve, kiküszöböli a tűzveszélyt.
Másodszor, az UDC diszkrét marad a víz alatti helyén, ami lehetetlenné teszi a pontos külső lokalizációt.
Harmadszor, az UDC folyamatos 24-órás felügyelete hatékonyan segít megelőzni a potenciális károkat és az adatközpontba való beszivárgást.
A víz alatti adatközpontok egyedülálló előnyökkel rendelkeznek mind az energiatakarékosság, mind a biztonság terén. Azonban jelentős mértékben befolyásolják őket a földrajzi tényezők, amelyek megkövetelik a tenger közelségét az építkezéshez. A szerző a hálózati infrastruktúra jelenlegi állapotában úgy véli, hogy a víz alatti adatközpontok elsősorban forró adatok számítására, meleg-hideg adatok tárolására, valamint alacsony késleltetési igényű felhasználók kiszolgálására alkalmasak, mint például a gépi tanulással és videó rendereléssel foglalkozó felhasználók. tengerparti városokban.
Következtetés
Összefoglalva, az adatközpontok környezetre gyakorolt hatásának csökkentése érdekében sokrétű tervre van szükség. Az energiahatékony berendezések, a megújuló energiaforrások használata és az erőforrások felhasználásának javítása kulcsfontosságú stratégiák. E megoldások alkalmazásával az adatközpontok jelentősen csökkenthetik az energiafelhasználást, javíthatják működésüket, és megmutathatják, hogy elkötelezettek a fenntarthatóság mellett. Ahogy a figyelem növekszik a környezeti felelősségvállalásra és az energiaköltségek emelkednek, az adatközpontok környezeti hatásainak csökkentése már nem választás, hanem kötelező. A fenntarthatóság mindenre kiterjedő megközelítésével az adatközpontok gazdasági és környezetvédelmi előnyökre tehetnek szert, mintaként szolgálva más iparágak számára.