Introducció
El ràpid creixement de la transformació digital en diverses indústries, juntament amb l'aplicació generalitzada de noves tecnologies com el 5G, la intel·ligència artificial i l'Internet de les coses, ha generat moltes més dades a la societat. Els centres de dades, que serveixen de base digital per al funcionament dels sistemes d'informació en diferents indústries, s'han convertit en una infraestructura crítica indispensable en el panorama econòmic i social, jugant un paper crucial en el desenvolupament de l'economia digital. Tanmateix, els centres de dades utilitzen molta energia i generen moltes emissions. Per fer-ho, necessitem bones mesures per reduir les emissions i veure com de sostenibles són. Aquí és on entra la mètrica de l'efectivitat de l'ús del carboni (CUE).
Definiu "CUE" (efectivitat de l'ús de carboni)
La Xarxa Verdava introduir la mètrica de l'efectivitat de l'ús del carboni (CUE) el 2010 per esbrinar les emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEH) per unitat de consum d'energia informàtica als centres de dades. S'ha convertit en part d'ISO/IEC 30134-8 per avaluar la sostenibilitat dels centres de dades en termes d'emissions de carboni. La CUE és anàloga a la intensitat de carboni, tenint en compte les emissions de l'abast 1 i l'abast 2, però dividides per la càrrega de TI, de manera similar a l'efectivitat de l'ús de l'energia (PUE). La mètrica proporciona una manera eficaç de mesurar la petjada de carboni dels centres de dades i avaluar-ne la sostenibilitat en les emissions de carboni.
Per calcular el CUE quan s'utilitza l'electricitat de la xarxa, les emissions de carboni es poden basar en les dades governamentals publicades per a aquesta regió. Quan s'utilitza l'energia generada in situ, l'ideal és que s'utilitzin les dades d'emissions reals dels comptadors locals. Tanmateix, també és possible utilitzar dades d'emissions i fonts de combustible del fabricant del generador per als càlculs.
La fórmula de CUE
Per calcular CUE, la fórmula és la següent.
Una ràtio CUE més baixa significa una petjada de carboni més baixa, cosa que indica una major eficiència en l'ús de carboni als centres de dades. El valor CUE ideal és {{0}},0, que indica que no hi ha emissions de carboni durant les operacions del centre de dades.
És crucial tenir en compte que el CUE varia significativament en funció de les fonts d'energia en què es basen els centres de dades. Els centres de dades alimentats amb fonts d'energia renovables generalment tenen un CUE inferior, fins i tot amb el mateix PUE, en comparació amb els que depenen de l'energia de combustibles fòssils.
Què contribueix la Xina a millorar el seu CUE?
El 2021, la Xina va introduir els conceptes de "punt màxim de carboni" i "neutralitat de carboni" al seu informe de treball del govern. El pic de carboni té com a objectiu aconseguir un altiplà en les emissions de diòxid de carboni l'any 2030, disminuint gradualment després d'arribar al seu pic. La neutralitat de carboni implica compensar el diòxid de carboni produït en el procés de producció mitjançant mesures com la forestació i la conservació d'energia, aconseguint "zero emissions" de diòxid de carboni. Alineada amb els esforços globals per combatre el canvi climàtic i l'estratègia de "doble carboni" de la Xina, la indústria del centre de dades millora contínuament els nivells d'eficiència energètica, augmenta l'ús d'energies renovables i s'esforça per aconseguir la neutralitat de carboni com més aviat millor.
A mesura que maduren les tecnologies de refrigeració líquida, diversos mètodes de refrigeració líquida, com ara la refrigeració per immersió, la refrigeració líquida de placa freda i la refrigeració líquida per polvorització, s'apliquen cada cop més als centres de dades. Més enllà del refredament líquid, els mètodes de refrigeració del centre de dades s'han diversificat en els últims anys. Els mètodes de refrigeració emergents com el refredament per evaporació indirecta i els refrigeradors de levitació magnètica ofereixen noves opcions. La combinació de múltiples mètodes de refrigeració s'ha tornat habitual als centres de dades.
L'eficiència de les fonts d'alimentació ininterrompuda (UPS) també s'ha convertit en un mercat important per als proveïdors de distribució d'energia dels centres de dades. SAI d'alta eficiència, amb una eficiència superior al 97%, es considera estàndard. El SAI modular a baixes taxes de càrrega ha superat la font d'alimentació de corrent continu d'alta tensió en l'eficiència del centre de dades, cosa que indica la possibilitat que els SAI d'alta freqüència es converteixin en una de les solucions òptimes per a l'eficiència energètica en la distribució d'energia del centre de dades.
Al mateix temps, amb el desenvolupament continu de la tecnologia, la font d'alimentació ininterrompuda (UPS) també s'ha convertit en un mercat important on competeixen els proveïdors de distribució d'energia dels centres de dades. Els principals actors nacionals i internacionals de la indústria de la distribució d'energia, com Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, tenen dissenys de productes corresponents en aquest camp. Aconseguir una eficiència superior al 97% es considera ara una "operació bàsica" a la indústria de SAI de gamma alta. Val la pena assenyalar que, a baixes taxes de càrrega, l'eficiència del centre de dades amb SAI modular ha superat la de la font d'alimentació de corrent continu d'alta tensió. Segons l'autor, tenint en compte les tendències del desenvolupament tecnològic, és probable que els SAI d'alta freqüència esdevinguin una de les solucions òptimes per reduir el consum d'energia i augmentar l'eficiència en la distribució d'energia del centre de dades.
Durant el funcionament dels centres de dades, els equips informàtics generen una quantitat important d'excés de calor. L'ús de la tecnologia de la bomba de calor per recuperar i reutilitzar aquest excés de calor ha trobat moltes aplicacions als centres de dades, amb un futur prometedor. Les estimacions aproximades indiquen que l'excés de calor recuperable total als centres de dades a la regió nord de la Xina és d'aproximadament 10 GW, la qual cosa teòricament admet la calefacció d'uns 300 milions de metres quadrats d'edificis. Nombrosos centres de dades a la Xina, com ara el centre de dades del llac Qindao d'Alibaba, el centre de dades de Tianjin de Tencent, la base de computació al núvol de Chongqing de China Telecom, el centre de dades de Beijing 3 de Wanguo Data i el centre de computació al núvol de Wulanchabu d'UCloud, ja han implementat tecnologia de recuperació de calor, proporcionant calefacció per a tots dos. les àrees internes i circumdants dels centres de dades.
Com s'ha esmentat anteriorment, la refrigeració del centre de dades representa més del 20% del consum total d'energia. El desplegament de centres de dades sota l'aigua, utilitzant la temperatura de l'aigua de mar per dissipar la calor generada pel centre de dades, podria reduir significativament el consum d'energia, contribuint a l'optimització de diversos indicadors en les operacions del centre de dades.
A la Xina, HIGHLANDER va ser el primer a introduir el concepte de centres de dades submarins (UDC) i va identificar tres avantatges principals dels centres de dades submarins:
En primer lloc, la UDC, en estar situada sota l'aigua i omplir-se de gas inert, elimina el risc d'incendi.
En segon lloc, UDC es manté discret en la seva ubicació submarina, cosa que fa impossible la localització externa precisa.
En tercer lloc, la supervisió contínua de 24-hores de l'UDC ajuda a prevenir de manera eficaç possibles danys i infiltracions al centre de dades.
Els centres de dades submarins tenen avantatges únics tant en estalvi d'energia com en seguretat. No obstant això, estan molt influenciats per factors geogràfics, que requereixen la proximitat al mar per a la construcció. En l'estat actual de la infraestructura de xarxa, l'autor creu que els centres de dades subaquàtics són adequats principalment per calcular dades calentes, emmagatzemar dades fredes i atendre els usuaris amb requisits de baixa latència, com els que es dediquen a l'aprenentatge automàtic i la representació de vídeo, especialment. a les ciutats costaneres.
Conclusió
En resum, per reduir l'impacte dels centres de dades en el medi ambient, cal un pla divers. L'ús d'equips energèticament eficients, les fonts d'energia renovables i la millora de l'ús dels recursos són estratègies crucials. Mitjançant l'aplicació d'aquestes solucions, els centres de dades poden reduir considerablement l'ús d'energia, millorar el seu funcionament i demostrar que es dediquen a ser sostenibles. A mesura que creix l'atenció sobre la responsabilitat ambiental i augmenten les despeses energètiques, reduir l'impacte ambiental dels centres de dades ja no és una opció sinó una necessitat. En adoptar un enfocament global de la sostenibilitat, els centres de dades poden obtenir avantatges econòmics i ambientals, servint de model per a altres indústries.