- Центры обработки данных потребляют огромное количество энергии и выделяют значительное количество отработанного тепла, которое можно переработать.
- Энергия отходов уже успешно обогревает тысячи домов, превращая «отходы» в ценный ресурс.
- Законодательное давление: ЕС и Германия вводят обязательные квоты на повторное использование тепла, вынуждая технологических гигантов интегрировать свои предприятия в сети централизованного теплоснабжения.
Сейчас прекрасное время для бизнеса по строительству центров обработки данных. В соответствии с прогнозы McKinsey & Co.К 2030 году на центры обработки данных по всему миру может быть потрачено до 7 триллионов долларов, поскольку страны по всему миру быстро наращивают мощности.
Хотя это оказывает беспрецедентное давление на электросети и системы водоснабжения, эти объекты, возможно, смогут вернуть часть того, что они забрали.
Если не произойдет существенных изменений в технологии, необходимы центры обработки данных. Читая эту статью, вы, вероятно, слушаете музыку в фоновом режиме. Возможно, с тех пор, как вы начали его читать, на вашем телефоне появилось несколько уведомлений. Сегодня вы несколько раз будете искать ответ на вопрос в Интернете или напрямую обращаться к искусственному интеллекту, чтобы тот дал вам ответ.
Все эти процессы основаны примерно на 12 000 дата-центровкоторые в настоящее время работают по всему миру. Но поскольку вычислительная мощность становится все более эффективной, мы бесконечно жаждем данных.
По данным Cybersecurity Ventures, исследовательской группы, изучающей глобальную киберэкономику, в прошлом году в облаке хранилось около 200 зеттабайт данных (что эквивалентно 1 триллиону часов высококачественных видеороликов с кошками).
Спрос на энергию для центров обработки данных может утроиться к 2035 году | Прогноз спроса на энергию в центрах обработки данных по рынкам, сценарий экономического перехода
Между тем, развитие искусственного интеллекта, особенно генеративных моделей, предъявляет огромные требования к вычислительной мощности. Хотя я обеспокоен тем, что ChatGPT и ему подобные рискуют ограничить принятие решений и творческий потенциал человека, кажется, что ничто не может их остановить, и, следовательно, ничто не может остановить потребность в новых центрах обработки данных.
Что происходит с теплом?
Если вы не можете их победить, почему бы не заставить их работать на вас? Большая часть энергии, потребляемой центрами обработки данных, преобразуется в тепло, а также в вычислительную мощность. Часто это тепло теряется и создает еще большую нагрузку на и без того напряженные электросети. На охлаждение может приходиться более 30% потребления электроэнергии некоторым специализированным оборудованием.
До трети электроэнергии, потребляемой дата-центрами, идет на охлаждение | Доля электроэнергии, потребляемой дата-центрами и типами оборудования
Возможные решения
Мы должны думать об этом низкопотенциальном тепле как о жизненно важный ресурса не как отходы. Температура обратной теплоты обычно составляет около 25°C, но в новых ступицах с жидкостным охлаждением она достигает от 30°C до 40°C. Это идеальная температура для работы тепловых насосов, которые можно использовать для различных целей.
Например, в 2023 году технологический стартап Deep Green построил небольшой центр обработки данных и использовал его для обогрева общественного бассейна в Девоне, Англия. С тех пор амбиции компании выросли: планируется построить электростанцию мощностью 5,6 МВт в Брэдфорде, которая будет подключена к сети централизованного теплоснабжения, способной отапливать эквивалент 10 000 домов, а также центр мощностью 24 МВт в Лансинге, штат Мичиган, который будет обогревать большую часть центра города.
Хотя потребителям приходится платить за работу тепловых насосов, Deep Green обеспечивает тепло бесплатно, а это означает, что насосы работают гораздо эффективнее, экономя клиентам небольшую часть счетов за электроэнергию.
Европейские примеры
Это не совсем новая идея. Марк Ли, генеральный директор Deep Green, рассказал мне, что скандинавские страны уже десятилетия хорошо справляются с повторным использованием тепла. Например, дата-центр Meta Platforms Inc. в Оденсе, Дания, отапливает 6900 домов. Такие эффективные решения возможны, поскольку Дания и другие страны Северной Европы уже построили больше сетей теплопередачи – систем, которые распределяют тепло различным потребителям из центрального пункта.
Есть и примеры промышленного применения. Компании, занимающиеся разведением рыбы и омаров, сотрудничают с норвежской компанией Green Mountain AS, занимающейся центрами обработки данных, чтобы использовать отходящее тепло близлежащих объектов для поддержания своих водных организмов в оптимальных условиях.
Омары, например, лучше всего растут при температуре 20°C. Благодаря использованию морской воды фьорда из системы охлаждения дата-центра ракообразные готовы к употреблению примерно через 18 месяцев, а не через пять лет. Возможности многочисленны: отходящее тепло также используется при производстве древесных гранул и в теплицах. Но поскольку политики еще не осознали возможности, повторное использование тепла происходит не так часто, как следовало бы.
Ситуация начинает меняться. У Великобритании есть отличная возможность объединить свои усилия по развитию искусственного интеллекта, направленные на привлечение центров обработки данных в определенные части страны, с официальной целью удвоить количество тепла, обеспечиваемого централизованным теплоснабжением, к 2035 году. Страна должна обратиться к Европейскому Союзу, который требует, чтобы центры обработки данных мощностью выше 1 МВт повторно использовали свое тепло, если это возможно.
Германия идет еще дальше, требуя от предприятий перерабатывать минимальную часть производимого ими тепла; этот порог повысится до 20% до июля 2028 г.
Проблемы этого решения
Это не означает, что утилизация тепла — это легко. Дата-центры должны располагаться близко к потребителям, чтобы к ним можно было передавать тепло с минимальными потерями и сокращением инфраструктуры. Лондон испытывает большую потребность в отоплении, но из-за ограничений электросети большинство крупных новых проектов реализуется в сельских районах за пределами городских территорий.
Асад Ходжа, заместитель директора по энергетике и низкоуглеродной инфраструктуре консалтинговой компании AECOM, рассказал мне, что координация центров обработки данных с новыми сетями централизованного теплоснабжения возможна, но «требует очень раннего планирования, чего мы явно не делаем».
Но усилия того стоят – не только для пользователей, но и для самих центров обработки данных. Мало кто хочет жить рядом с огромным компьютерным ящиком, а недовольство населения их разработками растет. Но Ли сказал, что участие общественности положительно отразилось на проекте Deep Green в Лансинге:
«Когда мы смогли объяснить, что мы занимаемся централизованным теплоснабжением (и) мы обезуглероживаем его, потому что газ больше не используется… встреча прошла действительно позитивно». Эти объекты потребляют много энергии и воды и после постройки создают мало рабочих мест. Но более дешевое тепло является большим преимуществом для тех, кто живет в этом районе во времена высоких цен на электроэнергию, и застройщикам следует помнить об этом, если они хотят, чтобы все работало бесперебойно.
Если мы хотим получить максимальную отдачу от огромного количества энергии, потребляемой этими серверными системами, нам нужно начать более систематически думать о том, куда их направить — и потребовать от них отдавать, а не просто брать.
Лара Уильямс — обозреватель Bloomberg, освещающий вопросы изменения климата.