Технологические новости компании HARTING - tec.news выпуск 42
КИТАЙСКИЕ ЦЕНТРЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ: ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ И УГЛЕРОДНЫЕ ВЫБРОСЫ
Одной из основных проблем современности является высокий спрос на энергию. В частности, в таких городских агломерациях, как Пекин, Шанхай, Гуанчжоу и Шэньчжэнь, гигантские показатели энергопотребления препятствуют развитию центров обработки данных и становлению общества, стремящегося к рациональному потреблению энергии. Несмотря на высокие потребности в сфере обработки и хранения данных, в отношении энергопотребления установлены строгие требования "двойного контроля", поэтому соблюсти все необходимые условия для создания новых центров обработки данных становится все сложнее. Для достижения установленных государством целевых показателей в перспективе планируется создание центров обработки данных с низкими и даже нулевыми выбросами углекислого газа.
Планируется, что к 2025 году выбросы CO₂, источником которых являются китайские центры обработки данных, досрочно достигнут пикового значения, и контролируемое пиковое значение составит приблизительно 100 миллионов тонн. В этом отношении запланирована реализация множества мероприятий, таких как уменьшение количества источников загрязнения, применение технологии естественного охлаждения, оборудования с максимальной производительностью, интеллектуальных технологий, технологий интеграции многостанционных сетей, а также технологий для максимально эффективного использования энергии на подстанциях и в системах хранения энергии.
УГЛЕРОДНО-НЕЙТРАЛЬНЫЙ СТАТУС ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Для достижения углеродной нейтральности центров обработки данных необходимо применение различных технологий и инновационных бизнес-моделей.
1 - Планирование центров обработки данных
В процессе планирования центров обработки данных необходимо предусмотреть максимально возможное использование возобновляемых ресурсов, например, энергии ветра, гидроэнергии, геотермальной энергии. Кроме того, следует учитывать показатели региональных систем выработки энергии и отопления, для охлаждения применять энергию систем СПГ и другие внешние ресурсы.
2 - Строительство и эксплуатация центров обработки данных
В процессе строительства и эксплуатации центров обработки данных очень важно выбрать экологически чистые концепции, не приводящие к загрязнению окружающей среды. Они позволят непрерывно оптимизировать энергоэффективность и снижать вредные выбросы, источниками которых является оборудование для обработки данных, системы охлаждения, системы электроснабжения и само здание. Следовательно, важно, чтобы системы для хранения энергии и рекуперации отработанного тепла стали обязательными для применения.
3 - Системы учета энергии в центрах обработки данных
Разумеется, энергия, полученная из ископаемых видов топлива, также может использоваться в системе энергоснабжения центров обработки данных. Операторы центров могут инвестировать средства для построения централизованных и распределенных систем производства возобновляемой энергии, например, фотогальванических, ветровых или гидроэнергетических установок. Центры также могут принимать участие в торговле квотами на выбросы углекислого газа. Получение сертификатов использования чистой возобновляемой энергии, например, солнечной, ветровой или гидроэнергии, в системе торговли сертификатами позволяет центрам обработки данных повысить долю экологически чистой энергии. Такие механизмы, как торговля квотами на выбросы углекислого газа, торговля сертификатами на единицы добровольного сокращения выбросов и т. д., обеспечивают центрам обработки данных сокращение углеродных выбросов от использования ископаемого топлива.
ОБЗОР ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ И ОГРАНИЧИВАЮЩИХ ВЫБРОСЫ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ УГЛЕРОДНОЙ НЕЙТРАЛЬНОСТИ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
По мере укрупнения центров обработки данных растет нагрузка на региональные рынки энергоносителей и энергосети. Поэтому очевидно, что задача создания экологичных центров обработки данных становится все более актуальной. Жесткие нормативы по повышению эффективности энергопотребления в городских агломерациях и дефицит энергоресурсов также способствуют повышению экологичности центров обработки данных. В этом смысле основные меры включают в себя использование возобновляемой энергии и повышение энергетической эффективности.
Четыре главные проблемы центров обработки данных, связанные с хранением энергии и сокращением выбросов:
1) Строгие строительные требования, более жесткие региональные нормы и проблемы, обусловленные дефицитом энергоресурсов, не позволяют новым центрам пройти аттестацию эффективности и получить официальное разрешение органов власти для перехода к следующему этапу строительства.
2) Сложность бизнес-процессов заказчика усложняет выбор технических решений и решений для экономии энергии, что приводит к увеличению расходов на строительство центра, инвестиционным потерям, высоким штрафам или вынужденной модификации вследствие недостаточной энергоэффективности.
3) Низкая эффективность при использовании внешних энергоресурсов, что обуславливает низкие выходные показатели энергоэффективности центра обработки данных. В некоторых районах, где планируется создание центров, отсутствует даже достаточное количество водных ресурсов, что приводит к невозможности строительства. В таких случаях так или иначе потребуется повторный анализ возможных вариантов и не удастся избежать серьезного роста расходов, а также отставания от графика строительства.
4) Плотность энергии для одного шкафа продолжает увеличиваться вследствие роста вычислительных мощностей телекоммуникационного оборудования, поэтому могут возникать сложности при разгрузке особенно загруженных участков центра. Это приводит к появлению риска дорогостоящего простоя.
Операторы центров обработки данных должны непрерывно решать задачи технического управления. Они должны проводить оценку и внедрение технологий для экономии энергии и сокращения выбросов с целью повышения экологической безопасности. Будущие центры также должны создаваться с учетом климатической нейтральности.
Возможно применение следующих технологий для энергосбережения и сокращения выбросов:
Применение общих энергоэффективных концепций в центрах обработки данных
- Технология построения центра на основе стандартных решений и принципа модульности
- Общая архитектура с применением технологий с низким показателем PUE, характеризующихся высокой надежностью и работоспособностью
Применение энергоэффективных технологий для электроснабжения в центрах обработки данных
- Применение ИБП с интеллектуальными функциями и управлением в режиме онлайн
- Технология передачи постоянного тока высокого напряжения и непосредственного электроснабжения
- Твердотельные трансформаторы
- Технология силовых модулей
- Технология автоматического контроля температуры электрооборудования
Применение энергоэффективных технологий для охлаждения в центрах обработки данных
- Технология водяного охлаждения для кондиционирования воздуха
- Технология закачки фтора
- Технология кондиционирования воздуха со множеством соединений
- Технология фазового изменения для охлаждения
- Технология жидкостного охлаждения плат
- Технология охлаждения с иммерсионной жидкостью
- Технология косвенного охлаждения с испарением с эффективным использованием естественных методов охлаждения
- Технология для энергосбережения и автоматического управления с применением искусственного интеллекта
Применение технологий рекуперации ресурсов в центрах обработки данных
- Технология очистки и рециркуляции сточных вод
- Технология рекуперации тепла и т. д.
Другие технологии для энергосбережения
- Умная система освещения
- Производство энергии с помощью фотогальванических установок
- Технология энергосбережения для серверов
- Квантовые компьютеры
- Водородные топливные элементы и т. д.
ОБЩИЕ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В КИТАЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ УГЛЕРОДНОЙ НЕЙТРАЛЬНОСТИ
Центрам обработки данных следует принимать активное участие в процессе реализации торговых схем зеленой энергетики. Согласно текущей государственной политике и стратегии рыночного планирования, центры обработки данных должны разработать, внедрить и использовать рыночную систему сертификации в области энергопотребления, схемы торговли сертификатами и непрерывно увеличивать долю использования чистой энергии.
В соответствии с государственной политикой, направленной на стимулирование использования возобновляемой энергии, в процессе выбора площадок и проектирования центров обработки данных предпочтение должно отдаваться районам, в которых доступна инфраструктура для обеспечения центров обработки данных возобновляемой энергией.
На этапах проектирования и строительства центров обработки данных должен проводиться анализ требований конечных пользователей. Более приоритетными должны считаться технические решения и технологии, обеспечивающие максимальную эффективность использования электрической энергии. Необходимо развитие технологий хранения и аварийного энергоснабжения, которые предусматривают использование возобновляемой энергии.
В долгосрочной перспективе центры обработки данных должны усилить контроль за выбросами углекислого газа и увеличить долю закупок возобновляемой энергии. В процессе эксплуатации центров обработки данных необходимо стремиться к повышению эффективности использования энергии посредством последовательной реализации мероприятий по энергосбережению.
Все материалы нового выпуска журнала tec.news выпуск 42