Rozhovor:
Zhigang Luo, Deputy Chairman of CECS Big Data Working Committee, a prominent data centre industry expert
Perspektivy rozvoje datových center v číně v kontextu uhlíkové neutrality
Spotřeba elektřiny a emise uhlíku v čínském průmyslu datových center
Jedním z hlavních problémů naší doby je vysoká poptávka po energii. Zejména v metropolích, jako jsou Peking, Šanghaj, Kanton a Šen-čen, brání obrovská spotřeba energie rozvoji datových center a vytváření energeticky úsporné společnosti. Vzhledem k rozporům mezi silnou poptávkou po datových kapacitách a přísnými požadavky na „dvojí kontrolu“ spotřeby energie je stále obtížnější získat ukazatele pro nová datová centra. Pro dosažení národního dvojího cíle se budou v budoucnu budovat nízkouhlíková, a dokonce i „uhlíkově neutrální“ datová centra.
Dá se předpokládat, že v roce 2025 dosáhnou emise CO₂ čínských datových center předčasně uhlíkového vrcholu, přičemž kontrola vrcholu bude probíhat na úrovni přibližně 100 milionů tun. Očekává se přijetí řady konkrétních opatření, například redukce zdrojů, technologie přirozeného chlazení, zařízení s velmi vysokou účinností, inteligentní technologie, technologie integrace více stanic a technologie komplexního využití energie v rozvodnách a skladování energie.
„Uhlíkově neutrální“ umístění datových center
K dosažení uhlíkové neutrality v datových centrech je třeba implementovat různé nízkouhlíkové technologie a inovace obchodních modelů, včetně:
(1) Plánování datových center
Při plánování datových center by se měly v co největší míře využívat obnovitelné zdroje, jako jsou vítr, vodní energie, geotermální teplo, jakož i regionální výroba elektřiny a tepla, chladicí energie systému LNG a další zdroje vnějšího prostředí..
(2) Výstavba a provoz datových center
Pro výstavbu a provoz datových center jsou zásadní ekologické a nízkouhlíkové koncepce. Ty umožňují průběžně optimalizovat energetickou účinnost a snižovat emise IT zařízení, chladicích systémů, systémů napájení i samotné budovy. Proto je také důležité, aby bylo povinné využívat systémy pro skladování energie a rekuperaci odpadního tepla.
(3) Systémy spotřeby energie datových center
Fosilní energie samozřejmě není ze systému spotřeby energie datových center vyloučena. Datová centra mohou investovat do výstavby centralizovaných a distribuovaných systémů výroby energiez obnovitelných zdrojů, jako jsou fotovoltaické elektrárny, větrné elektrárny a vodní elektrárny. Centra by měla také plně využívat obchodování s energií a uhlíkem. Získáváním čisté obnovitelné energie a ekologických energetických certifikátů, jako jsou fotovoltaická energie, větrná energie a vodní energie, prostřednictvím systému obchodování s elektřinou a ekologickými certifikáty mohou datová centra zvýšit míru využití ekologické energie. Datová centra mohou díky obchodování s uhlíkovými kvótami, obchodování s certifikací dobrovolného snižování emisí uhlíku apod. kompenzovat emise uhlíku z používání fosilních paliv.
Přehled technologií pro úsporu energie a snížení emisí v datových centrech na cestě
Kvůli každodenně rostoucímu rozsahu datových center jsou místní trhy s energií a energetické sítě vystaveny stále většímu tlaku. V této souvislosti je zřejmá vysoká poptávka po ekologických datových centrech. Jasné předpisy o snižování hodnoty PUE v metropolích a nedostatek nabídky rovněž tlačí na ekologický rozvoj datových center. Pokud jde o ekologický rozvoj, mezi opatření patří především zavádění obnovitelných zdrojů energie a zvyšování energetické účinnosti.
Datová centra v současnosti čelí čtyřem hlavním výzvám v oblasti úspory energie
a snižování emisí:
1) Robustní požadavky na výstavbu, stále přísnější místní zásady a problémy způsobené sníženou nabídkou přímo povedou k tomu, že nová datová centra neprojdou hodnocením výkonnosti a nezískají zákonné schválení od vlády pro další krok výstavby datového centra.
2) Složitost podnikání zákazníka přináší více obtíží při výběru technického rámce a energeticky úsporných řešení, což vede k vysokým nákladům na výstavbu datového centra, investičním ztrátám, vysokým pokutám nebo nuceným opravám v důsledku nevyhovující energetické účinnosti.
3) Nízká účinnost využití externích zdrojů elektrické energie přímo vede k nízkému výkonu a nízké míře využití datového centra. V některých oblastech, kde mají být datová centra umístěna, nelze zajistit ani dostatečné zdroje vody, což přímo vede k neúspěchu výstavby datových center. V této situaci je nevyhnutelné přehodnocení možností, výrazné zvýšení nákladů a vážné zpoždění v postupu výstavby.
4) Hustota příkonu jedné skříně způsobená nárůstem výpočetního výkonu IT zařízení se neustále zvyšuje, což přímo vede k potížím s eliminací přehřívání v datovém centru a k většímu riziku vážných výpadků.
Provozovatelé datových center musí neustále pracovat na svém řízení technické infrastruktury. Měli by přezkoumávat a zavádět energeticky úsporné technologie a technologie snižující emise a realizovat tak ekologická datová centra. Cíl „klimatické neutrality“ se vztahuje i na budoucí zařízení.
Pro úsporu energie a snížení emisí lze použít následující technologie:
Technologie celkové úspory energie datových center
- Plně prefabrikovaná modulární technologie datového centra
- Celková architektura využívající technologii s nízkým PUE, vysokou spolehlivostí a dostupností
Technologie úspory elektrické energie datových center
- Inteligentní online režim UPS
- Technologie vysokonapěťového stejnosměrného a síťového přímého napájení
- Polovodičový transformátor
- Technologie napájecích modulů
- Vlastní technologie elektrické regulace teploty
- Technologie připojení s nízkou ztrátou energie v řetězci napájecí a distribuční soustavy
Technologie úspory energie datových center na chlazení
- Technologie vysokoteplotní klimatizace s chlazenou vodou
- Technologie fluorových čerpadel
- Klimatizační technika s více připojeními
- Technologie chladírenských skladů se změnou fáze
- Technologie kapalinového chlazení se studenou deskou
- Technologie ponorného kapalinového chlazení
- Technologie nepřímého odpařovacího chlazení s efektivním využitím přírodních zdrojů chladu
- Technologie automatického řízení s umělou inteligencí pro úsporu energie
Technologie obnovení zdrojů datových center
- Technologie recyklace odpadních vod
- Technologie rekuperace tepla atd.
Další energeticky úsporné technologie
- Inteligentní systém osvětlení
- Fotovoltaická výroba energie
- Technologie úspory energie IT serverů
- Kvantové počítače
- Vodíkové palivové články atd.
Celkové strategie rozvoje čínských datových center v kontextu uhlíkové neutrality
Odvětví datových center by se mělo aktivně podílet na vytváření systémů obchodování s ekologickou energií. V rámci současných vnitrostátních zásad a plánu trhu s elektřinou by datová centra měla navrhovat, zavádět a realizovat systém certifikace trhu s ekologickou elektřinou a obchodování s certifikáty a neustále rozšiřovat rozsah účasti ekologické elektřiny na trhu.
Při výběru lokality a rozvoji datových center by se podle situace v oblasti nabídky obnovitelných zdrojů energie v jednotlivých zemích měly pro zřizování datových center upřednostňovat oblasti s relativně dokončenou infrastrukturou využívající obnovitelné zdroje energie.
Při projektování a výstavbě by datová centra měla analyzovat požadavky koncových uživatelů, upřednostňovat nasazení řešení a technologického režimu, které mohou maximalizovat účinnost využití elektrické energie, a zkoumat technologie s obnovitelnou energií využívané pro skladování energie a nouzové zásobování energií.
V rámci dlouhodobého provozu by datová centra měla posílit správu uhlíkových aktiv a zvýšit podíl nákupu energie z obnovitelných zdrojů. Prostřednictvím plánovaných energeticky úsporných renovací by se měla dále zlepšit energetická účinnost již provozovaných datových center.
