Ce înseamnă CUE (eficacitatea utilizării carbonului) pentru centrele de date

Creșterea rapidă a transformării digitale în diverse industrii, împreună cu aplicarea pe scară largă a noilor tehnologii, cum ar fi 5G, inteligența artificială și Internetul obiectelor, au generat mult mai multe date în societate. Centrele de date, care servesc drept bază digitală pentru modul în care sistemele informaționale funcționează în diferite industrii, au devenit o infrastructură critică indispensabilă în peisajul economic și social, jucând un rol crucial în dezvoltarea economiei digitale. Cu toate acestea, centrele de date folosesc multă energie și creează multe emisii. Pentru a aborda acest lucru, avem nevoie de măsuri bune pentru a reduce emisiile și pentru a vedea cât de durabile sunt acestea. Aici intervine măsurarea Eficienței utilizării carbonului (CUE).

Grila Verdea introdus metrica Carbon Usage Effectiveness (CUE) în 2010 pentru a determina emisiile de gaze cu efect de seră (GES) per unitate de consum de energie IT în centrele de date. A devenit parte a ISO/IEC 30134-8 pentru evaluarea durabilității centrelor de date în ceea ce privește emisiile de carbon. CUE este analog cu intensitatea carbonului, luând în considerare atât emisiile Scope 1, cât și Scope 2, dar împărțite la sarcina IT, similar cu Power Usage Effectiveness (PUE). Metrica oferă o modalitate eficientă de a măsura amprenta de carbon a centrelor de date și de a evalua sustenabilitatea acestora în ceea ce privește emisiile de carbon.

Pentru a calcula CUE atunci când se utilizează electricitatea din rețea, emisiile de carbon se pot baza pe datele guvernamentale publicate pentru acea regiune. Atunci când se folosește energia generată la fața locului, în mod ideal, ar trebui utilizate datele reale de emisie de la contoarele locale. Cu toate acestea, este, de asemenea, posibil să utilizați datele despre emisii și surse de combustibil de la producătorul generatorului pentru calcule.

Pentru a calcula CUE, formula este următoarea.

Un raport CUE mai mic înseamnă o amprentă de carbon mai mică, indicând o eficiență mai mare de utilizare a carbonului în centrele de date. Valoarea CUE ideală este {{0}},0, indicând că nu există emisii de carbon în timpul operațiunilor centrului de date.

Este esențial să rețineți că CUE variază semnificativ în funcție de sursele de energie pe care se bazează centrele de date. Centrele de date alimentate cu surse de energie regenerabilă au, în general, un CUE mai mic, chiar și cu același PUE, în comparație cu cele care se bazează pe energie pe bază de combustibili fosili.

În 2021, China a introdus în raportul său de lucru guvernamental conceptele de „puncte maximă de carbon” și „neutralitate de carbon”. Vârful carbonului urmărește atingerea unui platou al emisiilor de dioxid de carbon până în 2030, scăzând treptat după atingerea vârfului. Neutralitatea carbonului implică compensarea dioxidului de carbon produs în procesul de producție prin măsuri precum împădurirea și conservarea energiei, obținând „zero emisii” de dioxid de carbon. Aliniată cu eforturile globale de combatere a schimbărilor climatice și cu strategia Chinei „dublu carbon”, industria centrelor de date îmbunătățește continuu nivelurile de eficiență energetică, sporește utilizarea energiei regenerabile și se străduiește să obțină cel mai devreme neutralitatea carbonului.

Pe măsură ce tehnologiile de răcire cu lichid se maturizează, diferite metode de răcire cu lichid, cum ar fi răcirea prin imersie, răcirea cu lichid pe placă rece și răcirea cu lichid prin pulverizare sunt din ce în ce mai aplicate în centrele de date. Dincolo de răcirea lichidă, metodele de răcire a centrelor de date s-au diversificat în ultimii ani. Metodele emergente de răcire, cum ar fi răcirea indirectă prin evaporare și răcitoarele cu levitație magnetică oferă noi opțiuni. Combinația de mai multe metode de răcire a devenit comună în centrele de date.

Eficiența surselor de alimentare neîntreruptibilă (UPS) a devenit, de asemenea, o piață semnificativă pentru furnizorii de distribuție a energiei din centrele de date. UPS-ul de înaltă eficiență, cu o eficiență care depășește 97%, este considerat standard. UPS-ul modular la rate scăzute de sarcină a depășit alimentarea cu curent continuu de înaltă tensiune în ceea ce privește eficiența centrului de date, indicând potențialul ca UPS-ul de înaltă frecvență să devină una dintre soluțiile optime pentru eficiența energetică în distribuția de energie a centrului de date.

În același timp, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, sursa de alimentare neîntreruptibilă (UPS) a devenit, de asemenea, o piață semnificativă în care concurează furnizorii de distribuție a energiei din centrele de date. Principalii jucători interni și internaționali din industria distribuției de energie, precum Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, au modele de produse corespunzătoare în acest domeniu. Obținerea unei eficiențe care depășește 97% este acum considerată o „operație de bază” în industria UPS-urilor de ultimă generație. Este de remarcat faptul că, la rate de încărcare scăzute, eficiența centrului de date folosind UPS modular a depășit-o pe cea a sursei de alimentare cu curent continuu de înaltă tensiune. În opinia autorului, având în vedere tendințele de dezvoltare tehnologică, UPS-urile de înaltă frecvență este probabil să devină una dintre soluțiile optime pentru reducerea consumului de energie și creșterea eficienței în distribuția energiei în centrele de date.

În timpul funcționării centrelor de date, echipamentele IT generează o cantitate semnificativă de căldură în exces. Utilizarea tehnologiei pompei de căldură pentru a recupera și reutiliza acest exces de căldură a găsit multe aplicații în centrele de date, cu un viitor promițător. Estimările aproximative indică faptul că excesul de căldură recuperabil total în centrele de date din regiunea de nord a Chinei este de aproximativ 10 GW, teoretic susținând încălzirea pentru aproximativ 300 de milioane de metri pătrați de clădiri. Numeroase centre de date din China, inclusiv Centrul de date Qindao Lake al Alibaba, Centrul de date Tianjin al Tencent, Chongqing Cloud Computing Base de la China Telecom, Beijing Data Center 3 de la Wanguo Data și Wulanchabu Cloud Computing Center de la UCloud, au implementat deja tehnologia de recuperare a căldurii, oferind încălzire ambelor. zonele interne și din jur ale centrelor de date.

După cum am menționat mai devreme, răcirea centrului de date reprezintă peste 20% din consumul total de energie. Implementarea centrelor de date sub apă, folosind temperatura apei de mare pentru a disipa căldura generată de centrul de date, ar putea reduce semnificativ consumul de energie, contribuind la optimizarea diverșilor indicatori în operațiunile centrului de date.

În China, HIGHLANDER a fost primul care a introdus conceptul de centre de date subacvatice (UDC) și a identificat trei avantaje majore ale centrelor de date subacvatice:

În primul rând, UDC, fiind situat sub apă și umplut cu gaz inert, elimină riscul de incendiu.

În al doilea rând, UDC rămâne discret în locația sa subacvatică, ceea ce face imposibilă localizarea externă precisă.

În al treilea rând, monitorizarea continuă pe 24-oră a UDC ajută la prevenirea eficientă a eventualelor daune și infiltrarea centrului de date.

Centrele de date subacvatice au avantaje unice atât în ​​ceea ce privește conservarea energiei, cât și siguranța. Cu toate acestea, ele sunt influențate semnificativ de factori geografici, necesitând apropierea de mare pentru construcție. În starea actuală a infrastructurii de rețea, autorul consideră că centrele de date subacvatice sunt potrivite în primul rând pentru calcularea datelor calde, stocarea datelor calde-reci și pentru a servi utilizatorilor cu cerințe de latență scăzută, cum ar fi cei implicați în învățarea automată și redarea video, în special în orașele de coastă.

Pe scurt, pentru a reduce impactul centrelor de date asupra mediului, este necesar un plan divers. Folosirea echipamentelor eficiente din punct de vedere energetic, a surselor de energie regenerabilă și îmbunătățirea modului în care sunt utilizate resursele sunt strategii cruciale. Prin aplicarea acestor soluții, centrele de date pot reduce considerabil consumul de energie, pot îmbunătăți modul în care funcționează și pot demonstra că sunt dedicate durabilității. Pe măsură ce atenția asupra responsabilității față de mediu și cheltuielile cu energia cresc, reducerea impactului asupra mediului al centrelor de date nu mai este o alegere, ci o necesitate. Prin adoptarea unei abordări atotcuprinzătoare a durabilității, centrele de date pot obține avantaje economice și de mediu, servind drept model pentru alte industrii.