Cân bằng năng lượng và nước trong các trung tâm dữ liệu

Như chúng ta đã đánh dấu gần đây Ngày nước thế giới – Theo chủ đề ‘bảo tồn sông băng’ – nó đóng vai trò như một lời nhắc nhở kịp thời rằng tất cả chúng ta đều có vai trò trong việc giải quyết biến đổi khí hậu và căng thẳng nước.

Nhưng căng thẳng nước vượt xa sông băng của chúng ta. Dân số ngày càng tăng, ô nhiễm và biến đổi khí hậu đang khuếch đại các thách thức nước toàn cầu và tác động của chúng ngày càng rõ ràng trong các ngành công nghiệp thường không liên quan đến tài nguyên thiên nhiên. Một ngành như vậy là cơ sở hạ tầng kỹ thuật số.

Trong hai thập kỷ qua, các trung tâm dữ liệu đã lặng lẽ trở thành trụ cột của xã hội hiện đại. Từ việc cho phép các cuộc hẹn telehealth và phát trực tuyến nội dung yêu thích của chúng tôi, đến việc tổ chức các hoạt động kỹ thuật số của nền kinh tế toàn cầu, chúng tôi đã phát triển phụ thuộc vào các cơ sở thường xuyên này.

Để đáp ứng tốt nhất nhu cầu của xã hội và các mục tiêu khí hậu tập thể của chúng tôi, các công ty cơ sở hạ tầng kỹ thuật số như Equinix phải cân bằng sự đánh đổi giữa tài nguyên năng lượng và nước cần thiết để vận hành các trung tâm dữ liệu.

Tại Equinix, chúng tôi đã làm việc chủ động để giải quyết thách thức của quản lý tài nguyên có trách nhiệm. Cân bằng việc sử dụng tài nguyên năng lượng và nước của chúng tôi là điều cần thiết để đưa tính bền vững vào nền kinh tế kỹ thuật số.

Tại sao các trung tâm dữ liệu sử dụng nước?

Trung tâm dữ liệu tạo ra rất nhiều nhiệt. Với các hàng trên các hàng máy chủ chạy 24/7, các hệ thống làm mát hiệu quả là rất cần thiết để ngăn chặn quá tải quá mức và có khả năng thảm khốc.

Tóm lại, máy chủ tạo ra nhiệt; Nhiệt đó sau đó được chuyển từ phòng máy chủ sang hệ thống làm mát cấp tòa nhà thông qua bộ trao đổi nhiệt. Hệ thống làm mát cấp tòa nhà sau đó loại bỏ nhiệt khỏi tòa nhà bằng cách từ chối nó ra không khí bên ngoài.

Một trong những phương pháp làm mát tiết kiệm năng lượng nhất là làm mát bay hơi, tận dụng quá trình bay hơi tự nhiên để loại bỏ nhiệt và duy trì nhiệt độ an toàn. Tuy nhiên, phương pháp này cũng tiêu thụ nước, có thể làm căng tài nguyên ở các khu vực đã bị căng thẳng nước.

Cân bằng năng lượng và tiêu thụ nước thể hiện sự đánh đổi cơ bản: Trong khi làm mát bay hơi có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng và dấu chân carbon liên quan, nó phải chịu chi phí sử dụng nước. Mặt khác, các phương pháp làm mát không khí không sử dụng nước, nhưng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn là làm mát bay hơi.

Hệ thống làm mát trung tâm dữ liệu. Hình ảnh được cung cấp.

Sử dụng nước có trách nhiệm

Tại Equinix, chúng tôi coi vai trò người quản lý môi trường của chúng tôi một cách nghiêm túc. Chúng tôi đã phát triển một chiến lược bền vững toàn cầu nhằm đưa ra quyết định có ý thức nước vào mọi giai đoạn của vòng đời của trung tâm dữ liệu, từ lựa chọn trang web đến hoạt động.

Một số sáng kiến ​​chính của chúng tôi bao gồm:

• Tính minh bạch và báo cáo: Vào năm 2024, Equinix đã đạt được số điểm B trong bảng câu hỏi nước của CDP (trước đây là dự án công bố carbon), phản ánh cam kết của công ty về tính minh bạch bằng cách theo dõi và báo cáo công khai sử dụng nước trên các trang web của chúng tôi.
• Tiêu chuẩn và số liệu trong ngành: Equinix đã góp phần phát triển các tiêu chuẩn hiệu quả nước chính, bao gồm số liệu hiệu quả sử dụng nước ISO/IEC 30134-9 (WUE). Số liệu này giúp chúng tôi và các nhà khai thác khác đo lường hiệu quả nước trong các hệ thống làm mát trong khi cân bằng nó chống lại hiệu quả sử dụng năng lượng (PUE), theo dõi hiệu quả năng lượng.

Thiết kế có khí hậu

Với mạng lưới gồm hơn 260 trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới, không có hai khu vực nào phải đối mặt với các thách thức tiếp cận nước giống nhau. Như vậy, Equinix đánh giá các vị trí trung tâm dữ liệu mới một cách có phương pháp, đảm bảo ứng suất nước là một xem xét chính trong quá trình lựa chọn trang web.

Ví dụ:

• Trong các khu vực bị căng thẳng như các bộ phận của Tây Ban Nha, Equinix đã chọn các hệ thống làm mát dựa trên không khí hoặc máy làm lạnh, có ý thức tránh làm mát bay hơi để tránh căng thẳng cho nguồn cung cấp địa phương.
• Khi điều kiện khí hậu cho phép, công ty tìm cách khai thác làm mát miễn phí, tận dụng không khí làm mát tự nhiên bên ngoài để hỗ trợ nhu cầu làm mát của chúng tôi, từ đó giảm sự phụ thuộc vào các hệ thống làm mát cơ học khi điều kiện cho phép.
• Tại các địa điểm như Amsterdam và Toronto, chúng tôi tận dụng các cơ hội địa nhiệt độc đáo như nước lạnh Deep Cold Lake và Aquafer Năng lượng nhiệt để giảm tác động môi trường của chúng tôi.
  

Không giống như năng lượng, sử dụng nước để làm mát trung tâm dữ liệu là một lựa chọn, không phải là một yêu cầu. Mặc dù tất cả các trung tâm dữ liệu đòi hỏi năng lượng, quyết định sử dụng nước hay không là quyết định mà chúng tôi đưa ra một cách có chủ ý dựa trên khí hậu địa phương và tính bền vững lâu dài của các nguồn nước có sẵn.

Công nghệ làm mát sáng tạo

Nhìn về phía trước, sự đổi mới sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa các thách thức kép trong việc tối ưu hóa năng lượng và sử dụng nước.

Một khía cạnh của sự đổi mới là đánh giá các nguồn nước thay thế để giảm nhu cầu của trung tâm dữ liệu đối với nước uống – nghĩa là nước có thể được sử dụng cho con người. Tận dụng các nguồn nước thay thế như nước khai hoang và nước khử muối có thể giúp ích cho điều đó, nơi có cơ hội tồn tại. Vào năm 2023, 25% nước được sử dụng trong các hệ thống làm mát bay hơi của Equinix đến từ các nguồn nước không thể có được, hầu hết trong số đó là nước khai hoang.

Một trong những giải pháp làm mát máy chủ hứa hẹn nhất là làm mát chất lỏng vòng kín. Không giống như làm mát bay hơi truyền thống, các hệ thống này lưu thông hỗn hợp chất lỏng (bao gồm cả nước) thông qua cơ chế kín, tránh mất nước thông qua bay hơi.

Cách tiếp cận này tăng cường hiệu quả làm mát, làm cho nó đặc biệt phù hợp với khối lượng công việc hiệu suất cao, chẳng hạn như các hoạt động được tạo ra bởi công nghệ học máy và AI.

Hiện tại, hơn 100 trung tâm dữ liệu của chúng tôi đang khám phá các giải pháp này, với một số áp dụng làm mát chất lỏng ‘trực tiếp đến chip’ để cải thiện nhiệt độ của bộ xử lý trong khi giảm thiểu mức tiêu thụ tài nguyên tổng thể.

Tại sao điều này quan trọng

Các cổ phần cho việc sử dụng nước có trách nhiệm trong ngành công nghệ vượt ra ngoài quang học hoặc tuân thủ quy định.

Nước là một nguồn tài nguyên hữu hạn và vô giá, cần thiết cho các cộng đồng, hệ sinh thái và các ngành công nghiệp. Tính khả dụng của nó quyết định sức khỏe và khả năng phục hồi của hàng triệu người, trong khi duy trì các quá trình tự nhiên mà hành tinh của chúng ta dựa trên.

Đồng thời, cơ sở hạ tầng kỹ thuật số là không thể thiếu đối với cuộc sống hiện đại. Từ sự mở rộng nhanh chóng của AI đến sự phụ thuộc hàng ngày vào các nền tảng đám mây, chúng tôi không thể đủ khả năng không hiệu quả trong các hoạt động của trung tâm dữ liệu. Dù muốn hay không, thế giới kỹ thuật số và tự nhiên được liên kết sâu sắc.

Điều này mang đến một cơ hội, và một trách nhiệm, đối với ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu để chứng minh rằng tiến trình kỹ thuật số và tính bền vững môi trường có thể cùng tồn tại một cách hài hòa.

Một tương lai kỹ thuật số bền vững

Tại Equinix, chúng tôi đã rút khoảng 6000 megalitres nước trên toàn cầu vào năm 2023, tương đương với việc sử dụng hàng năm của 33.900 ngôi nhà AU. Trong khi tổng số này có vẻ đáng kể, các vấn đề bối cảnh.

Chỉ có 40% trung tâm dữ liệu của chúng tôi dựa vào việc làm mát bay hơi và gần 25% nước chúng tôi đã rút để làm mát vào năm 2023 đến từ các nguồn không thể lấy được.

Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng luôn có chỗ để cải thiện thông qua việc nhúng các giải pháp làm mát, hợp tác theo các tiêu chuẩn toàn ngành và liên tục tiết lộ số liệu của chúng tôi.

Chúng tôi cam kết nâng cao hiệu quả tài nguyên trong khi duy trì hiệu suất mạnh mẽ.

Cân bằng việc sử dụng nước với hiệu quả năng lượng không chỉ là một thách thức hoạt động; Đó là một mệnh lệnh đạo đức. Với sự giám sát của các bên liên quan ngày càng tăng, cam kết này sẽ chỉ trở nên quan trọng hơn trong những năm tới.

Như Ngày Nước Thế giới nhắc nhở chúng ta, nước là một nguồn tài nguyên duy trì hệ sinh thái, nền kinh tế và toàn bộ cộng đồng. Giống như chúng ta dựa vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật số để cung cấp năng lượng cho thế giới của chúng ta, chúng ta cũng phải đảm bảo rằng các hoạt động của chúng ta hỗ trợ sự cân bằng lành mạnh trên nhiều tài nguyên quý giá nhất của hành tinh.

Tại Equinix, chúng tôi tin rằng công nghệ và tính bền vững đi đôi với nhau. Bằng cách thực hiện hành động táo bạo ngày hôm nay, chúng tôi không chỉ đảm bảo khả năng phục hồi của nền kinh tế kỹ thuật số, mà còn giúp bảo tồn nguồn cung cấp nước của thế giới cho các thế hệ sau.

Bởi vì khi nói đến việc bảo vệ tương lai, cho dù trong các trung tâm dữ liệu hoặc hệ sinh thái tự nhiên, mỗi kilowatt và mỗi giọt nước đều có giá trị.

Tín dụng hình ảnh hàng đầu: istock.com/gorodenkoff