Само един център за данни на Facebook ще осигурява парното на 12 000 семейства в Дания
Замисляли ли сте се колко много отпадъчна топлина генерират центровете за данни и суперкомпютрите, докато работят? Отговорът е - много! Толкова много, че тази топлина може да се използва за отопление през зимата.
Търсене в интернет, работа home office, конферентни разговори и онлайн обучения, споделяне на файлове чрез т. нар. облачни услуги, електронни преводи, активност в социалните мрежи, онлайн пазаруване, използване на изкуствен интелект за управляване на автономни устройства или разпознаване на лица, добиване на криптовалута - всичко, което все повече и по-често правим в мрежата, изисква поддържането на гигантски сървъри, които съхраняват, обработват и изпращат данни от и до потребителите.
За всеки бит данни, който “пътува” по мрежата, се предават още пет бита между центровете, където се намират данните, обобщава доклад на Международната агенция по енергетика, публикуван през ноември 2021 г.
В света има близо 7,5 млн. центъра за данни. Най-много са в САЩ - около 3000. Следват Обединеното кралство и Германия с по около 500, след тях са Китай, Нидерландия, Австралия, Канада, Франция и Япония. Някои от най-големите центрове са с размерите на стадиони и имат хиляди сървъри, които работят 24 часа в денонощието 7 дни в седмицата.
Тъй като хората, които използват онлайн услуги, стават все повече, центровете за съхраняване и обработка на данни растат с невиждано досега темпо. Топлината, която бълват - също. Но вместо да се употребява, много често отива на вятъра.
Идеята топлината от мощните суперкомпютри да се използва ефективно не е нова. Нов е само един от последните ѝ адреси - малкото градче Девън във Великобритания.
Тъкмо там Марк Бьорнсгаард, основател на стартиращата компания DeepGreen,
използва “отпадъчната” топлина от център за данни, за да захранва обществения плувен басейн
Принципът е прост - маслената “вана” около компютрите улавя топлината от машините и след като тя се изпомпа в топлообменник, може да се използва за отоплениe. В случая с местния басейн температурата на водата може да стигне до около 30 °C, пресмята Марк. Така “отпадъчната” топлина спестява хиляди паунди за отопление. Предприемачът се хвали пред Би Би Си, че вече има заявки да отоплява още 7 басейна в Англия.
Най-доволен от стартъпа на Бьорнсгаард е шефът на басейна Шон Дей. Тъй като очаква сметките за енергия на плувното съоръжение да достигнат 100 000 долара годишно, партньорството с DeepGreen ще му позволи да намали астрономическите разходи. Това ще помогне басейнът да не бъде закрит, както се случи на други 65, които бяха затворени през 2019 г. заради непосилни разходи.
Басейнът, управляван от Дей, не е единствен, който се задъхва от високите разходи. През 2022 г. повечето бизнеси в Обединеното кралство са платили сметки с до 200% по-високи в сравнение с 2019 г.На фона на тези огромни разходи за енергия всяко иновативно предложение е добре дошло, казва Джейн Никерсън от британската плувна асоциация.
Бумът на центровете, които съхраняват и предават данни, ги превърна в едни от най-големите консуматори на електричество в световен мащаб в последните години. Според някои изчисления
те гълтат между 1 и 2% от световното потребление на ток
Процентът е по-висок в Европа - около 3%.
Фактът, че центровете генерират много топлина, не е тайна за никого. Макар че тя може да бъде пренасочена за ползване в домовете и бизнеса, това се прави рядко, защото горещият въздух, отделян от компютрите, невинаги е с достатъчно висока температура, за да обслужва цяла отоплителна система. И понеже жилищните сгради и офисите се нуждаят от топлина само през зимата, доскоро изглеждаше приемливо да се затоплят по друг начин, а топлината от компютрите не приличаше на безценен ресурс.
Нещата обаче се променят. Центровете на данни вече не са това, което бяха. Те стават все по-големи и все по-много. Харчат все повече енергия и оставят все по-тежък отпечатък върху климата. Дали ще се забавлявате с игри в мрежата, ще гледате клипове или ще туитвате, резултатът е един и същ - задвижва се дълга енергийна верига, която започва от центровете, където се съхраняват данните, и стига до замърсяване на природата. А може да бъде по друг начин - излишната топлина да се преразпределя към местните енергийни системи.
Затова законотворците в Европа започват да настояват за повторно използване на “отпадъчната” топлина, генерирана от центровете. През септември 2022 г. Европейският парламент прие две нови директиви - за енергийна ефективност и за възобновяема енергия. Ако те получат зелена светлина, държавите членки ще трябва да хармонизират своите местни законодателства. Това на практика означава, че центрове за данни с обща входяща енергия над 1 мегават ще
трябва да оползотворят излишната топлина и да я използват за отопление или охлаждане,
освен ако не докажат, че това не е технически или икономически осъществимо.
Натискът върху технологичните гиганти да управляват по-ефективно топлината, бълвана от техните центрове за данни, вече дава резултати. Amazon, Apple и Microsoft започнаха да обявяват планове за свързване на гигантските сървъри към системи за централно отопление в Ирландия, Дания и Финландия. Подобни дискусии се провеждат в Уругвай с център за данни на Google.
Най-гъвкави, изглежда, са в Дания. За да насърчат оползотворяването на отпадната топлина, от 1 януари 2022 г. там премахнаха данъка, който се налагаше върху нея, ако компанията, която я генерира, докаже със сертификат от Датската енергийна агенция, че я оползотворява.
Използването на излишната топлина започна да се изплаща повече от всякога. Първите резултати са налице. С амбицията да спре постепенно своята въглищна централа, третата по големина компания за централно отопление в Дания - Fjernvarme Fyn, създаде най-голямата термопомпена инсталация в страната, с която “възражда” около 175 000 мегаватчаса енергия от хипермащабния център за данни на Meta (Facebook) край датския град Оденсе и преразпределя излишната топлина към топлофикационната мрежа на града.
Проектът предвижда през 2023 г. да бъде осигурена топлина на повече от 12 000 домакинства. Така ще се намали зависимостта на града от въглища и ще бъде крачка напред към целта на топлофикационната компания да мине на 100% възобновяема енергия до 2030 г.
Всичко това става възможно благодарение на новаторска технология - надземни и подземни тръби пренасят излишната топлина от топлообменниците в центъра за данни към съседната термопомпена инсталация. Тук големи термопомпи с амоняк, задвижвани с електричество, повишават температурата до 70-75°C, каквато е подходяща за градската топлофикационна мрежа.
Тази термопомпена инсталация е най-голямата до момента в Дания и най-голямата за хипермащабни центрове за данни в света.
Пак в Дания служители на технологичния гигант Apple поискаха от компанията да свърже своя център за данни във Виборг с площ от около 45 дка към местната топлопреносна мрежа. Миналата година компанията обяви, че ще го направи, за да използва излишната топлинна енергия. Центърът се захранва от най-големите в света наземни вятърни турбини, но излишната енергия се връща обратно в електрическата мрежа на Дания.
Alphabet също обяви, че търси възможности да използва излишната топлина от своя център за данни. Засега това все още е доброволно, но темата се държи под око от политиците и техните избиратели. Голямата цел е да стане по-лесно и по-евтино, а значи - и по-мотивиращо,центровете за данни да доставят топлина в топлофикационни мрежи.
Според проучване 63% от центровете за данни в Дания планират да използват излишната си топлина в близко бъдеще. За да ги стимулира, правителството обмисля облекчаване на правилата за сертифициране.
И Норвегия не остава по-назад. През 2021 г. бе предложено всеки нов център за данни с капацитет над 2 мегавата да представя оценка на потенциала за използване на излишната топлина. Това все още не е задължително, но се работи в тази посока. Правителството създаде карта с 3 важни компонента - местата, от които идва централното отопление, местоположението на центровете за данни и националното търсене на топлинна енергия, за да помогне центровете за данни да изберат места, където оползотворяването на тяхната отпадъчна топлината ще е най-необходимо.
Появи се и първи проект - центърът за данни Green Mountain и операторът на най-голямата ферма за пъстърва в света Hima Seafood сключиха споразумение, че
фермата ще използва излишната топлина от центъра
Конструкцията трябва да започне да функционира още тази година. Hima Seafood се надява да направи огромни икономии на разходи, а Green Mountain - да намали т. нар. екологичен отпечатък.
Нидерландия, известна като една от четирите спестовни нации в Европа, също се възползва с пълна сила от центровете за данни, които успява да привлече като магнит. След обществено неодобрение в Амстердам и Харлем през 2019 г. бе обявено едногодишно ембарго за построяване на нови центрове за данни, докато не бъдат предложени подходящи и привлекателни решения. Няколко години по-късно те са факт - едно от нещата, които центровете за данни в страната са задължени да правят, преди да бъдат изградени, е да проучат възможностите за използване на излишната топлина за отопление на близки домове.
В началото на 2022 г. нидерландското правителство обяви, че ще спре хипермащабните центрове за данни, докато не разработи нови правила за по-строг национален контрол и стриктно лицензиране. Междувременно центърът за данни Aalsmeer на юг от Амстердам вече използва отпадната топлината и я доставя на местни клиенти, включително на един плувен басейн и училище.
И Германия се включи в играта С проекта на закон за повишаване на енергийната ефективност, подобряване на защитата на климата и прилагане на законодателството на ЕС от октомври 2022 г. германското правителство задължава центровете за данни да отговарят на строги изисквания за потребление на енергия и повторното й използване.
Според закона 30% от излишната топлина на центрове за данни, които започват работа от януари 2025 г., и 40% за тези, които стартират от януари 2027 г., трябва да се използва повторно. Тъй като проектът получи значителни критики от индустриални групи, все пак не е сигурно дали и кога ще влезе в сила.
Но и без него вече има добри примери. Във Франкфурт - един от най-големите хъбове на центрове за данни в Германия, през 2021 г. стартира пилотен проект за оползотворяване на
отпадна топлина, с която се захранват 1300 апартамента
И други центрове за данни в района на Франкфурт изразиха намерение да проучат възможности за използване на такава технология.
По всичко личи, че доброволните досега инициативи скоро може да станат задължителни. Вече съществува Пакт за климатична неутралност на центровете за данни - инициатива за саморегулиране в рамките на ЕС, която задължава всеки център, сложил подписа си под документа, да стане климатично неутрален до 2030 г. Амбицията е това да се превърне в задължение за всички центрове за данни на територията на ЕС.
Повторното използване на отпадната топлина е посочено като един от петте фактора за постигане на климатична неутралност. До момента пактът е подписан от повече от 100 организации, сред които оператори, центрове за данни и асоциации, които представляват повече от 90% от индустрията в Европа.
Един от фокусите е т.нар. кръгова енергийна система - Circular Energy System. Тя препоръчва на операторите на центрове за данни да проучат възможностите, които се крият в свързването с топлофикационни мрежи, за да видят дали това е практично, екологосъобразно и рентабилно.
Друга доброволна инициатива - поне засега, е Кодексът за поведение на центровете за данни. Тя е създадена като реакция на нарастващото потребление на енергия в тях. Кодексът определя амбициозни стандарти за своите 153 участници и се управлява от Съвместен изследователски център в рамките на департамента по наука и знания на Европейската комисия.
Целта на кодекса е да накара собствениците и операторите на центрове за данни да намалят потреблението на енергия. Всеки участник подписва формуляр, в който се ангажира да идентифицира възможностите за пестене чрез енергийно измерване и одит, както и да изготви и представи план за действие за спестявания.
В кодекса има раздел, който се фокусира специално върху повторното използване на освободената топлина. Собствениците на центрове за данни се окуражават, ако температурата е твърде ниска, да инсталират термопомпи за необходимото повишаване. Това се очаква да направи всеки новоизграден или преоборудван център за данни.
Ясно е, че освободената топлина от тях има огромен потенциал. Вероятно няма да е толкова далеч времето, когато, за да работи един център за данни, ще му бъде искан лиценз, който освен покриване на регулациите и стандартите в индустрията ще изисква оползотворяване на излишната енергия.
-8 °
3 °
