Mikä on WUE-mittarien merkitys palvelinkeskuksissa?

Datakeskusten määrän kasvaessa sähkön kysyntä kasvaa. IT-laitteet kuluttavat paljon sähköä, mikä voi tuottaa liikaa lämpöä. Monet palvelinkeskukset käyttävät ensisijaisesti vettä infrastruktuurinsa jäähdyttämiseen. Vettä pidetään yleisesti runsaampana ja kustannustehokkaampana kuin sähkö. Green Grid loi vuonna 2011 WUE-mittarin (water usage effektus) mittaamaan palvelinkeskusten kestävyyttä vedenkäytön ja sen suhteen energiankulutukseen.

Ymmärtääkseen ympäristövaikutuksia palvelinkeskusten operaattorit ottavat PUE:t erittäin vakavasti. Koska PUE:n laskemiseen ei liity vedenkulutusta, jäähdytystaakan siirtäminen sähköstä veteen voi parantaa PUE:ta. Vaikka tämä tarjoaa palvelinkeskuksille tavan vähentää energiankulutusta, ympäristövaikutusten vähentäminen on edelleen vaikeaa. Monet hyperscale-palvelinkeskusten palvelimet vaativat suurempaa jäähdytyskapasiteettia, mikä kuormittaa valtavasti paikallisia vesivaroja. Koska palvelinkeskukset sijaitsevat usein alueilla, joilla vesipula on todennäköisesti tulevaisuudessa, WUE:sta tulee keskeinen mittari. Yhdessä PUE:n kanssa WUE voi tarjota kattavan yleiskatsauksen laitoksen tehokkuudesta.

WUE:n laskemiseksi kaava on seuraava:

Vesijäähdytteisillä ilmastointijärjestelmillä varustetuissa konesaleissa vedenkulutus sisältää pääasiassa jäähdytysveden haihdutuksen, jäähdytysveden poiston, IT-huoneiden kostutusveden, laitteiden pehmennysveden, laitteiden huoltoveden sekä jäähdytysjärjestelmän käyttö- ja huoltoveden.

Alempi WUE tarkoittaa tehokkaampaa veden käyttöä palvelinkeskuksessa. Veden haihdutusjäähdytysjärjestelmä jäähdytysjärjestelmässä voi alentaa PUE-arvoa, mutta se johtaa myös vedenkulutuksen kasvuun, ja PUE:n ja WUE:n välillä on tietty negatiivinen korrelaatio.

Arvioiden mukaan konesaliteollisuuden osuus maailman sähkönkulutuksesta on 1 % (Jones 2018). Palvelinkeskukset käyttävät keskimäärin 1,8 litraa makeaa vettä jokaista kulutettua IT-tehoa kohden (Shepherd et al., 2016,28). Vertailun vuoksi: Yhdysvalloissa 1 kWh sähkön tuottamiseen kuluu 57 litraa vettä (Dieter ym. 2018,42). Perinteisesti SDGS on keskittynyt energiaan veteen, mutta tämä suuntaus on muuttumassa.

Kestävimmän konesalin jäähdytysratkaisun saavuttaminen edellyttää sähkön ja veden käytön tasapainottamista. Jäähdytystekniikka, joka ei käytä vettä lainkaan (WUE 0), maksaa sähkönkulutuksen, eikä se siksi ole kestävin ratkaisu. Teknologian kehittyessä kestävimpiä ratkaisuja ovat ne, jotka perustuvat kokonaisenergiatehokkuuteen, vesihuoltoon ja kokonaisomistuskustannuksiin. Esimerkiksi, jos vettä käsitellään hapolla, kuten rikkihapolla, suolahapolla tai askorbiinihapolla, muiden vedenkäsittelylaitteiden sijaan, vettä voidaan käyttää uudelleen useita kertoja, mikä vähentää tarvittavan lisäveden määrää.

"On tärkeämpää ottaa huomioon käytettävän veden laatu. Soveltuuko käsitelty jätevesi palvelinkeskuksiin jäähdyttämään ja huuhtelemaan wc:tä tai kastelemaan nurmikot? Meillä on kertaluonteinen vesiinfrastruktuurimalli, joka käsittelee veden laadukkaimmin ja sitten käyttää tätä vettä tarkoituksiin, jotka eivät vaadi juomavettä, kuten datakeskusten jäähdytykseen." "Sanoi Dr. Newsha K. Ajami, strategia- ja kehitysjohtaja Berkeley Lab Earth and Environmental Sciences Areasta.

Suuret nimet, kuten Microsoft ja Google, yrittävät nyt tasoittaa tietä datakeskusteollisuudelle siirtyä kohti uusiutuvaa energiaa ja kestävämpiä työskentelytapoja. Google on sitoutunut käyttämään makean veden vaihtoehtoja aina kun mahdollista, olipa kyseessä sitten jätevesi, teollisuusvesi tai merivesi. Tähän mennessä yli 25 prosenttia yrityksen palvelinkeskusten kampuksista käyttää kierrätettyä tai juomakelvotonta vettä.

Microsoftin pilvitoimintojen ja innovaatioiden varatoimitusjohtaja Noel Walsh kirjoitti viime vuonna blogissaan, kuinka yritys etsii tällä hetkellä luovia ja innovatiivisia ratkaisuja datakeskustoimintoihin, jotka auttavat saavuttamaan kestävän kehityksen tavoitteensa. Nyt on sitouduttu vähentämään konesalien veden käyttöä 95 % vuoteen 2024 mennessä, mikä tarkoittaa, että kaikki liiketoiminnan osa-alueet on tarkistettava vedenkäytön vähentämiseksi ja poistamiseksi. Esimerkiksi konesalien lämpötilanhallintaan on nyt otettu uusi lähestymistapa, joka auttaa säästämään noin 5,7 miljardia litraa tallennustilaa vuodessa. Lisäksi tutkitaan nesteupotusjäähdytystä vedettömän jäähdytyksen tulevaisuuden saavuttamiseksi.

Ilmastonmuutoksen ja maapallon väestönkasvun vuoksi makean veden niukkuus vähenee tulevaisuudessa. Nykyään rakennetut datakeskukset toimivat edelleen 30 vuoden kuluttua. Palvelinkeskusten operaattoreiden on kehitettävä valmiussuunnitelmia ymmärtääkseen, kuinka toimintaa voidaan ylläpitää ilman veteen turvautumista. Monet konesaliyritykset ovat tehneet erinomaista työtä parantaakseen kestäviä käytäntöjä itseensä ja koko toimialaan. Mutta heidän on katsottava pidempään haasteisiin, joita teollisuus ja maailma kohtaavat tulevina vuosina.