評估數據中心對環境的影響

近年來，數據中心面臨着對環境影響的審查。評估其影響，以找到減少環境破壞的方法。

在國際能源署和聯合國等組織的壓力下，許多人認爲數據中心可以通過採取行動減少環境影響來發揮作用。

全球範圍內的數據中心使用了大量的能源和資源來驅動耗電的服務器，但與此同時，全球對數據中心服務的需求持續上升。這是當今整個行業正在進行的討論，無論是在高管層還是在數據中心層。但是，爲了進行有效的對話，從而實現更好的數據中心可持續性，請考慮數據中心如何使用資源以及如何影響環境。

數據中心對環境的影響

數據中心所面臨的環境問題的嚴重性體現在各個領域。

1、能源使用

從服務器、存儲和網絡設備到支持這些設備的基礎設施，數據中心消耗大量的能源和電力。服務器需要大量的能量來運行。

許多數據中心擁有數以萬計的服務器和IT設備，所有這些都需要電力來運行和處理數據密集型工作負載。根據美國能源署的數據，數據中心是能源最密集的建築之一，每層空間消耗的能源是典型商業辦公樓的50倍。

根據國際能源署(IEA)的數據，數據中心的用電量佔全球用電量的1%-1.5%。2021年全球數據中心用電量爲220-320太瓦時，約佔全球最終電力需求的0.9%-1.3%。與2015年相比，數據中心的能源使用增長了10%-60%。

也就是說，當數據中心的工作負載在同一時間段增加了160%時，這一增長並不可怕。這在很大程度上要歸功於能源效率和電力使用效率(PUE)的提高，這有助於數據中心跟上不斷增長的需求，同時減輕對環境的影響。

然而，國際能源署表示，這些努力還不夠。數據中心和數據傳輸網絡佔能源相關溫室氣體(GHG)排放量的近1%，這些溫室氣體導致全球氣溫上升和氣候變化。爲了在2050年實現淨零排放，到2030年必須將排放量減少一半。

2、水消耗

數據中心用水的主要方式是直接通過冷卻過程來防止服務器過熱，間接通過發電。

典型的冷卻系統包括各種設備，從冷卻塔和冷卻機到管道和空調，目的是維持溫度。大多數設備使用蒸發冷卻，將數據中心內的熱量轉移並釋放到外部環境中，並冷卻進入的新空氣。加溼器也可以用來保持適當的溼度水平，這一過程通常利用電來使水蒸發。

據Google稱，Google數據中心平均每天消耗大約45萬加侖的水，大約相當於一次灌溉17英畝草坪的水量。這是中間的頻譜。整個範圍包括每天可能使用大約10,000-15,000加侖的小型數據中心，以及每天可能消耗數百萬加侖的超大規模數據中心。

此外，數據中心往往建設在幹旱地區。例如，NBC新聞報道了Apple於2021年被批准在亞利桑那州建立一個數據中心。這個數據中心每天需要125萬加侖的水來防止服務器過熱。

數據中心正在尋找水源的地方，這也是一個有爭議的領域。許多人從飲用水來源取水——由自來水企業維護的飲用水。例如，Google僅在25%的數據中心園區使用非飲用水。盡可能使用淡水的替代品，如再生水或循環水，特別是在缺水和幹旱地區。

3、電子和有毒廢物

根據聯合國的規定，不正確處置的電氣和電子設備被稱爲電子廢物或電子垃圾。這種廢物流可直接影響外部因素，如資源消耗、溫室氣體排放和有毒物質的排放。

聯合國表示，在2019年，全球產生了53.6公噸的電子垃圾。自2014年以來，全球產生的電子垃圾增加了920萬噸，預計到2030年將增長到7470萬噸，僅在16年內就幾乎翻了一番。大約8%的電子垃圾最終被填埋或焚燒。電子垃圾可能含有有毒的添加劑和有害物質。在沒有適當電子廢物管理基礎設施的中低收入國家，電子廢物通常難以安全管理和減少。

電子垃圾管理不當也會導致全球變暖。例如，在一些溫度交換設備中發現的制冷劑是溫室氣體。2019年，不當丟棄的空調共向大氣中釋放了9800萬噸二氧化碳當量。這相當於全球能源相關排放的約0.3%。由於數據中心可以容納數以萬計的IT設備，其爲如何重用、翻新和回收過時或損壞的設備樹立了榜樣。

4、土地使用

數據中心的建設地點和建設方式會對環境產生影響。小型的數據中心可能佔用10萬平方英尺，但大型的數據中心可能需要數百萬平方英尺。這是需要大量清理的土地，這可能會摧毀一個地區的生物多樣性，並產生其他意想不到的廣泛影響。

以數據中心提案爲例，該提案名爲弗吉尼亞州威廉王子縣的威廉王子數字網關。建立數據中心需要重新規劃2100英畝的土地。據《海灣日報》報道，包括國家公園管理局和弗吉尼亞州林業部在內的30多個地區和國家組織表示，該項目的影響可能是不可逆轉的，並具有長期的有形和無形的環境成本。

5、溫室氣體排放

溫室氣體是將熱量滯留在大氣中的氣體。這些氣體包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。當這些氣體被捕獲時，可以在地球大氣層中停留不同的時間，從幾年到數千年不等。地球大氣層的增厚使地球變暖。

根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的說法，全球變暖超過1.5℃是令人擔憂的重大原因。簡而言之，這可能會導致我們的氣候發生劇烈變化，包括從極端天氣到完全物種滅絕的一切。

二氧化碳是人類活動排放的主要溫室氣體，主要是通過燃燒煤炭、天然氣和石油等化石燃料排放的。數據中心的實際建設也可能是溫室氣體排放的主要來源。

如何使數據中心更具可持續性

• 數據中心可以採用多種策略來脫碳，並开始走可持續發展的道路。
• 投資可再生能源和更節能的設備，以優化可再生能源。虛擬化還可以減輕物理設備的負擔。
• 實施用水策略，盡可能使用替代水源，並探索不同的冷卻方法。
• 制定處置計劃，,以無害的方式再利用、回收和分解舊設備。
• 在建造一個新的數據中心或翻新一個舊的數據中心時，使用本地採購的碳含量較低的材料，比如石灰石而不是混凝土。
• 計算溫室氣體排放量，以追蹤實現氣候目標的進展。碳捕獲和封存也有助於大大減少二氧化碳的排放。

了解數據中心如何使用資源，以及如何影響環境。從長遠來看，利益相關者可以共同努力重建和重新設計數據中心基礎設施，使其更加環保和可持續。

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