衆所周知,數據中心內始終在线且耗電的服務器群會產生大量熱量。由於人工智能的廣泛應用,以及其他耗電硬件的激增,數據中心所產生的熱量只會持續增長。
長期以來,數據中心運營商在不斷地努力消除熱量,以確保設備不會過熱,但一些運營商也重復利用這些熱量,而不是直接排放到大自然中。
如果只是直接排掉數據中心的熱量不僅不利於循環經濟,還會加劇氣候變化。通過熱量再利用,數據中心可以以巧妙、可持續的方式利用多余的熱量。一些組織正在將其數據中心產生的熱量重新利用到區域供熱網絡或其他設施,甚至遊泳池、養魚場和溫室。
因此,作爲可持續發展战略的一部分,數據中心運營商應該探索如何將硬件產生的熱量發揮作用,並考慮使用具有熱再利用能力的數據中心。
重復利用數據中心熱量的好處
數據中心使用的大量能源用於冷卻和維持較低的運行溫度。由於數據中心面臨來自政府和組織的壓力,例如歐盟的能源效率指令,要求脫碳和降低能源消耗以保護地球。因此,重復利用數據中心的熱量是實現這一目標的一種好方法。
從環境角度來看,再利用余熱,例如利用余熱爲附近的建築物供暖,可以幫助減少其他來源的能源使用,因爲附近的建築可能還在使用燃氣鍋爐的區域供暖系統,甚至更糟糕的是使用煤炭或石油。
此外,各國政府現在可能要求新的數據中心進行可行性研究,以利用余熱造福當地社區,以獲得建築許可和電力協議——歐洲許多地方都提出了這一要求。
對於組織來說,盡早滿足這些要求非常重要,因爲它還可能帶來稅收優惠,並可能有助於避免處罰、罰款和花費時間來了解當地和國際立法。
低熱或高熱解決方案
一般來說,有兩種方式進行數據中心熱能再利用。例如,可以將 30-35 攝氏度的低熱水返回到供暖系統,也可以添加熱泵將水加熱到通常 70-80 攝氏度,然後將其推回供暖系統。
當然,選擇使用哪種類型的解決方案通常取決於熱水的接受者,他們想要低熱量還是高熱量。在高溫解決方案中,還可以從加熱水的接受者處獲得回報,這可以使該解決方案在可持續性方面具有經濟可行性。
重復利用數據中心熱量的創新方法示例
如今,不少具有前瞻性的數據中心正在探索重復利用熱量的創造性方法,而不是將熱空氣排回大氣中。下面是一些可以做到這一點的方法:
爲社區中的建築物和住宅供暖:企業通常在爲附近城市供電的電網附近建立數據中心。這些城市也有供暖要求和區域供熱系統。企業可以利用數據中心的熱量來加熱水並將其輸送到區域供暖系統以及帶有散熱器的家庭和建築物中。
將熱量用於農業目的:溫室需要全年持續供暖,並且使用與區域供暖系統類似的解決方案,數據中心可以作爲熱源。這將是地熱能和生物發酵的良好替代品,因爲它對土壤和環境的影響最小。
養魚場和遊泳池的熱水:許多公共遊泳池依靠不太可持續的能源來保持水溫,數據中心設備的熱量可以加熱遊泳池和其他遊泳池,例如用於孵化魚類和種植植被的遊泳池。
制造木質顆粒:木質顆粒是煤炭的低碳替代品。這些顆粒被燃燒以獲取熱量,但爲了達到最佳質量水平,需要首先用熱空氣幹燥以降低水分含量。數據中心的熱量可以以提供熱空氣。
數據中心余熱再利用面臨的挑战
重復利用數據中心的熱量並不是什么復雜的事情,但也不像按下开關那么容易。數據中心熱量再利用的一些主要障礙如下:
基礎設施啓動成本:許多熱再利用項目規模龐大,建立該基礎設施需要資本投資。雖然其中一些投資可能來自政府實體或通過稅收抵免,但這可能無法覆蓋所有前期費用。
隨着時間的推移,熱再利用的成本可能會下降,商業模式也會不斷發展,因爲這將成爲數據中心行業的重點領域,長期效益有望抵消前期投資。
傳輸丟失:數據中心已經使用一系列廣泛的工具來監控氣流、冷卻、溼度和溫度。他們需要更多地了解有多少熱量從一個地方轉移到另一個地方。
在此過程中,熱量和能量都會有損失。這需要密切關注能源使用效率,以優化熱循環、液體冷卻和氣流動力學。這可以確保熱方程的兩邊是平衡的。數據中心環境對於所有硬件和基礎設施來說都是安全的,並且重復利用的熱量無論轉移到哪裏都非常有效。
位置很重要:數據中心的位置可能會限制其部署其中一些創意選項的能力。例如,如果數據中心距離用戶太遠而無法從余熱中受益,或者沒有足夠的用戶來消耗所有回收的熱量,那么它可能根本不可行。
因此,在爲新數據中心和主機托管站點選址時考慮余再利用至關重要,因爲這可能會對企業的可持續發展战略、目標和成果產生重大影響。
總結
隨着數據中心需求的持續增長,熱量的再利用可能是構建更高效、更可持續的基礎設施的一種方式,使數據中心成爲社會的貢獻者,而不僅僅是一個消耗大量能源的地方。在爲數據中心容量選擇位置和合作夥伴時,熱再利用絕對應該是您的首要任務之一。
在斯德哥爾摩擁有大約 4000 公裏的區域供熱網絡,所有的設施都已連接,並且重復利用了計算機房 90% 的能源,這對於其他地區來說是一個值得借鑑的應用案例。
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標題:數據中心余熱利用會成爲選址的關鍵嗎?
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