如何可持續地管理數據中心用水

2024-01-22 18:00:36    編輯: robot
導讀 根據聯合國的說法,水和氣候變化有着密切的聯系。氣候變化導致水溫升高,加劇了水污染和水質,而冰川融化減少了水供應,導致水資源更加短缺。能源生產高度依賴於水,這就是爲什么人們關注數據中心及其對環境的影響...


根據聯合國的說法,水和氣候變化有着密切的聯系。氣候變化導致水溫升高,加劇了水污染和水質,而冰川融化減少了水供應,導致水資源更加短缺。

能源生產高度依賴於水,這就是爲什么人們關注數據中心及其對環境的影響。數據中心以各種方式直接或間接地消耗大量的電、熱和水。

由於整個行業缺乏透明度,水資源消耗已經成爲一個更廣泛的問題,但一些組織終於开放了。

數據中心用水量


根據匯集世界各地組織消費數據的开源社區驅動項目The World Counts的數據,全球每年消耗的水超過4.3萬億立方米(約1.1萬億加侖)。谷歌、亞馬遜和微軟等科技巨頭向公衆公布了他們的用水量數據。

谷歌

2022年,谷歌發布了前一年的用水量統計數據,分享了其對氣候意識數據中心冷卻的承諾。2021年,谷歌的數據中心消耗了約43億加侖的水。谷歌數據中心平均每天消耗45萬加侖的水。

亞馬遜


雖然亞馬遜沒有披露其總耗水量,但一份公开報告稱,AWS數據中心每千瓦時使用0.19升水。就上下文而言,數據中心平均每千瓦時使用1.8升水。這一指標被稱爲用水效率(WUE),這是綠色電網开發的一個術語,用於衡量數據中心在用水及其與能源消耗關系方面的可持續性。WUE是以升爲單位的水消耗量與以千瓦時爲單位的能源消耗量的比率。比例越低,效率就越高。

微軟


微軟公布了其年度用水量和WUE。總的來說,微軟2022年的用水量接近17億加侖。根據微軟的數據,該公司的全球數據中心每千瓦時使用0.49升水。

其他數據中心大規模消耗水資源,並且沒有發布或收集必要的數據來提供該行業在全球範圍內數據中心消耗水資源的准確情況。數據中心的管理人員必須認識到透明度的重要性,並分享他們的用水量數據。這將爲該行業創建一個基线,並形成新的可持續發展目標,以確保該行業在減少用水、限制氣候變化和保護水資源方面盡自己的一份力量。

數據中心用水的方式

消耗的主要領域可以歸結爲冷卻和加溼系統。

冷卻系統

數據中心擁有高度敏感、耗電量大的IT設備,其中大部分設備都在不斷啓動和運行。如果設備過熱,可能會出現過熱、故障和故障。爲了保持正常運行時間並避免設備故障,許多數據中心使用水基冷卻來幫助設備保持在安全溫度下。

根據npj Clean Water上的一篇文章,數據中心冷卻有幾種機制。這些機制包括通過冷卻水降低空氣溫度並將其用作傳熱機制的冷卻器;冷卻塔,所述冷卻塔使熱空氣重新穿過溼介質以蒸發水;以及絕熱節約器,其將水噴射到氣流中或熱交換表面上以冷卻進入數據中心的空氣。當這些系統中的一些循環水時,由於蒸發和保持水質,水的損失是不可避免的。

加溼系統

幹燥的空氣會產生靜電,從而導致靜電放電。這對數據中心中的敏感設備來說是危險的。爲了減少這種積聚,許多數據中心使用加溼系統來保持目標溼度水平。這些系統可以蒸發水並將其添加到空氣中,或者吸入空氣以去除溼氣。

數據中心也通過電力間接使用水。電力必須來自某個地方,無論是通過燒煤還是通過水力發電廠。發電消耗水資源。

如何降低數據中心的水消耗並更可持續地用水

以下是數據中心限制水消耗的幾種方法:

• 收集和分析用水數據。將WUE建立爲必要的跟蹤指標。收集總用水量的數據,包括直接和間接用水量。這顯示了水的使用情況。

• 想辦法重復利用水。有些冷卻系統可以循環水以避免浪費。建立一個收集雨水和中水或循環水的系統,供當地社區使用。

• 試驗新的水管理技術。事實可能會證明,從傳統的冷卻過渡到專注於單個服務器行的定向冷卻是有效的。嘗試尋找新的和更有效的水管理技術。例如,谷歌應用人工智能和機器學習來訓練數據中心的深度神經網絡,以幫助優化水的計量、監控和管理。

• 替換遺留系統。現代冷卻系統和技術效率更高。評估舊設備,升級到更可持續的基礎設施。

• 在較冷的氣候條件下建造新設施。地理位置在數據中心的可持續性中發揮着重要作用。在更熱、更幹燥的氣候條件下建造的數據中心會給當地的供水帶來壓力,需要更密集的冷卻。建立在氣候較冷地區的數據中心可以利用外部環境的冷空氣來維持設備溫度。

• 確保無冷卻劑浪費。仔細搜索並適當密封和堵上設施的任何开口,以確保沒有冷卻劑浪費。這有助於最大限度地提高冷卻效率。

• 使用除水以外的冷卻方法。還有其他方法可以讓數據中心設備保持涼爽。組織正在努力提供更環保的方式來冷卻數據中心。Novenco使用工業風扇與外部空氣一起爲數據中心降溫。雖然這不能完全停止用水,但它大大減少了用水量。

• 探索其他水源。許多數據中心使用飲用水從當地水庫取水。相反,在可能的情況下,過渡到替代和更可持續的水源。例如,谷歌在芬蘭哈米納的數據中心已經找到了一種使用非飲用海水來冷卻設備的方法。

• 參與水補充計劃。一些組織,如微軟,與當地社區合作,投資項目,將水補充回最需要的流域。這有助於保護和擴大水的可用性。

考慮到氣候危機的狀況,所有數據中心都需要控制用水量,並建立更可持續的基礎設施,也被稱爲綠色數據中心。這樣做對於實現有助於防止氣候變化最壞影響的全球可持續性目標是必要的。

作者:Jacob Roundy



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