Det gjøres en stor innsats for å legge til rette for mer miljøvennlige og bærekraftige datasentre, men bransjen har potensiale til å bli enda grønnere. Ved å identifisere hva som forårsaker den største andelen CO2 utslipp kan man beregne miljøkonsekvensene mer nøyaktig og bli genuint bærekraftige.
Datasenterbransjen er blitt en av de mest energikrevende bransjene globalt og utgjør dermed en stor miljøutfordring. Aktørene jobber mot en grønnere tilnærming, og er i ferd med å endre måten de driver på for å tilpasse seg det grønne skiftet.
Men hva er det egentlig som gjør et datasenter grønt og bærekraftig? Flere ulike beregningsmetoder kan brukes til å måle et datasenterets effektivitet. Men disse er utilstrekkelige, når man skal fastslå bransjens totale negative innvirkning på miljøet. Da må hele verdikjeden tas i betraktning.
Økende behov for strøm og miljøutfordringer
Bransjen vil beslaglegge en stadig større andel av det globale strømforbruket etter hvert som behovet for datakraft og datalagring øker. Flere prognoser tyder på at den totale etterspørselen etter elektrisitet til informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) vil akselerere i 2020-årene og nå rekordhøye nivåer innen 2030. (se figur 1).
Figur 1: Energiprognose 2010-2030 (Source: Nature.com)
Dette er i ferd med å bli et betydelig problem for bransjen. Noen byer har allerede bestemt seg for stanse utbyggingen av nye datasentre på grunn av mangel på tilgjengelig strøm i nærheten. Amsterdam, hovedstaden i Nederland, satte foten ned for nye datasentre for noen år siden. Byen utgjør allerede et av Europas største knutepunkt for datasentre og har oppnådd massiv vekst på grunn av dette. Allikevel bestemte de seg for å utsette utviklingen av flere nye datasentre.
– Datasentre er uunnværlige for nesten alle innbyggerne våre og lokale bedrifter og institusjoner, men de tar mye plass og utgjør en stor belastning på strømnettet vårt. Kommunene har i dag knapt noen virkemidler til rådighet. Vi kan verken kontrollere hvor datasentrene plasseres eller stille andre krav til dem, opplyste Amsterdam kommune i en pressemelding som en begrunnelse for å legge utviklingen av nye datasentre på is.
I tillegg slipper bransjen allerede ut like mye CO2 som hele luftfartsindustrien globalt. Ifølge noen beregninger utgjør karbonavtrykket til alle enhetene våre, internett og alle støttesystemene allerede rundt 3,7 % av totalutslippene av drivhusgasser i verden. Prognoser tyder på at dette tallet vil ha doblet seg innen 2025 og nå hele 14% i 2040.
Den økende etterspørselen etter datakraft og datalagring globalt er i ferd med å bli et betydelig miljøproblem på grunn av det enorme energiforbruket i dagens tradisjonelle datasentre. Hvis prognosene er i nærheten av å være reelle, må vi finne løsninger så raskt som mulig.
Ulike nyanser av grønt - kompensere for drift eller endre hvordan du driver?
Aktørene i bransjen er oppmerksomme på belastningen de utgjør for miljøet vårt. De har dermed svart på det offentlige kravet om mer klimavennlige løsninger med å utvikle grønnere og mer bærekraftige løsninger. Google kunngjorde for eksempel planer om å bruke mer enn 2 milliarder USD på ny fornybar energiinfrastruktur over hele USA, i Sør-Amerika og i Europa i forkant av den globale klimastreiken i 2019.
Googles initiativ er velkomment, og de er ikke alene om å sette i verk tiltak for å bli mer bærekraftig. Hele bransjen er med på laget. Internasjonale bransjeaktører som Microsoft har for eksempel som målsetning å bli karbonnegative innen 2030.
Disse tiltakene er uten tvil et skritt i riktig retning. Imidlertid ser det ut til at de fleste av dem innebærer at man kompenserer for konsekvensene av driften i stedet for å endre på hvordan man driver. Dette gjør man for eksempel ved å plassere datasentre i regioner der tilgangen til fornybar energi er rikelig eller investere i fornybare energiprosjekter.
På den måten skaper man en balanse mellom "skittent" energiforbruk og initiativer for ren energi. En annen måte å gjøre dette på, som har blitt kontroversiell, er å kjøpe seg fri gjennom miljøkvoter.
Men kan datasentre virkelig bli grønne bare ved å bruke eller investere i fornybar energi?
Du må ta hele verdikjeden i betraktning i vurderingen av om et datasenter er bærekraftig
Det er avgjørende at datasenterbransjen tar i bruk fornybar energi. Men andre tiltak er like viktige å vurdere - om ikke enda viktigere. For å måle bærekraftgevinstene, må nye beregningsmetoder vurderes. For øyeblikket er det to dominerende beregningsmetoder som brukes til å måle datasenterets effektivitet:
- Power Usage Effectiveness (PUE): PUE er et forholdstall som beskriver hvor effektivt et datasenter bruker energi; spesifikt hvor mye energi som brukes av datautstyret. PUE er forholdet mellom total mengde energi brukt av et datasenteranlegg og energien som leveres til databehandlingsutstyr. Ifølge den norske uavhengige forskningsorganisasjonen SINTEF kan effektive datasentre oppnå PUE-verdier under 1,2. En studie viste imidlertid at nordiske datasentre i gjennomsnitt oppnår en PUE-verdi på 1,71. Dette gir et betydelig rom for forbedring. Å utnytte mer effektive kjøleteknologier vil bidra til å redusere PUE-verdiene.
- Energy Reuse Effectiveness (ERE): Er en verdi for energigjenbrukseffektivitet. Flere anlegg gjenbruker nå energien som genereres fra datasenteret i andre deler av anlegget. PUE-beregningen tar ikke høyde for alternative bruksområder for denne avfallsenergien generert som et biprodukt av datasenteret. Derfor har den ideelle industriforeningen The Green Grid foreslått og definert en ny beregning, Energy Reuse Effectiveness (ERE). ERE gir datasenteroperatører større innsikt i energieffektivitet ved å gjenbruke all gjenvunnet energi fra datasenteret og spillvarmeutnyttelse.
Både PUE og ERE er nødvendige og verdifulle beregningsmetoder for å måle energieffektiviteten i datasentre. Vi er imidlertid overbevist om at andre beregninger også må tas med i betraktningen for å kunne slå fast om et datasenter har reell grønn drift. Hele verdikjeden må tas med, noe som betyr å inkludere andre relevante faktorer som for eksempel:
- Måten datasentrene blir bygget på: En ny type edge datasentre som plasseres i urbane områder kan eliminere CO2-utslipp knyttet til byggeprosessen. I stedet for å bygge ny infrastruktur og storskala lagerhus i avsidesliggende områder, er disse edge datasentrene mer kompakte. Det gjør det mulig å bruke eksisterende bygninger i urbane områder til datasentre. Etter hvert som det blir flere datasentre av denne typen, må det utvikles nye metoder for å måle miljøpåvirkning.
- Produksjon av utstyr: Antallet serverracks kan også begrenses i kompakte edge datasentre uten at det går på bekostning av datakraft og datalagringskapasitet. Dette betyr at det er behov for mindre utstyr noe som sparer miljøet for CO2-utslipp fra utstyrsproduksjon. Dette må også tas med i beregningen.
- Kjøleteknologi: Å velge mer effektive kjøleteknologier kan redusere forbruksnivået og forbedre potensialet for spillvarmeutnyttelse betraktelig. Tradisjonelle datasentre bruker vanligvis luftbaserte kjølesystemer, noe som fører til høyere energiforbruk og lave spillvarmetemperaturer. Væskekjøling muliggjør høyere temperaturer på spillvarmen som dermed kan gjenbrukes i fjernvarmeanlegg. I tillegg reduseres energibruken til kjøling.
- Datasenterets plassering: Datasentre som ligger langt unna sentrale området har fordeler. De har mye plass og strøm til rådighet og har ofte tilgang til effektive kjølemetoder som frikjøling, hvor lave utvendige lufttemperaturer kan bidra til kjøling av vann, som deretter kan brukes i datasenteret. Imidlertid mangler perifert plasserte datasentre typisk urbane varmemottakere. Det gjør det utfordrende å gjenbruke spillvarme. Datasenterets plassering har dermed stor påvirkning på hvor bærekraftig det kan bli. Dermed er den en viktig faktor å ta med, når man beregner datasenterets påvirkning på miljø og klima.
SINTEF tester, måler og beregner CO2-utslipp fra våre edge datasentre
Green Edge Compute er i gang med å utvikle et grønt, edge datasenter plassert i hjertet av Trondheim. Vårt pilotdatasenter vil forbruke nesten 40 prosent mindre energi enn tradisjonelle datasentre. Dette får vi til ved å utelukkende bruke fornybar energi, datasenteret er plassert i en eksisterende bygning og plasseringen sentralt i kommunen gjør det mulig å gjenbruke spillvarme i fjernvarmesystemet.
Som en del av dette prosjektet jobber vi tett med SINTEF for å måle og beregne CO2-innsparinger. Forskningsresultatene bli presentert offentlig når pilotprosjektet er ferdig.
I Green Edge Compute har vi som mål å presse bærekraftig datadrift til yttergrensen. Vi tror det er mulig å lage reelt grønne datasentre, dersom hele verdikjeden tas med i regnestykket.
