Rynek zielonych centrów przetwarzania danych obecnie mocno się rozwija. Przekłada się to na kształt projektów DC oraz proces budowy. Trend wzrostowy zapewne utrzyma się przez najbliższą dekadę i wpłynie na przetasowania wśród liderów usług kolokacyjnych czy chmurowych. Dostawcy usług, którzy stworzą spójną i realistyczną strategię regionalną lub globalną, wyprzedzą rywali i umocnią swoją pozycję na rynku.

Pojęcie zielonego ośrodka przetwarzania danych odnosi się do obiektu, w którym wszelkie urządzenia elektryczne, tj. serwery, macierze dyskowe, urządzenia sieciowe, systemy zasilania UPS czy system klimatyzacji precyzyjnej, są zasilane ze źródeł takich jak panele fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe lub wodne oraz zeroemisyjne agregaty prądotwórcze oparte na ogniwach paliwowych, np. wodorze. Należy pamiętać, że nie tylko ekologiczny sposób zasilania decyduje o tym, że centrum danych staje się zielone. Kolosalny wpływ na to, jak bardzo zielony jest obiekt, mają również wspomniane powyżej urządzenia elektryczne, a dokładnie ich efektywność energetyczna, która znacząco minimalizuje ślad węglowy, o jakim sporo się ostatnio mówi.

> Trochę historii

Pierwsza konferencja COP (ang. Conference of the parties) poświęcona tematyce przeciwdziałania zmianom klimatycznym odbyła się w 1995 r. w Berlinie. Skutkiem przedsięwzięcia było ustanowienie procesu negocjacji bardziej ambitnych zobowiązań dla państw rozwiniętych; tym samym położono podwaliny pod protokół z Kioto z 1997 r. Od tego czasu w Unii Europejskiej (UE) wprowadzono liczne regulacje i inicjatywy dotyczące efektywności energetycznej. Nadrzędnym celem COP01 było ustanowienie procesów, które zdołają powstrzymać zmiany klimatyczne w ciągu trzech dekad.

W UE walka ze zmianami klimatycznymi przybrała formę tworzenia regulacji przekładających się na zaostrzenie przepisów dotyczących zużycia energii np. poprzez urządzenia codziennego użytku czy handel emisjami dwutlenku węgla. W 2018 r. powstał dokument opisujący wytyczne dotyczące najlepszych praktyk w zakresie unijnego kodeksu postępowania w obszarze efektywności energetycznej centrów danych (ang. Best Practice Guidelines for the EU Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency). Dokument ten jest cyklicznie aktualizowany – jego najnowszą wersję 13.1.1 wydano w 2022 r. – oraz promowany przez europejskie centrum badawcze JRC (ang. Joint Research Centre). Wszystkie podejmowane w tym obszarze działania bezpośrednio przekładają się na ekosystem krytycznej infrastruktury wspierającej pracę obiektu data center.

W 2022 r. Komisja Europejska, a dokładniej Rada ds. Kontroli i Certyfikacji Testów (Rada TIC), udostępniła w formie roboczej dokument EU Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency, który odnosi się do tego, w jaki sposób można zapewnić zgodność centrów przetwarzania danych z europejskim kodeksem postępowania w zakresie efektywności energetycznej. Dokument został opublikowany 2 listopada 2022 r., a uwagi można było zgłaszać do 16 listopada. Uwagi i pytania dotyczące dokumentu można było kierować na adres: data.centres@tic-council.org.

Co kilka lat powstają nowe standardy i dobre praktyki, które są adaptowane przez kolejnych kluczowych operatorów data center na wszystkich kontynentach. Coraz więcej podmiotów przystosowuje się do nowych wymogów w zakresie sprawozdawczości dla centrów przetwarzania danych działających w obszarze UE.

Prawdopodobnie już w tym roku wszystkie organizacje w UE zużywające powyżej 3,6 teradżuli (Tj)/rok (1000 megawatogodzin, MWh) będą musiały przeprowadzać co cztery lata audyty energetyczne, a te zużywające powyżej 18 Tj/rok (5000 MWh) będą zobowiązane do wdrożenia certyfikowanego systemu zarządzania energią. Operatorzy data center zużywającego powyżej 1000 MWh będą zobligowani do składania corocznego raportu energetycznego, w którym umieszczą informację na temat wydajności energetycznej, zużycia energii, wykorzystania energii odnawialnej oraz zużycia wody.

> Globalny rynek

Z raportu „Green Data Center Global Market Report”, opublikowanego przez firmę Research and Markets w lutym 2022 r., dowiadujemy się, że globalny rynek zielonych centrów danych wzrośnie z 59,32 mld dolarów w 2021 r. do poziomu 200,84 mld dolarów w 2027 r., przy założonej rocznej stopie wzrostu (CAGR) 22,9% w latach 2022–2027.

Rynek zielonych centrów danych obejmuje sprzedaż systemów, urządzeń oraz komponentów wykorzystywanych w procesie budowy oraz późniejszej eksploatacji data center, których głównym celem jest poprawa efektywności energetycznej obiektu i zmniejszenie wpływu na środowisko. W 2021 r. Ameryka Północna była największym regionem pod kątem inwestycji w rynek green data center i oczekuje się, że pozostanie najszybciej rozwijającym się regionem do 2027 r.

Obserwowane z roku na rok znaczne zużycie energii przez centra danych będzie napędzać rozwój rynku zielonych centrów danych. Pomimo ciągłego wzrostu efektywności energetycznej obiektów DC z PUE równego 2,5 w 2007 r. do 1,4 w 2022 r. stale rosnąca liczba centrów danych prowadzi do wzrostu zużycia energii elektrycznej. W głównej mierze wpływa na to trend wzrostowy związany z cyfryzacją administracji oraz wszystkich gałęzi przemysłu. Wraz ze wzrostem zużycia energii zwiększają się koszt eksploatacji i potencjalne szkody dla środowiska naturalnego (większe zużycie wody użytkowej, większa emisja zanieczyszczeń powietrza). Wzrost kosztów operacyjnych napędza popyt na zielone centra danych, czyli przyjazne dla środowiska opcje charakteryzujące się obniżonymi kosztami operacyjnymi z uwagi na wykorzystanie energii odnawialnej.

PUE (ang. power usage effectiveness) to współczynnik, który pozwala oszacować wydajność energetyczną centrum przetwarzania danych i polega na obliczeniu stosunku całości zużytej energii przez centrum przetwarzania danych do ilości energii pobieranej tylko i wyłącznie przez sprzęt ICT. Im niższa wartość PUE, tym obiekt jest bardziej efektywny energetycznie, np. używa bardzo efektywnego systemu chłodzenia komory IT.

Według organizacji Uptime Institute średnie PUE eksploatowanych obiektów DC w 2022 r. wynosiło około 1,5. PUE równe 1,5 oznacza, że sprzęt ICT zużywa 67% całkowitego zasilania centrum danych, a pozostałe 33% zużywają inne systemy, takie jak chłodzenie czy oświetlenie. Uptime Institute podaje również (stan na 22.07.2021 r.), że najniższe średnioroczne PUE, jakie kiedykolwiek odnotowano w branży, osiągnięto w Huawei Smart Modular Data Center w Pekinie i wyniosło ono 1,111.

Autorzy raportu przedstawiają bardzo ciekawe dane opublikowane przez Facebooka w 2020 r. w wewnętrznym raporcie zrównoważonego rozwoju. Facebook, a obecnie Meta, informuje, że jego centra przetwarzania danych zużyły w 2020 r. około 6,966 mln MWh energii elektrycznej, co stanowi wzrost o 39% w stosunku do 2019 r.

Według specjalistów branżowych strategia zrównoważonego rozwoju centrum danych powinna dotyczyć zarówno infrastruktury niskopoziomowej, jak i urządzeń ICT. Wielu operatorów data center skupia się przede wszystkim na wydajności systemów (klimatyzacji czy energetycznego), natomiast mało uwagi poświęca się infrastrukturze czysto IT. Skupienie się na zwiększeniu efektywności energetycznej urządzeń ICT może być obecnie największą szansą na poprawę efektywności energetycznej całego centrum przetwarzania danych.

Z danych przedstawionych na rys. 3 wynika, że największe szanse na poprawę efektywności całego centrum danych leżą w obszarze serwerów, które odpowiadają za zużycie 79% całkowitej mocy pobieranej przez sprzęt ICT.

> Inicjatywy gigantów

Meta, firma zarządzana przez Marka Zuckerberga, zobowiązała się, że do 2030 r. przywróci do ekosystemu więcej wody, niż zużywa na potrzeby operacyjne swoich DC. Centra danych dawnego Facebooka są ogromnymi konsumentami wody i często znajdują się w regionach cierpiących na niedobór wody, takich jak Arizona, Utah i Nowy Meksyk. Hasło wygłoszone przez Metę odbiło się szerokim echem i wzbudziło wielkie zainteresowanie, jeśli chodzi o metody, jakimi ma zostać osiągnięty ten ambitny cel. W pierwszej kolejności podniesiono temperaturę w połowie operacyjnych centrów danych do 32,2°C, starając się zmniejszyć zużycie wody. Firma szczegółowo przedstawiła swoje wnioski podczas konferencji 7×24 Exchange. Porównano np. wskaźniki awaryjności względem obiektów DC, w których nie wprowadzono żadnych zmian.

W kolejnym kroku Meta zobligowała się do zainwestowania w kilka projektów rewitalizacji źródeł wody. Wiele z jej dużych obiektów znajduje się na obszarach dotykanych cyklicznie suszą. Aspekt ten miał zapewne kluczowe znaczenie i przyczynił się do szybkiego zainteresowania tematyką redukcji zużywanej wody. Można domniemywać, że szefowie Mety obawiają się wpływu ich działalności na otoczenie i są świadomi skutków, jakie mogą dotknąć społeczność zamieszkującą najbliższą okolicę.

Od 2021 r. Meta zużyła prawie 2,6 mld litrów wody w swoich centrach przetwarzania, a kolejne zużycie na poziomie 3,3 mld litrów wody związane było z produkcją energii elektrycznej. Meta twierdzi, że wysiłki renowacyjne dodały 2,34 mld litrów wody do ekosystemu.

[...]

Autor jest ekspertem ds. utrzymania i rozwoju infrastruktury data center w największej skandynawskiej instytucji finansowej. Od 14 lat zajmuje się problematyką budowy, utrzymania i efektywnego zarządzania centrami przetwarzania danych. Posiada międzynarodowe certyfikaty branżowe: CDCS (Certified Data Center Specialist), CDFOM (Certified Data Center Facilities Operations Manager) oraz DCPRO-Cooling Professional.