Podatki, ki (o)grejejo

Podatkovni centri lahko z odpadno toploto zalagajo sisteme daljinskega ogrevanja, industrijske aplikacije, mogoče so celo integracije s kmetijstvom in rastlinjaki.

Po podatkih Mednarodne agencije za energijo podatkovni centri porabljajo približno 1,5 odstotka svetovne električne energije in povzročijo za dober odstotek emisij toplogrednih plinov, povezanih z le-to. Le redki ljudje pa vedo, da toplota, ki jo ustvarijo velike strežniške omare v podatkovnih centrih, zahteva skoraj toliko energije, kot je porabijo shranjevanje, obdelava in prenos podatkov, tudi za hlajenje. Podatki torej grejejo ...

Inženirji so že pred desetletji iskali načine, kako koristno ponovno uporabiti odpadne toplote v podatkovnih centrih. Ti ponekod glomazni objekti, imenovani tudi farme strežnikov, na eleganten način zagotavljajo preskrbo z ogrevanjem bližnjih stavb. To bodisi počno neposredno, po predgretju ali pa je njihova vloga le dopolnjevanje omrežij ogrevanja. Ogrevalni sistem, vključno z dodatkom za toplovodno omrežje, je lahko dodatno optimiziran z uporabo toplotnih črpalk ter sistemi za shranjevanje toplotne energije, kar v praksi omogoča še večjo energetsko prožnost in predvsem uravnoteženje neskladja med dobavo in povpraševanjem po toploti.

Odpadna toplota ni odpadek

Za vsako megavatno uro (MWh) električne energije je mogoče v zračno hlajenem podatkovnem centru ponovno uporabiti 0,69 MWh (pozimi) in 0,86 MWh (poleti) toplotne energije. Podatkovni center z zmogljivostjo IT-opreme ranga 10 MW z ocenjeno letno porabo energije 105 GWh v zimskih mesecih lahko zagotovi toplotno energijo za lokalno ponovno uporabo 73 GWh ali povedano drugače: ogreva kar 12.000 gospodinjstev. V poletnih mesecih je toplote še več (90 Gwh), predvidoma bi zadoščala za potrebe po topli vodi 14.000 gospodinjstev.

Eno izmed podjetij, ki pomaga industriji podatkovnih centrov vključiti ter ponovno uporabiti kilovate in megavate toplote, ustvarjene z obdelavo podatkov, je tudi Danfoss. »V podjetju smo se osredotočili na rešitve za preoblikovanje podatkovnih centrov v dobavitelje toplote, kar bo koristilo družbi in zelenemu prehodu. Razvijamo programsko opremo za optimizacijo, izdelujemo enote za rekuperacijo toplote, postaje za prenos energije, rešitve za toplotne črpalke in energetsko učinkovite komponente. Tu je še veliko praktičnih, a naprednih rešitev ogrevanja za industrijske, komercialne in udobne aplikacije na sprejemnem koncu ogrevalnih sistemov,« pravi Amer Karabegović, višji vodja razvoja poslovanja v podjetju Danfoss Trata.

Veliko zgledov imajo upravitelji podatkovnih centrov v skandinavskih državah, kjer je izraba odpadne toplote sestavni del konceptov energetske politike. V Stockholmu na Švedskem 10.000 stanovanj prejema toploto, usmerjeno iz podatkovnega centra zaradi partnerstva med operaterjem podatkovnega centra DigiPlex in ponudnikom ogrevanja ter hlajenja Stockholm Exergi. Pobuda Stockholm Data Parks si prizadeva, da bi deset odstotkov mestne toplote prihajalo iz podatkovnih centrov in da bi bila švedska prestolnica do leta 2040 brez fosilnih goriv.

So pa v uporabi še precej večji sistemi. Odvečna toplota podatkovnega centra Telia v Helsinkih lahko ogreje do 25.000 stanovanj v sosednjem mestu Espoo. V Dublinu na Irskem Tallaght District Heating Network reciklira odpadno toploto Amazonovih podatkovnih centrov za ogrevanje 50.000 kubičnih metrov zgradb javnega sektorja, poslovnih prostorov in 135 cenovno ugodnih tržnih stanovanj. Odpadna toplota podatkovnih centrov je dobrodošla v okolici, tudi če so ti manjših mer oziroma zmogljivosti. Toplota iz podatkovnih centrov družbe Facebook v mestu Odense na Danskem tako ogreva 7000 domov na tem območju, podatkovni center v Aalsmeerju na Nizozemskem z odpadno toploto ogreva šolo, športni center in bazen. V Rjukanu na Norveškem se ribogojnica postrvi napaja z obnovljivo energijo iz podatkovnih centrov.

Takšnih in podobnih primerov je na stotine, saj podatkovni centri z delovnimi temperaturami med 30 in 40 stopinj Celzija pogosto uporabljajo odpadno toploto za preskrbo bližnjih bazenov ali pralnic. Prihodnost pa prinaša še veliko drugih zanimivih možnosti, kot so rastlinjaki in vertikalno kmetovanje. Zaradi toplotnih črpalk ta toplota postane zanimiva tudi za industrijo. »S toplotnimi črpalkami lahko odpadno toploto podatkovnega centra spravimo na raven 60 stopinj Celzija in več. Možne so tudi večstopenjske toplotne črpalke, s katerimi je mogoče doseči bistveno višjo temperaturno raven, celo 150 stopinj Celzija ali več,« razloži sogovornik.

Cenejša toplota za prejemnike

V praksi je odvečna toplota iz podatkovnih centrov za prejemnike cenovno ugodnejša od drugih načinov ogrevanja, včasih celo brezplačna. »Odvisno od tega, kdo je lastnik toplotnih črpalk. Podatkovni center lahko toploto ugodno proda energetskemu podjetju ali pa podjetje za daljinsko ogrevanje zagotavlja 'brezplačno hlajenje' podatkovnim centrom v zameno za toploto,« pojasni Karabegović. Velikokrat je vzpostavitev infrastrukture za ponovno uporabo toplote izvedena prek javno-zasebnih partnerstev ter skupnih prizadevanj podatkovnega centra in njegove okolice.

V preteklosti so se veliki podatkovni centri pogosto gradili zunaj mestnih območij, da s svojo prisotnostjo ne motijo prebivalcev, a ker so omrežja daljinskega ogrevanja navadno koncentrirana v gosto naseljenih mestnih območjih, se v mesta oziroma vsaj na njihovo obrobje vračajo tudi podatkovni centri.

Sodelovanje z velikanom IKT-industrije

Letos junija sta Danfoss in Hewlet Packard na konferenci HPE Discover v Las Vegasu naznanila skupno partnerstvo. »Namen tega partnerstva je izkoristiti najboljše izkušnje in znanje obeh podjetij ter skupno strategijo in usmerjenost k energetski učinkovitosti. Tehnologijo visoko zmogljivih podatkovnih centrov, ki z novo tehnologijo vodnega hlajenja izboljšajo učinkovitost hlajenja za 20 odstotkov, smo združili z Danfossovimi hidravličnimi rešitvami, ki z odvečno toploto ogrevajo lokalno stavbo ali pa toploto odvajajo v omrežje daljinskega ogrevanja,« pojasnjuje Saška Rihtaršič, podpredsednica daljinskega ogrevanja v Danfossu in generalna direktorica Danfossa Trate.

Sodelovanje med podjetjema poteka strukturirano in večnivojsko. Univerzalnih oziroma standardiziranih rešitev na tem področju še ni, saj morajo podatkovni centri zgraditi izmenjevalnike toplote, cevne sisteme in objekte za shranjevanje toplotne energije, šele nato lahko to prenašajo v okolico. So pa po vzoru računalniških in strežniških komponent tudi snovalci podatkovnih centrov začeli prilagajati arhitekturne rešitve v smeri modularnih podatkovnih centrov, začenši s hladilnimi sistemi in rešitvami za rekuperacijo odpadne toplote. In prav pri tem Danfoss vidi svojo priložnost za snovanje najbolj energetsko optimalnih rešitev v interesu vseh vpletenih.