Datakeskukset kuluttavat valtavia määriä energiaa ja aiheuttavat 21 biljoonaa ja 3 biljoonaa maailmanlaajuisista hiilidioksidipäästöistä. Tekoälyn ja pilvipalveluiden aiheuttaman kysynnän kasvaessa energiankulutus voi nousta 1 000 TWh:iin vuoteen 2026 mennessä. Näin datakeskukset vähentävät vaikutustaan:

• EnergiatehokkuusMittarit, kuten PUE (virrankulutuksen tehokkuus) ja WUE (vedenkulutuksen tehokkuus), auttavat seuraamaan tehokkuutta. Vihreät keskukset pyrkivät PUE-arvoon lähellä 1,0:aa ja minimaaliseen vedenkulutukseen.
• Uusiutuva energiaAurinko-, tuuli- ja akkuenergiajärjestelmät tuottavat virtaa toimintaan ja vähentävät samalla riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.
• Edistynyt jäähdytysNestejäähdytys ja vapaajäähdytys vähentävät energiankulutusta jopa 30%, kun taas merivesijäähdytys poistaa makean veden tarpeen.
• Hukkalämmön talteenottoIT-laitteiden tuottama lämpö käytetään uudelleen kaukolämpöön tai teollisuusprosesseihin.
• Elektroniikkajätteen käsittelyKierrätys, kunnostus ja modulaariset suunnittelut minimoivat elektroniikkajätteen määrän.

Näitä muutoksia ajavat tiukemmat määräykset, yritysten sitoumukset ja taloudelliset kannustimet, kuten verohyvitykset. Näitä käytäntöjä ottamalla käyttöön datakeskukset leikkaavat kustannuksia, säästävät resursseja ja saavuttavat kestävän kehityksen tavoitteet.

Datakeskusten sisällä: Energiatehokkuuden ja kestävän kehityksen hallinta

sbb-itb-59e1987

Energiatehokkuuden mittarit ja standardit

Vihreät mittarit, kuten PUE ja WUE, ovat olennaisia sen mittaamisessa, kuinka tehokkaasti datakeskukset käyttävät resursseja, ja ne tarjoavat selkeää ohjausta toiminnan parantamiseksi.

PUE:n ja WUE:n ymmärtäminen

PUE (Power Usage Effectiveness) arvioi energiatehokkuutta vertaamalla laitoksen kokonaisenergiankulutusta IT-laitteiden käyttämään energiaan. Täydellinen PUE-pistemäärä on 1.0 tarkoittaa, että kaikki energia on tarkoitettu laskentaan, eikä jäähdytykseen, valaistukseen tai virranjakeluun kuluvia lisäkustannuksia ole. Vaikka useimmat datakeskukset toimivat PUE-arvoilla välillä 1,5 ja 1,6, alan johtajat, kuten Microsoft, raportoivat vaikuttavasta maailmanlaajuisesta keskiarvosta 1.17 tilikaudella 2025.

WUE (Water Usage Effective) mittaa vedenkulutusta kilowattituntia kohden IT-energiaa. Ihanteellinen WUE on 0, mikä on saavutettavissa vain tiloissa, joissa käytetään yksinomaan ilmajäähdytysjärjestelmiä. Keskimäärin maailmanlaajuinen WUE on 1,9 litraa kilowattituntia kohden, mutta alueelliset erot ovat räikeitä. Microsoftin tilikauden 2025 tiedot korostavat tätä vaihtelua: EMEA-alueen toimipisteet saavuttivat WUE:n, joka oli vain 0,03 l/kWh, kun taas Amerikan keskiarvo oli 0,34 l/kWh.

Nämä mittarit korostavat tärkeitä kompromisseja. Esimerkiksi haihdutusjäähdytys voi pienentää PUE:ta, mutta lisätä vedenkulutusta, kun taas kuiva ilmajäähdytys säästää vettä, mutta vaatii enemmän energiaa.

Globaalit vertailuarvot ja vuoden 2030 tavoitteet

Suorituskyky vaihtelee suuresti alueittain. Esimerkiksi Lähi-idässä, Afrikassa ja Latinalaisessa Amerikassa PUE-arvo on keskimäärin 1.7, kun taas Googlen Yhdysvaltain toimipisteet ovat saavuttaneet vaikuttavan 1.08. Näistä edistysaskeleista huolimatta maailmanlaajuinen keskimääräinen PUE on pysynyt pääosin muuttumattomana vuodesta 2018. Tämä pysähtyneisyys heijastaa vanhempien yritystilojen tehokkuushaasteita, jotka kumoavat uudempien hyperskaalautuvien datakeskusten saavuttamat edut.

""Keskimääräiset PUE-tasot pysyvät enimmäkseen samoina viidettä vuotta peräkkäin, mutta tämä peittää alleen uudempien, suurempien laitosten kehityksen." – Uptime Instituten maailmanlaajuinen datakeskuskysely 2024

Vuoteen 2030 katsoen suuret palveluntarjoajat ovat sitoutuneet vastaamaan 100% energiankulutuksestaan hiilineutraaleilla tai uusiutuvilla energialähteillä. Tämä muutos on elintärkeä, koska epäsuoran vedenkulutuksen – jota voimalaitokset käyttävät sähkön tuotantoon – arvioidaan olevan 12 kertaa korkeampi kuin suoraan jäähdytykseen käytetty vesi. Kontekstin vuoksi kivihiilivoimalat kuluttavat noin 19 185 gallonaa megawattituntia kohden, kun taas aurinko- ja tuulienergia ei juurikaan tarvitse vettä.

Nämä vertailukohdat korostavat tarvetta miettiä suunnittelustrategioita uudelleen, mitä käsitellään seuraavassa osiossa.

Miten mittarit muokkaavat suunnittelupäätöksiä

Mittarit, kuten PUE ja WUE, vaikuttavat suoraan datakeskusten suunnitteluun ja toimintaan. Operaattoreiden on tasapainotettava näitä mittareita huolellisesti, sillä keskittyminen yhteen ottamatta huomioon toista voi johtaa tahattomiin seurauksiin. Esimerkiksi omaksumalla ASHRAE A1 Sallitut standardit – jotka edellyttävät tilojen käyttämistä hieman korkeammissa lämpötiloissa – voivat vähentää jäähdytysenergian tarvetta samalla, kun laitteiston luotettavuus säilyy.

Uudet teknologiat muokkaavat myös tehokkuusstrategioita. Suljetun kierron ja upotusjäähdytysjärjestelmät voi vähentää makean veden kulutusta jopa 70%, vaikka ne saattavat vaatia enemmän energiaa ilmajäähdytteisille jäähdyttimille. Samoin käyttämällä Tasavirta (DC) -kokoonpanot ja keskeytymättömien virtalähteiden (UPS) ohittaminen voi parantaa kokonaistehokkuutta 17.5% että 53.2% vähentämällä energiahäviöitä. Kuitenkin alle 50% toimijoista seuraa tällä hetkellä tulevien kestävän kehityksen määräysten täyttämiseksi tarvittavia edistyneitä mittareita, mikä jättää huomattavasti parantamisen varaa.

Nämä mittarit eivät ole vain numeroita – ne ohjaavat innovaatioita, jotka muokkaavat kestävän datakeskusten toiminnan tulevaisuutta, kuten tässä artikkelissa tarkemmin kerrotaan.

Uusiutuvan energian integrointi

Uusiutuvalla energialla on keskeinen rooli datakeskusten hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä. Vuodesta 2024 lähtien tuuli- ja aurinkoenergian tuotanto on noin 24% Yhdysvaltain datakeskusten käyttämästä sähköstä. Datakeskusten maailmanlaajuisen sähkönkulutuksen odotetaan saavuttavan 945 TWh Vuoteen 2030 mennessä uusiutuvien energialähteiden integroinnista on tullut enemmän kuin pelkkä ympäristöaloite – se on myös älykäs liiketoimintateko.

Paikan päällä tapahtuvat uusiutuvan energian ratkaisut

Aurinkopaneelien ja tuuliturbiinien asentaminen suoraan datakeskusten sijainteihin tarjoaa useita etuja. Nämä järjestelmät vähentävät energiansiirron häviöitä, vakauttavat kustannuksia ja vähentävät riippuvuutta sähköverkoista, jotka saattavat edelleen olla riippuvaisia fossiilisista polttoaineista.

Aurinkopaneelit toimivat parhaiten päivällä, kun taas tuuliturbiinit tuottavat usein sähköä illalla tai talvikuukausina. Yhdessä ne varmistavat tasaisen hiilivapaan energian saannin. Esimerkiksi Ciscon Allenissa, Texasissa sijaitseva datakeskus käyttää 10 MW:n tuulipuisto ja katoille asennettavia aurinkopaneeleja, joita täydentää pyörivä UPS-järjestelmä, joka välttää perinteisten lyijyakkujen ympäristöhaitat. Samoin Googlella on laaja aurinkovoimala St. Ghislainin datakeskuksessaan Belgiassa, joka tuottaa suoraan virtaa sen toimintoihin.

Kasvava käsite on luominen ""energiakampukset"" – laitokset, joissa uusiutuvan energian tuotanto ja datakeskusinfrastruktuuri ovat rinnakkain. Nämä järjestelyt mahdollistavat keskuksien toiminnan perinteisistä, usein hiili-intensiivisistä sähköverkoista riippumatta. Jotkut operaattorit varaavat paikan päällä tuotettua uusiutuvaa energiaa muuhun kuin IT-käyttöön, kuten valojen ja toimistotilojen virransyöttöön, ja hankkivat IT-energiaa muilla vihreillä menetelmillä. Cisco raportoi, että 72% sen maailmanlaajuisen datakeskuksen sähköstä ja 100% sen Yhdysvaltain datakeskusten sähköstä tulee uusiutuvista lähteistä, ja 1,8 MW omistamiinsa laitoksiin asennettuja aurinkopaneeleja.

Ammattilaisen vinkki: Arvioi toimipaikkasi tuuli- ja aurinkoenergiapotentiaali paikallisen siirtoinfrastruktuurin rinnalla. Tämä auttaa tunnistamaan kustannustehokkaimman paikallisen energiaratkaisun. Aurinko- ja tuulienergian yhdistäminen voi myös pienentää tarvittavan akkuvarastoinnin kokoa ja kustannuksia.

Paikan päällä tuotetut uusiutuvat energialähteet luovat pohjan energian varastointijärjestelmille, joilla voidaan puuttua uusiutuvan energian vaihteluun.

Akkuenergian varastointijärjestelmät (BESS)

Koska aurinko- ja tuulienergian tuotanto voi olla epätasaista, akkukäyttöiset energian varastointijärjestelmät (BESS) ovat välttämättömiä. Nämä järjestelmät varastoivat ylijäämäenergiaa huipputuotannon aikana ja vapauttavat sen, kun tuotanto laskee tai kysyntä nousee.

BESS tarjoaa uusiutuvaa energiaa tarvittaessa, mikä on kriittistä keskeytymätöntä virransyöttöä tarvitseville datakeskuksille. Varajärjestelmän lisäksi BESS tukee myös verkon vakautta säätelemällä taajuutta ja jännitettä, mikä on yhä tärkeämpää uusiutuvan energian osuuden kasvaessa verkossa.

Operaattorit käyttävät BESSiä strategioihin, kuten ""huippuparranajo"" (vähentämällä energiankulutusta huippuaikoina) ja ""kuorman siirtyminen"" (käyttämällä varastoitua energiaa kalliina ruuhka-aikoina ja lataamalla sitä halvempina, ruuhka-aikojen ulkopuolella). Tämä joustavuus voi tuottaa jopa $0,58 kVA-kuormaa kohden päivittäisissä tuloissa.

Virginiassa EVLO otti käyttöön 300 MWh BESS vastaamaan tekoälyjärjestelmien energiantarpeeseen ja tukemaan samalla osavaltion uusiutuvan energian tavoitteita. Samaan aikaan Humidor BESS -projekti Los Angelesin piirikunnassa, jossa 400 MW ja 1 200 MWh kapasiteetista, vähentää riippuvuutta kaasukäyttöisistä voimalaitoksista ja tuottaa $2 miljoonaa vuosittain paikallisina verotuloina.

Tasoittamalla uusiutuvan energian panosta BESS auttaa datakeskuksia siirtymään lähemmäksi lähes hiilineutraalia toimintaa.

Keskeinen näkemys: BESS ei korvaa keskeytymättömiä virtalähteitä (UPS). Vaikka UPS-järjestelmät tarjoavat välittömän suojan, BESS:n aktivoituminen kestää muutaman sekunnin. Käytä molempia: UPS:ää välittömiin tarpeisiin ja BESS:iä pidemmän aikavälin energiatukeen. Muista budjetoida ylläpito ja päivitykset noin 10 vuotta ylläpitääkseen suorituskykyä järjestelmän 25–30 vuoden käyttöikä.

Uusiutuvan energian hankintastrategiat

Datakeskuksille, jotka eivät pysty tuottamaan riittävästi sähköä paikan päällä, hankintastrategiat tarjoavat vaihtoehtoisia ratkaisuja. Sähkön ostosopimukset (PPA) ja Uusiutuvan energian hyvitykset (REC) ovat kaksi yleistä vaihtoehtoa.

Sähkönhankintasopimukset (PPA) mahdollistavat operaattoreille pitkän aikavälin ennustettavien energiakustannusten turvaamisen – tyypillisesti 10–20 vuotta – samalla kun se rahoittaa suoraan uusia uusiutuvan energian hankkeita. Esimerkiksi Google allekirjoitti 20 vuoden sähkönhankintasopimuksen vuonna 2010 114 MW tuulivoimaa iowalaiselta maatilalta Council Bluffsin datakeskuksensa tukemiseksi. Helmikuuhun 2025 mennessä Amazon Web Servicesin odotetaan pysyvän maailman suurimpana uusiutuvan energian yritysostajana yli 100 aurinko- ja tuulivoimahanketta polttoainetta sen toiminnalle.

Alueellisia ympäristökeskuksia (REC) käytetään kuitenkin ensisijaisesti kestävän kehityksen raportointiin, eivätkä ne yleensä tarjoa kustannussäästöjä. Alueellisiin ympäristökeskuksiin (REC) vahvasti nojaavat yritykset voivat joutua syytetyiksi "viherpesusta"."

""Organisaatioita uhkaavat viherpesusyytökset, jos ostetut uusiutuvan energian sertifikaatit ovat kestävän kehityksen strategioiden tärkein tai ainoa osa." – Uptime Institute

Teollisuus on nyt siirtymässä kohti Hiilivapaa energia (CFE) 24/7, mikä tarkoittaa jokaisen energiankäyttötunnin vastaavuutta paikallisilla, hiilivapailla lähteillä – ei pelkästään vuosittaisten kokonaismäärien kompensoimista. Vuoden 2024 alussa Google varmisti 478 MW:n merituulivoimahanke sähköistääkseen hollantilaisia datakeskuksiaan tavoitteenaan 90% tunneittain saatavaa puhdasta energiaa aikasovitetun toimituksen ja varastoinnin avulla. Microsoft on myös testannut ympärivuorokautisia puhtaita PPA-sopimuksia Ruotsissa käyttämällä tuntikohtaista seurantaa energian kysynnän yhdenmukaistamiseksi uusiutuvan energian tarjonnan kanssa.

Tällä hetkellä tuuli-, aurinko- ja litiumioniakkujärjestelmiä käyttävä 24/7 ympäristöystävällinen PPA maksaa yli $200 megawattituntia kohden useimmilla alueilla. Pitkäaikaisen energian varastoinnin (LDES) käyttöönotto voisi kuitenkin laskea kustannukset alle $100 megawattituntia kohden. Yhdysvalloissa liittovaltion Sijoitusverohyvitys (ITC) tarjoaa 30% verohyvitystä uusiutuvan energian hankkeille, mikä tekee näistä investoinneista houkuttelevampia.

Seuraava vaihe: Monipuolista uusiutuvia energialähteitäsi yhdistämällä tuuli- ja aurinkoenergiaa tasaisemman energiansaannin saavuttamiseksi. Jos olet jaetussa laitoksessa, varmista, että sopimuksessasi määritellään selkeästi uusiutuvan energian hankinnan ja uusiutuvien energialähteiden omistajuuden vastuut.

Edistykselliset jäähdytystekniikat

Jäähdytysjärjestelmät voivat aiheuttaa jopa 40% datakeskuksen kokonaisenergiankulutuksesta. Tekoälyn työkuormien nostaessa räkkien tiheyksiä ennennäkemättömän korkeille tasoille – odotetaan saavuttavan 50 kW vuoteen 2027 mennessä – perinteiset ilmajäähdytysmenetelmät kamppailevat pysyäkseen mukana. Ilmajäähdytys on tehokasta jopa noin 280W sirua kohden, mutta uudet tekoälyprosessorit ovat matkalla ylittämään 700 W vuoteen 2025 mennessä. Kehittyneet jäähdytysmenetelmät astuvat esiin vastaamaan näihin haasteisiin, parantamaan energiatehokkuutta ja tukemaan tekoälypainotteisten datakeskusten kehittyviä vaatimuksia.

Nestemäiset jäähdytysjärjestelmät

Nestemäinen jäähdytys on nousemassa tehokkaaksi vaihtoehdoksi ilmajäähdytykselle, suurelta osin veden erinomaisen lämmönpoistokyvyn ansiosta – noin 2,7 kertaa suurempi kuin ilma. Tämä tehokkuus tarkoittaa merkittäviä energiansäästöjä, sillä nestejäähdytys vähentää datakeskuksen kokonaisenergiankulutusta vähintään 30% verrattuna ilmapohjaisiin järjestelmiin.

Nestemäistä jäähdytystä varten on kolme pääasiallista menetelmää:

• Suoraan sirulle (DTC)Käyttää mikrokanavaisia kylmälevyjä tiettyjen komponenttien jäähdyttämiseen.
• UpotusjäähdytysUpottaa palvelimet dielektriseen nesteeseen maksimaalisen lämmönhukkauksen aikaansaamiseksi.
• Takaovien lämmönvaihtimet (RDHx)Asettaa nesteellä täytetyt kelat palvelinräkkeihin lämmön hallitsemiseksi.

""Riippumatta siitä, mikä nestejäähdytystekniikka valitaan, se on aina tehokkaampaa kuin ilmajäähdytys, koska pakotettuun konvektioon ilman kanssa tarvittava energiamäärä on aina moninkertainen verrattuna nesteen siirtämiseen saman jäähdytysmäärän saavuttamiseksi." – Mohammad Azarifar, Auburnin yliopisto

Erityisesti upotusjäähdytys voi vähentää energiankulutusta jopa 95% ja vähentää vedenkulutusta 90%. Suora nestejäähdytys saavuttaa vaikuttavat lämmönsiirtonopeudet 25 W/cm²-K vesipohjaisissa järjestelmissä. Näitä teknologioita käyttävät laitokset pyrkivät mahdollisimman alhaiseen energiatehokkuuteen (PUE) 1.1, verrattuna maailmanlaajuiseen keskiarvoon 1.55 vuonna 2022.

Käytännön esimerkit osoittavat jo näitä edistysaskeleita. Vuoden 2024 lopulla Start Campuksen SIN01-laitos Portugalissa aloitti toimitukset 15 MW IT-kapasiteettia käyttäen merivesipohjaista jäähdytystä nestejäähdytystekniikoiden rinnalla, tukien räkkejä, jotka ylittävät 100 kW PUE-tavoitteen ollessa 1.1. Samoin Digital Realtyn La Courneuve -hubi Pariisissa, joka avattiin vuonna 2023, sisältää suoran nestejäähdytyksen, jotta se pystyy käsittelemään suuren tiheyden omaavia tekoälytyökuormia ja vähentämään päästöjä.

Tärkeä huomautus: Nestejäähdytteiset räkit eivät luonnostaan hallitse kosteutta, joten erillinen järjestelmä on tarpeen. Lisäksi suorajäähdytteiset järjestelmät ovat edelleen riippuvaisia oheislaitteiden ilmajäähdytyksestä, mikä tekee niistä pikemminkin osittaisen kuin täydellisen ratkaisun.

Vapaa jäähdytys ja merivesijäähdytys

Vapaajäähdytysmenetelmät täydentävät nestejäähdytystä hyödyntämällä luonnonvaroja energiankulutuksen vähentämiseksi. Nämä järjestelmät käyttävät ympäröivää ilmaa tai vettä mekaanisten jäähdyttimien ohittamiseen, mikä vähentää energiankulutusta merkittävästi. Itse asiassa vapaajäähdytys voi olla 20 kertaa energiatehokkaampaa kuin perinteiset menetelmät, mikä vähentää suoraan hiilidioksidipäästöjä.

Meriveden jäähdytys on erityisen tehokasta rannikkolaitoksissa. Käyttämällä juomakelvotonta merivettä nämä järjestelmät saavuttavat vedenkäytön tehokkuuden (WUE) 0, mikä tarkoittaa, että ne eivät kuluta makeaa vettä. Esimerkiksi Portugalissa sijaitseva SIN01-laitos käyttää Atlantin merivettä skaalautuvan tekoälyinfrastruktuurin tukemiseen. Vastaavasti Digital Realtyn Cloud House Lontoossa ottaa jäähdytysvettä Thames-joesta ja palauttaa takaisin saman määrän, jonka se ottaa kestävän kierron ylläpitämiseksi. Singaporessa Digital Realtyn SIN10-laitos säästää 1,24 miljoonaa litraa vettä kuukausittain käyttämällä DCI-elektrolyysiä veden käyttöiän pidentämiseksi ja kemiallisten käsittelyjen poistamiseksi.

""Vapaa ilmajäähdytys voi olla yksi riskialttiimmista ja energiatehokkaimmista ratkaisuista yrityksille, jotka haluavat minimoida datakeskustensa käyttöönoton hiilijalanjäljen." – Kyle Chien, vanhempi johtaja, Platform Innovation, Digital Realty

Vapaajäähdytyksen onnistuminen riippuu suuresti paikallisista olosuhteista. Yksityiskohtainen mikroilmastotutkimus on välttämätön sen määrittämiseksi, mahdollistavatko lämpötila- ja kosteustasot tehokkaan käyttöönoton. Kuivassa ilmastossa haihdutusjäähdytys voi vähentää energiankulutusta jopa 80%, tarjoten toisen tehokkaan vaihtoehdon.

Jäähdytysratkaisut suuren tiheyden palvelimille

Tekoäly ja suurteholaskenta vievät räkkitiheyksiä yli 100 kW, joka ylittää reilusti ilmajäähdytyksen rajat, jonka teho on 20–35 kW. Kaksivaiheinen upotusjäähdytys on yksi ratkaisu näihin äärimmäisiin vaatimuksiin. Se hyödyntää kiehuvan ja uudelleen tiivistyvän dielektrisen nesteen latenttia lämpöä säiliön tehotiheyksien hallintaan 500 kW.

Kaksifaasijärjestelmiin liittyy kuitenkin sääntelyhaasteita, erityisesti polyfluorialkyyliyhdisteiden (PFAS) käyttöön fluoratuissa jäähdytysnesteissä. Yksivaiheinen upotusjäähdytys tarjoaa yksinkertaisemman vaihtoehdon, vaikka siitä puuttuu kaksifaasijärjestelmien edistynyt virtauksensäätö ja sitä rajoittavat dielektristen nesteiden ominaisuudet.

Elinkaariarvioinnit osoittavat, että nestejäähdytys voi merkittävästi vähentää energiankulutusta, kasvihuonekaasupäästöjä ja vedenkulutusta ilmajäähdytykseen verrattuna. Tekoälykuormia käsitteleville datakeskuksille nämä edut tekevät nestejäähdytyksestä välttämättömän.

Alla olevassa taulukossa vertaillaan tärkeimpiä jäähdytystekniikoita:

tekniikka	Telinetiheysraja	Energiansäästö	Ensisijainen etu
Ilmajäähdytys	20–35 kW	Lähtötilanne	Yksinkertainen, laajalti saatavilla
Suoraan sirulle	yli 100 kW	30%+	Kohdistuu kuumimpiin komponentteihin
Uppoutuminen	yli 100 kW	Jopa 95%	Ei sisällä tuulettimia, kompakti muotoilu
Kaksivaiheinen upotus	yli 500 kW	Korkein	Tukee erittäin suuria tiheyksiä

Vinkkejä jälkiasennukseen: Siirtyminen nestejäähdytykseen vaatii muutoksia lattiajärjestelyihin, räkkikokoonpanoihin ja vuotojenilmaisujärjestelmiin. Hybridilähestymistapa, jossa yhdistyvät ilmajäähdytys RDHx- tai DTC-järjestelmiin, voi minimoida laajojen laitospäivitysten tarpeen.

Vihreät käytännöt datakeskuksissa

Datakeskukset omaksuvat kiertotalouden periaatteita vähentääkseen jätettä ja hyödyntääkseen resursseja. Nämä toimet muuttavat laitokset yhteisön resursseiksi, pienentävät niiden ympäristöjalanjälkeä ja löytävät uusia tapoja hyödyntää muuten hylättyjä materiaaleja.

Hukkalämmön talteenotto

Datakeskukset muuntavat jopa 90% IT-energiastaan lämmöksi, josta suuri osa voidaan ottaa talteen. Esimerkiksi Saksassa yli 13 TWh sähköä vuodessa muunnetaan lämmöksi, vaikka suurin osa siitä jää tällä hetkellä käyttämättä.

Datakeskusten tuottama lämpö vaihtelee tyypillisesti 25–40 °C (77–104 °F), jota pidetään heikkolaatuisena. Jotta tästä lämmöstä olisi hyötyä asuinrakennusten lämmityksessä tai teollisissa prosesseissa, laitokset käyttävät korkean lämpötilan lämpöpumppuja (HTHP) veden lämpötilan nostamiseen 120 °C (248 °F). Nämä pumput ovat erittäin tehokkaita ja siirtävät lämpöä, joka on 3–6 kertaa suurempi kuin niiden kuluttama sähkö.

Useat hankkeet korostavat hukkalämmön talteenoton potentiaalia:

• Vuonna 2022 Microsoft ja Fortum kehittivät suomalaisissa datakeskuksissa järjestelmän, joka toimittaa 40% lämmityksen tarpeesta 250 000 asukasta.
• Equinixin Pariisissa vuonna 2023 avattu PA10-datakeskus tarjoaa ylijäämälämpöä maksutta Plaine Saulnierin kaupunkikehitysalueelle 15 vuoden ajan, mukaan lukien uima-allas Pariisin olympialaisia varten.
• Facebookin Odensen laitos Tanskassa lahjoittaa jopa 100 000 MWh hukkaenergiaa vuosittain kaupungin kaukolämpöjärjestelmään, mikä hyödyttää asuinrakennusten lämmitystä ja vähentää päästöjä vastaavasti kuin poistamalla 13 000 autoa tieltä joka vuosi.

Nestemäinen jäähdytys tekee lämmön talteenotosta entistä tehokkaampaa. Nämä järjestelmät tuottavat korkeamman lämpötilan hukkalämpöä verrattuna perinteiseen ilmajäähdytykseen. 1 MW:n korkean lämpötilan lämpöpumppu voi vähentää vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä 33 100–33 200 tonnia, saavuttaen 85,4%–85,6% vähennys verrattuna maakaasukattiloihin.

""Omaksumalla kiertotalouden käytäntöjä datakeskukset voivat muuttua erillisistä yksiköistä integroiduiksi yhteisön resursseiksi." – Scott Jarnagin, toimitusjohtaja, Caddis Cloud Solutions

Myös säännökset ajavat muutosta. EU:n tarkistettu energiatehokkuusdirektiivi (EED) edellyttää nyt datakeskuksilta, joiden energiankulutus on 1 MW tai enemmän käyttää hukkalämpöään uudelleen, ellei se ole teknisesti tai taloudellisesti mahdotonta. Tämä velvoite nopeuttaa käyttöönottoa kaikkialla Euroopassa, ja vastaavia käytäntöjä on syntymässä maailmanlaajuisesti.

Samalla kun hukkalämpöä hyödynnetään uudelleen, datakeskukset ratkaisevat myös toisen merkittävän haasteen: elektroniikkajätteen.

Elektroniikkajätteen käsittely

Usein IT-päivitykset, tyypillisesti joka 3–5 vuotta, tuottavat huomattavaa määrää elektroniikkajätettä. Komponentit sisältävät usein vaarallisia aineita, kuten lyijyä, litiumia, elohopeaa ja kadmiumia, joten asianmukainen hävittäminen on välttämätöntä ympäristön turvallisuuden kannalta.

Jotkut yritykset ovat edelläkävijöitä vastuullisessa elektroniikkajätteen käsittelyssä:

• Amazon Web Services (AWS) on siirtynyt 14,6 miljoonaa laitteistokomponenttia kaatopaikoilta kierrättämällä tai myymällä niitä "Käänteinen valmistus" -ohjelmansa kautta.
• Pure Storage tarjoaa "Storage-as-a-Service" -mallin, jonka avulla asiakkaat voivat päivittää komponentteja vaihtamatta kokonaisia järjestelmiä. Tämä lähestymistapa vähentää energiankulutusta jopa 5 kertaa ja vähentää elektroniikkajätettä ainakin 90%.
• Carrier/Sensitechin laitteiden takaisinotto-ohjelma on käynnistynyt uudelleen 8,5 miljoonaa lämpötilamittauslaitteita uudelleenkäyttöön vuodesta 2021 lähtien.
• Vertivin vaihto-ohjelma varmistaa, että vanhat keskeytymättömät virtalähteet (UPS) hävitetään tai kunnostetaan turvallisesti.

Erikoistuneet kierrätyskumppanuudet ottavat talteen arvokkaita materiaaleja vanhentuneista laitteista ja minimoivat samalla myrkyllisten aineiden aiheuttamat haitat. Lisäksi paremmat jäähdytysstrategiat pidentävät IT-laitteiston käyttöikää, mikä vähentää tarvetta usein tapahtuville vaihdoille.

Kiertotalouden lähestymistavat

Lämmön talteenoton ja kierrätyksen lisäksi datakeskukset omaksuvat laajempia kiertotalousstrategioita resurssien käytön maksimoimiseksi. Modulaariset rakenteet mahdollistavat komponenttitason päivitykset täydellisten vaihtojen sijaan, mikä vähentää jätettä ja alentaa kustannuksia.

Datakeskukset löytävät myös innovatiivisia tapoja resurssien uudelleenkäyttöön:

• Jäähdytysjärjestelmissä käytetään käsiteltyä jätevettä.
• Hukkalämpöä hyödynnetään hiilidioksidin talteenottoon tai veden puhdistukseen paikan päällä.

Erinomainen esimerkki on EcoDataCenter Falunissa, Ruotsissa, joka integroi hukkalämpönsä viereiseen teolliseen ekosysteemiin. Läheinen tehdas käyttää lämpöä puupellettien kuivaamiseen, mikä luo suljetun kierron energiajärjestelmän.

Isossa-Britanniassa Deep Green otti käyttöön "digitaalisen kattilan" julkisessa uimahallissa Exmouthissa maaliskuussa 2023. Pienen datakeskuksen lämpö pitää nyt uima-altaan lämpimänä, mikä vähentää merkittävästi sen riippuvuutta kaasusta.

""IT-laitteiden käyttövaiheen pidentäminen optimaalisten jäähdytysstrategioiden ja komponenttien uudelleenkäytettävyyden avulla vähentää elektroniikkajätettä ja minimoi hiilijalanjäljen." – ABI Research

Siirtyminen ilmajäähdytyksestä nestejäähdytysteknologioihin, kuten kylmälevyihin, voi vähentää vedenkulutusta 30% - 50% ja vähentää jäähdytykseen liittyvää virrankulutusta 20% - 30%. Nämä järjestelmät eivät ainoastaan paranna energiatehokkuutta, vaan tuottavat myös korkealaatuisempaa hukkalämpöä, mikä helpottaa sen talteenottoa ja uudelleenkäyttöä.

Yhdessä nämä toimet osoittavat datakeskusten potentiaalin toimia sekä tehokkaasti että ympäristöystävällisesti ja linjassa vihreän majoituksen periaatteet.

Politiikka- ja teollisuusaloitteet

Hallitukset ja alan johtajat ajavat eteenpäin vihreämpiä datakeskuksia säännösten ja taloudellisten kannustimien yhdistelmän avulla.

Hallituksen politiikka, joka ajaa muutosta

Yhdysvalloissa datakeskusten kehittäminen on nostettu kansalliseksi prioriteetiksi, ja vahva painopiste on puhtaammissa toiminnoissa. Heinäkuussa 2025 presidentti Donald J. Trump allekirjoitti Toimeenpanoasetus 14318, jonka tarkoituksena on nopeuttaa liittovaltion lupamenettelyjä datakeskusinfrastruktuurille. Tähän sisältyy korkeajännitteisen siirron ja luotettavan perusvoiman priorisointi.

""Hallintoni aikoo toteuttaa rohkeita, laaja-alaisia teollisuussuunnitelmia, joilla Yhdysvallat nostetaan johtoasemaan kriittisissä valmistusprosesseissa ja -teknologioissa... mukaan lukien tekoälyyn (AI) perustuvat datakeskukset ja niitä tukeva infrastruktuuri." – Donald J. Trump, Yhdysvaltain presidentti

Ympäristönsuojeluvirasto EPA esitteli ns. ""Suuren amerikkalaisen paluun voimanlähteenä"" aloite Clean Air Act -tarkastelujen virtaviivaistamiseksi. Tämä lähestymistapa yksinkertaistaa vara- ja ensisijaisten virtalähteiden ympäristötarkastusprosessia. Kuten EPA:n pääjohtaja Lee Zeldin totesi:

""Puhdasilmalain tarkastelujen yksinkertaistaminen nopeuttaa tekoälyinfrastruktuurin kehittämistä.""

Singapore on omaksunut yhteistyölähestymistavan Vihreän datakeskuksen tiekartta, joka on kehitetty yhdessä alan sidosryhmien kanssa. Tämän etenemissuunnitelman tavoitteena on lisätä 300 MW uutta kapasiteettia ja samalla edellyttää laitosten saavuttavan vähintään 1,3:n energiatehokkuus (PUE) seuraavan vuosikymmenen aikana. Heinäkuussa 2023 Singapore myönsi alustavasti 80 MW kapasiteettia yrityksille, kuten AirTrunk-ByteDance, Equinix, GDS ja Microsoft, niiden noudattaessa huipputason energiatehokkuusstandardeja ja Green Mark DC Platinum -sertifiointia. Lisäksi 200 MW on varattu uusiutuvia energialähteitä käyttäville toimijoille.

Nämä politiikat tasoittavat tietä taloudellisille kannustimille, jotka leikkaavat merkittävästi vihreiden hankkeiden pääomakustannuksia.

Taloudelliset kannustimet vihreään siirtymään

Yhdysvalloissa liittovaltion verohyvityksillä on suuri rooli vihreän infrastruktuurin kustannusten vähentämisessä. 48E §:n puhtaan sähkön investointiverohyvitys tarjoaa perusluoton 30% investointeihin päästöttömiin sähkölaitoksiin ja energian varastointijärjestelmiin. Kotimaisen sisällön tai "energiayhteisöjen" (hiilivoimaloiden sulkemisista tai brownfield-alueista kärsivien alueiden) hankkeiden bonuksilla tämä hyvitys voi nousta 70%:hen.

Verohyvitys	IRC-osio	Perusetu	Maksimaalinen hyöty	Tukikelpoiset teknologiat
Puhdas sähkö ITC	48E	30%	70%	Päästöttömät sähkölaitokset
Energiatehokkaat rakennukset	179D	Jopa $5+ neliöjalkaa kohden	Vaihtelee	LVI, valaistus, rakennuksen vaippa
Nollapäästöinen ydinvoima	45U	1,5 senttiä/kWh	Ei käytössä	Olemassa olevat ydinlaitokset
Hiilioksidin sitominen	45Q	$12–$85/tonni	Vaihtelee	Maakaasu hiilen talteenotolla (CCS)

Nämä kannustimet vauhdittavat merkittäviä investointeja. Esimerkiksi Microsoft solmi syyskuussa 2024 Constellation Energyn kanssa sopimuksen Three Mile Islandin toisen yksikön ydinreaktorin uudelleenavaamisesta vuoteen 2028 mennessä hyödyntäen vuoden 2022 inflaation vähentämislain ydinvoimalle tarjoamia verohelpotuksia. Samoin Amazon varmisti kesäkuussa 2025 Talen Energyn kanssa sopimuksen 1 920 MW:n hiilivapaasta ydinvoimasta vuoteen 2042 asti, ja suunnitelmissa on tutkia pieniä modulaarisia reaktoreita (SMR).

Singapore tarjoaa myös suoria avustuksia, kuten Energiatehokkuusavustus (EEG), joka tarjoaa jopa 70%:n yhteisrahoitusta pienille ja keskisuurille yrityksille energiatehokkaiden IT-laitteiden käyttöönotossa, enintään $30 000 yritystä kohden. Lisäksi Vesitehokkuusrahasto tukee kierrätyslaitosten asentamista ja jäähdytystornien optimointia, erityisesti datakeskuksissa, jotka kuluttavat vuosittain vähintään 60 000 kuutiometriä vettä.

Näiden taloudellisten kannustimien kehittyessä uudet energiatrendit muokkaavat datakeskusten energianhankintatapoja.

Tulevaisuuden trendit ja suositukset

Ydinenergia tekee paluun, ja yritykset varmistavat hiilivapaan perusvoiman saannin 24/7. Kesäkuussa 2024 Google solmi kumppanuuden Fervo Energyn ja NV Energyn kanssa kehittääkseen 500 MW:n geotermisen hankkeen Utahissa, joka on skaalattavissa 2 GW:iin. Samoin Meta aloitti yhteistyön Sage Geosystemsin kanssa elokuussa 2024 toimittaakseen 150 MW:n geotermisen energian vuoteen 2027 mennessä.

Paikan päällä tapahtuva sähköntuotanto on myös kasvattamassa suosiotaan, kun kehittäjät pyrkivät välttämään verkkoonliittymien viivästyksiä. Jotkut tutkivat tulevaisuuden hiilidioksidin talteenottokyvyillä varustettuja maakaasuturbiineja, jotka oikeuttavat 45Q-pykälän mukaiseen verohyvitykseen $12–$85 talteenotettua hiilitonnia kohden.

Yhteistyö alan sisällä on ratkaisevan tärkeää edistyksen kannalta. Green Software Foundation korostaa tehokkaan ohjelmoinnin merkitystä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Puheenjohtaja Sanjay Podder totesi:

""Hyvä ohjelmistosuunnittelu on jotain, jonka olemme laiskoina ohjelmoijina kadottaneet tämän uuden yltäkylläisyyden aikakauden aikana.""

Singaporen Vihreän datakeskuksen tiekartta käsitellään dynaamisena suunnitelmana, joka kehittyy yhteistyössä operaattoreiden, loppukäyttäjien, toimittajien ja akateemisten laitosten kanssa.

Datakeskusten ylläpitäjiä kannustetaan myös tekemään kustannuserottelututkimuksia, joissa rakennusten omaisuus luokitellaan uudelleen lyhytikäisempiin luokkiin, mikä nopeuttaa poistojen vähentämistä. Lisäksi heidän tulisi pitää silmällä määräaikoja – kuten One Big Beautiful Bill -lain mukaista 179D-vähennysten nopeutettua päättymistä kesäkuussa 2026 – verohyötyjen maksimoimiseksi. Sijainnin valinnan varhainen suunnittelu voi kompensoida vihreän infrastruktuurin pääomakustannuksia 30%–70%.

Nämä uudet teknologiat sekä niitä tukevat politiikat ja kannustimet edistävät siirtymistä kohti vihreämpiä ja tehokkaampia datakeskuksia.

Johtopäätös

Avaimet takeawayt

Siirtyminen kohti vihreämpiä datakeskuksia ei tarkoita pelkästään päästöjen vähentämistä – kyse on myös kustannusten leikkaamisesta ja kilpailukyvyn säilyttämisestä. Energia on edelleen datakeskusten suurin kuluerä, ja sen maailmanlaajuisen kulutuksen odotetaan ylittävän 1 000 TWh vuoteen 2026 mennessä. Parantamalla tehokkuutta operaattorit voivat alentaa laskujaan merkittävästi. Teknologiat, kuten edistyneet jäähdytysjärjestelmät, uusiutuvan energian integrointi ja hukkalämmön talteenotto, tekevät suuren eron. Esimerkiksi Pekingissä sijaitseva datakeskus, jossa käytetään transkriittisiä CO₂-lämpöpumppuja, vähensi CO₂-päästöjä 12 880 tonnilla vuodessa ja leikkasi investointikustannuksia 10,21 TP₃T. Vastaavasti Ciscon globaali konsolidointiohjelma vuosina 2016–2022 leikkasi sähköntuotantokapasiteettia 401 TP₃T, mikä säästää 13 miljoonaa TP₃T vuodessa.

Mittarit, kuten PUE (virrankulutuksen tehokkuus), WUE (vedenkulutuksen tehokkuus) ja CUE (hiilidioksidin käytön tehokkuus), ovat ratkaisevan tärkeitä näiden parannusten seurannassa. Palvelinräkkien tiheyksien noustessa 10–30 kW:iin tekoälykuormien käsittelemiseksi perinteinen ilmajäähdytys on jäämässä pois käytöstä. Nestejäähdytys ja hukkalämmön talteenotto ovat nyt välttämättömiä tiheästi rakennetuille toimijoille. Lisäksi hallituksen kannustimet ja politiikat nopeuttavat ympäristöystävällisten käytäntöjen käyttöönottoa koko toimialalla.

Miksi vihreät datakeskukset ovat tärkeitä hostingille

Hosting-palveluntarjoajille vihreät datakeskukset ovat enemmän kuin ympäristövalinta – ne ovat strateginen etu. Asiakkaat etsivät yhä enemmän kestäviä vaihtoehtoja, ja sertifikaateista, kuten LEED ja Energy Star, on tulossa keskeisiä erottautumistekijöitä. Pelkästään pilvipalvelut voisivat pienentää maailmanlaajuista IT-alan hiilijalanjälkeä jopa 381 TP3 TB:lla. Nykyaikaiset palvelimet tarjoavat myös enemmän tehokkuutta tukemalla 3121 TP3 TB:lla enemmän virtuaalikoneita bladea kohden kuin vuonna 2016 ja vähentämällä samalla energiankulutusta virtuaalikonetta kohden 271 TP3 TB:lla.

Myös luotettavuus paranee. Uusiutuva energia yhdistettynä akkuvarastointiin varmistaa vakaamman virransaannin jopa sähköverkon häiriöiden tai äärimmäisten sääilmiöiden aikana. Vuonna 2025 joka kymmenes datakeskuksen käyttökatkos aiheutti vakavia häiriöitä, mikä korostaa joustavan infrastruktuurin tarvetta. Vihreät datakeskukset kehittyvät myös energiayhteistyökumppaneiksi, jotka syöttävät ylijäämäistä uusiutuvaa energiaa tai hyödyntävät hukkalämpöä paikallisissa sähköverkoissa, mikä vahvistaa niiden roolia älykkäissä energiaverkoissa.

Tulevaisuuteen katsoen

Hosting-palveluiden tulevaisuus suosii yhä enemmän kestävää infrastruktuuria. Vuoteen 2028 mennessä Yhdysvaltain datakeskukset saattavat kuluttaa jopa 121 TP3T maan sähköstä, kun vastaava luku vuonna 2023 oli 4,41 TP3T. Tämän kysynnän vastuullinen tyydyttäminen vaatii välittömiä toimia. Hosting-palveluntarjoajien tulisi pyrkiä vihreisiin sertifikaatteihin, valita sijainteja, joissa on uusiutuvan energian saatavuus, ja ottaa käyttöön palvelinvirtualisointi laitteistotarpeiden minimoimiseksi. Hosting-ratkaisuja etsivien yritysten tulisi arvioida palveluntarjoajien kestävän kehityksen mukaisia toimia ja tutkia hybridimalleja, jotka tasapainottavat paikallisia tarpeita vihreiden pilvipalveluiden kanssa. Kiertotalouskäytännöistä, kuten laitteiden kunnostamisesta ja elektroniikkajätteen vastuullisesta käsittelystä, tulee pian standardi määräysten tiukentuessa.

Klo Serverion (https://serverion.com), olemme omistautuneet edistämään näitä kestäviä ratkaisuja ja varmistamaan tehokkaan hosting-palvelun, joka on valmis tuleviin haasteisiin.

UKK

Mitä toimia datakeskukset tekevät parantaakseen energiatehokkuuttaan ja saavuttaakseen alhaiset PUE-pisteet?

Datakeskukset säilyttävät Virrankäytön tehokkuus (PUE) saavuttavat alhaiset pisteet ottamalla käyttöön energiaälykkäitä teknologioita ja käytäntöjä. He luottavat huippuluokan palvelimiin ja laitteistoihin, jotka on rakennettu tarjoamaan huippusuorituskykyä ja samalla käyttämään vähemmän virtaa. Jäähdytyshaasteen ratkaisemiseksi he käyttävät menetelmiä, kuten nestejäähdytystä, vapaajäähdytystä tai kuuma-/kylmäkäytävän eristystä, jotka auttavat vähentämään lämpötilojen hallintaan tarvittavaa energiaa.

Jäähdytyksen lisäksi monet datakeskukset siirtyvät uusiutuviin energialähteisiin, tehokkaisiin sähkönjakelujärjestelmiin ja reaaliaikaisiin valvontatyökaluihin energiankulutuksen hienosäätöön. Yhdistämällä edistyneitä jäähdytystekniikoita, puhtaampia energiavaihtoehtoja ja virtaviivaistettua toimintaa datakeskukset eivät ainoastaan paranna PUE-arvoaan, vaan myös pienentävät kokonaisympäristöjalanjälkeään.

Miten uusiutuva energia tekee datakeskuksista kestävämpiä?

Uusiutuvalla energialla on ratkaiseva rooli datakeskusten kestävämmässä kehityksessä, sillä se vähentää hiilidioksidipäästöjä ja riippuvuutta uusiutumattomista energialähteistä. Energiaratkaisujen, kuten aurinkoenergia, tuulienergia ja vetypolttokennot antaa datakeskuksille mahdollisuuden vähentää merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä ja samalla edistää maailmanlaajuisia ilmastotoimia.

Ympäristöhyötyjen lisäksi uusiutuva energia voi johtaa myös alhaisemmat käyttökustannukset ja suurempi energiatehokkuus – yhä tärkeämpi tekijä energian kysynnän kasvaessa tekoälyn ja muiden resurssi-intensiivisten teknologioiden kasvun myötä. Uusiutuvan energian yhdistäminen edistysaskeliin, kuten hukkalämmön talteenottojärjestelmät ja älykkäät energianhallintatyökalut mahdollistaa datakeskusten ympäristöjalanjälkensä pienentämisen tinkimättä suorituskyvystä tai luotettavuudesta.

Tämä siirtymä on ratkaiseva askel kohti ilmastoneutraalin digitaalisen infrastruktuurin rakentamista ja kestävämmän tulevaisuuden tukemista kaikille.

Miksi nestejäähdytys on ratkaisevan tärkeää nykyaikaisissa datakeskuksissa?

Nestejäähdytys on kasvattamassa suosiotaan nykyaikaisissa datakeskuksissa älykkäämpänä tapana käsitellä nykyaikaisten tehokkaiden laitteistojen tuottamaa lämpöä. Tämä koskee myös tekoälyä (AI) käyttäviä järjestelmiä ja muita vaativia sovelluksia. Toisin kuin perinteinen ilmajäähdytys, nestejäähdytys siirtää lämpöä paljon paremmin, mikä auttaa vähentämään energiankulutusta ja pitämään käyttökustannukset kurissa.

Koska datakeskukset luottavat yhä enemmän tiheämpiin laitteistoihin ja edistyneisiin teknologioihin, nestejäähdytys ei ainoastaan paranna suorituskykyä, vaan myös vähentää resurssien kuormitusta. Se tukee korkeampia käyttölämpötiloja samalla, kun se käyttää vähemmän vettä ja sähköä, mikä tarjoaa resurssitietoisemman lähestymistavan kriittisten järjestelmien luotettavuuden ja tehokkuuden ylläpitämiseen.

Aiheeseen liittyvät blogikirjoitukset

• Energiatehokkuus palvelinkeskuksissa: virtualisoinnin edut
• Microsoftin nollavesijäähdytys: Oppitunteja datakeskuksille
• Vihreät datakeskukset lohkoketjujen ylläpitoon
• Konesalipalvelun energiamittarit: Mitä seurata