Centra danych zużywają ogromne ilości energii, przyczyniając się do globalnej emisji dwutlenku węgla wynoszącej 2%. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania spowodowanym przez sztuczną inteligencję i przetwarzanie w chmurze, zużycie energii może osiągnąć 1000 TWh do 2026 roku. Oto, w jaki sposób centra danych zmniejszają swój wpływ na środowisko:

• Efektywność energetyczna:Wskaźniki takie jak PUE (Efektywność Zużycia Energii) i WUE (Efektywność Zużycia Wody) pomagają monitorować wydajność. Centra ekologiczne dążą do osiągnięcia PUE bliskiego 1,0 i minimalnego zużycia wody.
• Energia odnawialna:Systemy solarne, wiatrowe i magazynowania energii w akumulatorach zapewniają zasilanie przedsiębiorstw, jednocześnie zmniejszając zależność od paliw kopalnych.
• Zaawansowane chłodzenie:Chłodzenie cieczą i chłodzenie swobodne zmniejszają zużycie energii nawet o 30%, podczas gdy chłodzenie wodą morską eliminuje potrzebę stosowania wody słodkiej.
• Odzysk ciepła odpadowego:Ciepło wytwarzane przez urządzenia IT jest ponownie wykorzystywane w ciepłownictwie lub procesach przemysłowych.
• Gospodarka odpadami elektronicznymi:Recykling, odnawianie i modułowe konstrukcje minimalizują ilość odpadów elektronicznych.

Zmiany te są napędzane przez surowsze przepisy, zobowiązania korporacyjne i zachęty finansowe, takie jak ulgi podatkowe. Wdrażając te praktyki, centra danych obniżają koszty, oszczędzają zasoby i realizują cele zrównoważonego rozwoju.

Wewnątrz centrów danych: zarządzanie efektywnością energetyczną i zrównoważonym rozwojem

sbb-itb-59e1987

Wskaźniki i standardy efektywności energetycznej

Zielone wskaźniki, takie jak PUE i WUE, są niezbędne do pomiaru efektywności wykorzystania zasobów przez centra danych, oferując jasne wskazówki dotyczące usprawniania operacji.

Zrozumienie PUE i WUE

PUE (Efektywność zużycia energii) ocenia efektywność energetyczną poprzez porównanie całkowitego zużycia energii w obiekcie z energią zużywaną przez sprzęt IT. Idealny wynik PUE wynosi 1.0 Oznacza to, że cała energia jest przeznaczona na obliczenia, bez kosztów chłodzenia, oświetlenia czy dystrybucji energii. Podczas gdy większość centrów danych działa z wykorzystaniem PUE pomiędzy 1,5 i 1,6, liderzy branży, tacy jak Microsoft, odnotowali imponującą średnią światową 1.17 w roku fiskalnym 2025.

WUE (Efektywność zużycia wody) mierzy zużycie wody na kilowatogodzinę energii IT. Idealna wartość WUE wynosi 0, osiągalne tylko w obiektach wykorzystujących wyłącznie systemy chłodzenia powietrzem. Średnio globalny WUE wynosi 1,9 litra na kWh, ale różnice regionalne są wyraźne. Dane Microsoftu za rok fiskalny 2025 podkreślają tę różnicę: zakłady w regionie EMEA osiągnęły wskaźnik WUE na poziomie zaledwie 0,03 l/kWh, podczas gdy średnia dla obu Ameryk wynosiła 0,34 l/kWh.

Te wskaźniki uwypuklają istotne kompromisy. Na przykład, chłodzenie wyparne może zmniejszyć PUE, ale zwiększyć zużycie wody, podczas gdy chłodzenie suchym powietrzem oszczędza wodę, ale wymaga więcej energii.

Globalne wskaźniki porównawcze i cele na rok 2030

Wyniki są bardzo zróżnicowane w zależności od regionu. Na przykład w regionie Bliskiego Wschodu, Afryki i Ameryki Łacińskiej średnia PUE wynosi 1.7, podczas gdy amerykańskie obiekty Google'a osiągnęły imponujące wyniki 1.08. Pomimo tych postępów, globalny średni wskaźnik PUE pozostał w zasadzie niezmieniony od 2018 r. Ta stagnacja odzwierciedla wyzwania związane z wydajnością starszych obiektów przedsiębiorstw, które niwelują korzyści osiągnięte przez nowsze, hiperskalowalne centra danych.

"Średnie poziomy PUE pozostają na ogół na niezmienionym poziomie piąty rok z rzędu, ale przesłania to postęp w nowszych, większych obiektach". – Global Data Center Survey 2024, przeprowadzony przez Uptime Institute.

Patrząc w przyszłość, na rok 2030, główni dostawcy zobowiązali się do dopasowania 100% swojego zużycia energii ze źródeł energii bezemisyjnej lub odnawialnych. Ta zmiana jest niezbędna, ponieważ szacuje się, że pośrednie zużycie wody – wykorzystywanej przez elektrownie do wytwarzania energii elektrycznej – wynosi 12 razy wyższy niż woda używana bezpośrednio do chłodzenia. Dla porównania, elektrownie węglowe zużywają około 19 185 galonów na MWh, podczas gdy energia słoneczna i wiatrowa nie wymaga prawie żadnej ilości wody.

Powyższe punkty odniesienia podkreślają potrzebę ponownego przemyślenia strategii projektowania, co zostanie omówione w następnej sekcji.

Jak metryki kształtują decyzje projektowe

Wskaźniki takie jak PUE i WUE bezpośrednio wpływają na sposób projektowania i eksploatacji centrów danych. Operatorzy muszą starannie dobierać te wskaźniki, ponieważ skupienie się na jednym bez uwzględnienia drugiego może prowadzić do niezamierzonych konsekwencji. Na przykład, przyjęcie ASHRAE A1 Dopuszczalne normy – które wiążą się z pracą urządzeń w nieco wyższych temperaturach – mogą obniżyć zapotrzebowanie na energię chłodzącą, przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności sprzętu.

Nowe technologie zmieniają również strategie efektywności. Układy chłodzenia zamkniętego i zanurzeniowego może zmniejszyć zużycie słodkiej wody nawet o 70%, choć mogą wymagać więcej energii w przypadku agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem. Podobnie, używając Konfiguracje prądu stałego (DC) a ominięcie zasilaczy UPS może zwiększyć ogólną wydajność 17.5% do 53.2% poprzez redukcję strat energii. Jednak mniej niż 50% operatorów śledzi obecnie zaawansowane wskaźniki niezbędne do spełnienia nadchodzących przepisów dotyczących zrównoważonego rozwoju, co pozostawia wiele miejsca na poprawę.

Wskaźniki te to nie tylko liczby – stanowią one siłę napędową innowacji, które ukształtują przyszłość zrównoważonego funkcjonowania centrów danych, co zostanie szczegółowo opisane w dalszej części artykułu.

Integracja energii odnawialnej

Energia odnawialna odgrywa kluczową rolę w ograniczaniu emisji dwutlenku węgla w centrach danych. W 2024 roku energia wiatrowa i słoneczna stanowiła około 24% energii elektrycznej zużywanej przez amerykańskie centra danych. Oczekuje się, że globalne zużycie energii elektrycznej przez centra danych osiągnie 945 TWh do roku 2030 integracja odnawialnych źródeł energii stanie się czymś więcej niż tylko inicjatywą proekologiczną – stanie się również inteligentnym posunięciem biznesowym.

Rozwiązania w zakresie energii odnawialnej na miejscu

Instalacja paneli słonecznych i turbin wiatrowych bezpośrednio w centrach danych oferuje wiele korzyści. Systemy te zmniejszają straty energii związane z przesyłem, stabilizują koszty i zmniejszają zależność od sieci energetycznych, które mogą nadal być uzależnione od paliw kopalnych.

Panele słoneczne działają najlepiej w ciągu dnia, podczas gdy turbiny wiatrowe często generują energię wieczorem lub w miesiącach zimowych. Razem zapewniają one stałe dostawy energii bezemisyjnej. Na przykład centrum danych Cisco w Allen w Teksasie wykorzystuje… Farma wiatrowa o mocy 10 MW oraz panele słoneczne na dachu, uzupełnione obrotowym systemem UPS, który eliminuje negatywne skutki dla środowiska tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Podobnie, Google obsługuje rozległe pole słoneczne w swoim centrum danych w St. Ghislain w Belgii, bezpośrednio zasilając swoją działalność.

Coraz popularniejsza jest koncepcja tworzenia "kampusy energetyczne" – obiekty, w których współistnieje wytwarzanie energii odnawialnej i infrastruktura centrów danych. Takie rozwiązania pozwalają centrom działać niezależnie od tradycyjnych, często wysokoemisyjnych, sieci energetycznych. Niektórzy operatorzy rezerwują lokalne odnawialne źródła energii do celów niezwiązanych z IT, takich jak zasilanie oświetlenia i powierzchni biurowych, jednocześnie pozyskując energię dla IT innymi, ekologicznymi metodami. Cisco informuje, że 72% energii elektrycznej i energii elektrycznej z globalnego centrum danych 100% energii elektrycznej w jego amerykańskim centrum danych pochodzi ze źródeł odnawialnych, 1,8 MW energii słonecznej zainstalowanej na terenie należących do niej obiektów.

Wskazówka: Oceń potencjał wiatru i słońca na swojej działce, uwzględniając lokalną infrastrukturę przesyłową. Pomoże to zidentyfikować najbardziej opłacalne rozwiązanie energetyczne na miejscu. Połączenie energii słonecznej i wiatrowej może również zmniejszyć rozmiar – i koszt – potrzebnych akumulatorów.

Lokalne odnawialne źródła energii stanowią podstawę dla systemów magazynowania energii, które mają zaradzić zmienności zasobów energii odnawialnej.

Systemy magazynowania energii w akumulatorach (BESS)

Ponieważ produkcja energii słonecznej i wiatrowej może być niestabilna, niezbędne są systemy magazynowania energii (BESS). Systemy te magazynują nadwyżki energii w okresach szczytowego zapotrzebowania i uwalniają je w okresach spadków lub wzrostu zapotrzebowania.

BESS zapewnia dostęp do energii odnawialnej na żądanie, co jest kluczowe dla centrów danych wymagających nieprzerwanego zasilania. Oprócz funkcji rezerwowej, BESS wspiera również stabilność sieci poprzez regulację częstotliwości i napięcia, co staje się coraz bardziej niezbędne w miarę jak energia odnawialna staje się coraz ważniejsza w sieci.

Operatorzy wykorzystują BESS do takich strategii jak: "ścinanie szczytów" (zmniejszenie zużycia energii w godzinach szczytu) i "przesunięcie obciążenia" (wykorzystując zmagazynowaną energię w godzinach szczytu, gdzie jest ona droga, i ładując ją w tańszych godzinach poza szczytem). Ta elastyczność może wygenerować do $0,58 na obciążenie kVA w dziennych przychodach.

W Wirginii EVLO wdrożyło 300 MWh BESS aby sprostać zapotrzebowaniu energetycznemu systemów sztucznej inteligencji, wspierając jednocześnie cele stanu w zakresie energii odnawialnej. Tymczasem projekt Humidor BESS w hrabstwie Los Angeles, z 400 MW i 1200 MWh mocy, zmniejsza zależność od elektrowni opalanych gazem i generuje $2 miliony rocznie w postaci lokalnych dochodów podatkowych.

Wygładzając zużycie energii odnawialnej, BESS pomaga centrom danych zbliżyć się do niemal zerowej emisji dwutlenku węgla.

Kluczowa informacja: System BESS nie powinien zastępować zasilaczy UPS. Chociaż systemy UPS zapewniają natychmiastową ochronę, aktywacja BESS zajmuje kilka sekund. Używaj obu: UPS-a do natychmiastowego zaspokojenia potrzeb i BESS-a do długoterminowego wsparcia energetycznego. Pamiętaj o uwzględnieniu w budżecie kosztów konserwacji i modernizacji po około 10 lat aby utrzymać wydajność systemu Długość życia 25–30 lat.

Strategie pozyskiwania energii odnawialnej

W przypadku centrów danych, które nie są w stanie wygenerować na miejscu wystarczającej ilości energii, strategie zaopatrzenia oferują alternatywne rozwiązania. Umowy zakupu energii (PPA) i Kredyty energii odnawialnej (REC) są dwiema popularnymi opcjami.

Umowy PPA umożliwiają operatorom zabezpieczenie długoterminowych, przewidywalnych kosztów energii – zazwyczaj 10–20 lat – jednocześnie bezpośrednio finansując nowe projekty z zakresu energii odnawialnej. Na przykład Google podpisało w 2010 roku 20-letnią umowę PPA na 114 MW energii wiatrowej z farmy w Iowa, aby zasilić swoje centrum danych w Council Bluffs. Do lutego 2025 roku Amazon Web Services ma pozostać największym na świecie korporacyjnym nabywcą energii odnawialnej, z ponad 100 projektów solarnych i wiatrowych zasilając swoją działalność.

REC są jednak wykorzystywane przede wszystkim do raportowania zrównoważonego rozwoju i zazwyczaj nie oferują oszczędności. Firmy, które w dużym stopniu polegają na REC, ryzykują oskarżenie o "ekościemę"."

"Organizacje ryzykują oskarżenia o greenwashing, jeśli zakupione certyfikaty energii odnawialnej staną się głównym lub jedynym elementem strategii zrównoważonego rozwoju". – Uptime Institute

Branża obecnie zmienia kierunek Energia bezemisyjna (CFE) 24/7, co oznacza dopasowanie każdej godziny zużycia energii do lokalnych, bezemisyjnych źródeł – a nie tylko kompensowanie rocznych sum. Na początku 2024 roku Google zapewniło sobie 478 MW umowy PPA na energię wiatrową na morzu do zasilania swoich holenderskich centrów danych, dążąc do 90% Czysta energia co godzinę dzięki dopasowanej podaży i magazynowaniu. Microsoft przetestował również całodobowe umowy PPA w Szwecji, wykorzystując śledzenie godzinowe, aby dostosować zapotrzebowanie na energię do podaży energii odnawialnej.

Obecnie całodobowa zielona umowa PPA wykorzystująca systemy wiatrowe, słoneczne i litowo-jonowe kosztuje ponad $200 na MWh w większości obszarów. Jednak włączenie długotrwałego magazynowania energii (LDES) może obniżyć koszty poniżej $100 na MWh. W USA rząd federalny Ulga podatkowa na inwestycje (ITC) oferuje 30% ulga podatkowa dla projektów z zakresu energii odnawialnej, dzięki której inwestycje te stają się atrakcyjniejsze.

Następny krok: Zdywersyfikuj swoje odnawialne źródła energii, łącząc energię wiatrową i słoneczną, aby zapewnić sobie stabilniejsze dostawy. Jeśli korzystasz ze współdzielonego obiektu, upewnij się, że umowa jasno określa obowiązki dotyczące zakupu energii odnawialnej i własności REC.

Zaawansowane technologie chłodzenia

Systemy chłodzenia mogą odpowiadać za aż 40% całkowitego zużycia energii w centrum danych. Dzięki obciążeniom AI gęstość szaf osiągnie niespotykany dotąd poziom – spodziewany 50 kW do 2027 roku – tradycyjne metody chłodzenia powietrza przestają być skuteczne. Chłodzenie powietrzem jest skuteczne do około 280 W na chip, ale nowe procesory AI są na dobrej drodze, aby przekroczyć 700 W do 2025 r. Zaawansowane metody chłodzenia wkraczają na rynek, aby stawić czoła tym wyzwaniom, zwiększając efektywność energetyczną i wspierając zmieniające się wymagania centrów danych intensywnie korzystających ze sztucznej inteligencji.

Systemy chłodzenia cieczą

Chłodzenie cieczą staje się coraz bardziej skuteczną alternatywą dla chłodzenia powietrzem, głównie ze względu na lepsze właściwości odprowadzania ciepła przez wodę – około 2,7 razy większa niż powietrze. Ta wydajność przekłada się na znaczną oszczędność energii, a chłodzenie cieczą zmniejsza całkowite zużycie energii w centrum danych o co najmniej 30% w porównaniu do systemów powietrznych.

Istnieją trzy główne metody chłodzenia cieczą:

• Bezpośrednio na układ scalony (DTC): Wykorzystuje mikrokanalikowe płyty chłodzące do chłodzenia określonych podzespołów.
• Chłodzenie zanurzeniowe:Zanurzanie serwerów w płynie dielektrycznym w celu zapewnienia maksymalnego rozproszenia ciepła.
• Wymienniki ciepła tylnych drzwi (RDHx):Umieszcza wypełnione płynem cewki na stojakach serwerowych w celu zarządzania ciepłem.

"Niezależnie od wybranej technologii chłodzenia cieczą, zawsze będzie ona bardziej wydajna niż chłodzenie powietrzem, ponieważ ilość energii potrzebna do wymuszonej konwekcji powietrza zawsze będzie kilkakrotnie większa niż ilość energii potrzebna do przemieszczenia cieczy przy takim samym schłodzeniu". – Mohammad Azarifar, Uniwersytet w Auburn

W szczególności chłodzenie zanurzeniowe może obniżyć zużycie energii nawet o 95% i zmniejszyć zużycie wody poprzez 90%. Bezpośrednie chłodzenie cieczą zapewnia imponującą szybkość wymiany ciepła 25 W/cm²-K w systemach wodnych. Obiekty wdrażające te technologie dążą do osiągnięcia efektywności wykorzystania energii (PUE) na poziomie co najmniej 1.1, w porównaniu do średniej światowej 1.55 w 2022 roku.

Przykłady z życia wzięte już pokazują te postępy. Pod koniec 2024 roku obiekt SIN01 Start Campus w Portugalii rozpoczął dostawy 15MW pojemności IT wykorzystującej chłodzenie oparte na wodzie morskiej wraz z technologiami chłodzenia cieczą, obsługując szafy o wymiarach przekraczających 100 kW z celem PUE wynoszącym 1.1. Podobnie, paryski hub Digital Realty La Courneuve, uruchomiony w 2023 r., wykorzystuje bezpośrednie chłodzenie cieczą, aby obsługiwać obciążenia AI o dużej gęstości, jednocześnie redukując emisję.

Ważna uwaga: Szafy chłodzone cieczą z natury nie radzą sobie z wilgocią, dlatego konieczny jest oddzielny system. Ponadto systemy DTC nadal wykorzystują chłodzenie powietrzem dla komponentów peryferyjnych, co czyni je rozwiązaniem częściowym, a nie kompletnym.

Chłodzenie swobodne i chłodzenie wodą morską

Metody chłodzenia swobodnego uzupełniają chłodzenie cieczą, wykorzystując zasoby naturalne w celu zmniejszenia zużycia energii. Systemy te wykorzystują powietrze otoczenia lub wodę, aby ominąć mechaniczne agregaty chłodnicze, co znacznie zmniejsza zużycie energii. W rzeczywistości chłodzenie swobodne może być… 20 razy bardziej energooszczędne niż tradycyjne metody, bezpośrednio zmniejszające emisję dwutlenku węgla.

Chłodzenie wodą morską jest szczególnie skuteczne w obiektach nadbrzeżnych. Wykorzystując niepitną wodę morską, systemy te osiągają efektywność zużycia wody (WUE) na poziomie 0, co oznacza, że nie zużywają słodkiej wody. Na przykład zakład SIN01 w Portugalii wykorzystuje wodę morską Atlantyku do obsługi skalowalnej infrastruktury AI. Podobnie, Cloud House firmy Digital Realty w Londynie pobiera wodę chłodzącą z Tamizy, zwracając tę samą objętość, którą pobiera, aby utrzymać zrównoważony cykl. W Singapurze zakład SIN10 firmy Digital Realty oszczędza 1,24 miliona litrów wody miesięcznie, wykorzystując elektrolizę DCI w celu wydłużenia cyklu życia wody i wyeliminowania obróbki chemicznej.

"Bezpłatne chłodzenie powietrzem może być jednym z energooszczędnych i ryzykownych rozwiązań dla firm, które chcą zminimalizować ślad węglowy swoich centrów danych". – Kyle Chien, starszy dyrektor ds. innowacji platformowych, Digital Realty

Sukces chłodzenia swobodnego w dużej mierze zależy od warunków lokalnych. Szczegółowe badanie mikroklimatu jest niezbędne, aby ustalić, czy poziom temperatury i wilgotności pozwala na efektywne wdrożenie. W suchym klimacie chłodzenie wyparne może zmniejszyć zużycie energii nawet o… 80%, oferując inną, wydajną opcję.

Rozwiązania chłodzące dla serwerów o dużej gęstości

Sztuczna inteligencja i wysokowydajne przetwarzanie danych zwiększają gęstość szaf serwerowych 100 kW, znacznie przekraczając ograniczenia chłodzenia powietrznego, które osiąga moc 20–35 kW. Dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe to jedno z rozwiązań dla tych ekstremalnych wymagań. Wykorzystuje ono ciepło utajone z wrzenia i ponownego skraplania się płynu dielektrycznego do zarządzania gęstością mocy w zbiorniku. 500 kW.

Jednak układy dwufazowe napotykają na wyzwania regulacyjne, szczególnie w zakresie stosowania substancji polifluoroalkilowych (PFAS) w fluorowanych płynach chłodzących. Jednofazowe chłodzenie zanurzeniowe oferuje prostszą alternatywę, choć brakuje mu zaawansowanej kontroli przepływu, jaką oferują układy dwufazowe, i jest ograniczone właściwościami cieczy dielektrycznych.

Oceny cyklu życia pokazują, że chłodzenie cieczą może znacząco zmniejszyć zapotrzebowanie na energię, emisję gazów cieplarnianych i zużycie wody w porównaniu z chłodzeniem powietrznym. W przypadku centrów danych obsługujących obciążenia AI, te korzyści sprawiają, że chłodzenie cieczą jest koniecznością.

Poniższa tabela porównuje kluczowe technologie chłodzenia:

Technologia	Limit gęstości stojaka	Redukcja energii	Podstawowa zaleta
Chłodzenie powietrzem	20-35 kW	Linia bazowa	Prosty, powszechnie dostępny
Bezpośrednio do układu scalonego	100 kW+	30%+	Celuje w najgorętsze komponenty
Zanurzenie	100 kW+	Do 95%	Eliminuje wentylatory, kompaktowa konstrukcja
Zanurzenie dwufazowe	500 kW+	Najwyższy	Obsługuje ultrawysokie gęstości

Wskazówki dotyczące modernizacji: Przejście na chłodzenie cieczą wymaga dostosowania układu podłogi, konfiguracji szaf i systemów wykrywania wycieków. Podejście hybrydowe, łączące chłodzenie powietrzem z systemami RDHx lub DTC, może zminimalizować potrzebę rozległych modernizacji obiektu.

Zielone praktyki w centrach danych

Centra danych wdrażają zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, aby ograniczyć ilość odpadów i odzyskać zasoby. Dzięki tym działaniom obiekty stają się dobrem wspólnym, zmniejszając ich wpływ na środowisko i jednocześnie znajdując nowe sposoby na wykorzystanie tego, co w przeciwnym razie mogłoby zostać wyrzucone.

Odzysk ciepła odpadowego

Centra danych konwertują do 90% swojej energii IT w ciepło, z którego znaczną część można odzyskać. Na przykład w Niemczech ponad 13 TWh energii elektrycznej rocznie jest przetwarzana na ciepło, choć większość z niej obecnie pozostaje niewykorzystana.

Ciepło generowane przez centra danych zwykle waha się od 77°F do 104°F (25–40°C), które jest uważane za niskotemperaturowe. Aby to ciepło było przydatne do ogrzewania domów lub procesów przemysłowych, w obiektach stosuje się pompy ciepła wysokotemperaturowe (HTHP) w celu podniesienia temperatury wody do 248°F (120°C). Pompy te są bardzo wydajne i przenoszą ciepło, które jest 3 do 6 razy większa niż energia elektryczna, którą zużywają.

Kilka projektów podkreśla potencjał odzyskiwania ciepła odpadowego:

• W 2022 roku Microsoft i Fortum opracowały system w fińskich centrach danych, który ma dostarczać 40% potrzeb grzewczych dla 250 000 mieszkańców.
• Centrum danych PA10 firmy Equinix w Paryżu, uruchomione w 2023 r., przez 15 lat będzie bezpłatnie dostarczać nadwyżki ciepła do strefy miejskiej Plaine Saulnier, w tym do basenu na igrzyska olimpijskie w Paryżu.
• Obiekt Facebooka w Odense w Danii przekazuje darowizny w wysokości 100 000 MWh energii odpadowej rocznie do miejskiego systemu ciepłowniczego, co korzystnie wpływa na ogrzewanie budynków mieszkalnych i ogranicza emisję w stopniu równoważnym usuwaniu 13 000 samochodów z drogi każdego roku.

Chłodzenie cieczą jeszcze bardziej zwiększa efektywność odzysku ciepła. Systemy te generują ciepło odpadowe o wyższej temperaturze w porównaniu z tradycyjnym chłodzeniem powietrznym. Wysokotemperaturowa pompa ciepła o mocy 1 MW może obniżyć roczną emisję CO2 o… 33 100–33 200 ton metrycznych, osiągając 85.4%–85.6% redukcja w porównaniu do kotłów na gaz ziemny.

"Dzięki wdrożeniu praktyk gospodarki o obiegu zamkniętym centra danych mogą przekształcić się z odizolowanych jednostek w zintegrowane aktywa społeczności". – Scott Jarnagin, dyrektor generalny Caddis Cloud Solutions

Przepisy również napędzają zmiany. Zmieniona dyrektywa UE w sprawie efektywności energetycznej (EED) wymaga obecnie, aby centra danych o zużyciu energii 1 MW lub więcej ponownie wykorzystywać ciepło odpadowe, chyba że jest to technicznie lub ekonomicznie niewykonalne. Ten nakaz przyspiesza wdrażanie w całej Europie, a podobne strategie pojawiają się na całym świecie.

Podczas gdy ciepło odpadowe jest ponownie wykorzystywane, centra danych muszą zmierzyć się z innym poważnym wyzwaniem: elektrośmieciami.

Gospodarka odpadami elektronicznymi

Częste aktualizacje IT, zazwyczaj co 3–5 lat, wytwarzają znaczną ilość odpadów elektronicznych. Komponenty często zawierają niebezpieczne materiały, takie jak ołów, lit, rtęć i kadm, co sprawia, że prawidłowa utylizacja jest niezbędna dla bezpieczeństwa środowiska.

Niektóre firmy przodują w odpowiedzialnym gospodarowaniu odpadami elektronicznymi:

• Amazon Web Services (AWS) przekierował 14,6 miliona komponentów sprzętowych ze składowisk odpadów poprzez recykling lub sprzedaż w ramach programu "Produkcji Odwrotnej".
• Pure Storage oferuje model "Magazynowania jako usługi", który umożliwia klientom modernizację komponentów bez konieczności wymiany całych systemów. Takie podejście pozwala zmniejszyć zużycie energii nawet o… 5X i zmniejsza ilość odpadów elektronicznych o co najmniej 90%.
• Program odbioru urządzeń Carrier/Sensitech odzyskał 8,5 miliona przyrządy do pomiaru temperatury do ponownego wykorzystania od 2021 r.
• Program wymiany Vertiv Trade-In zapewnia bezpieczną utylizację lub odnowienie starych systemów zasilania awaryjnego (UPS).

Specjalistyczne partnerstwa recyklingowe odzyskują cenne materiały z przestarzałego sprzętu, minimalizując jednocześnie szkodliwe działanie substancji toksycznych. Ponadto, lepsze strategie chłodzenia wydłużają żywotność sprzętu IT, zmniejszając potrzebę częstych wymian.

Podejścia gospodarki o obiegu zamkniętym

Oprócz odzyskiwania ciepła i recyklingu, centra danych wdrażają szersze strategie gospodarki o obiegu zamkniętym, aby zmaksymalizować wykorzystanie zasobów. Modułowe konstrukcje umożliwiają modernizację pojedynczych komponentów zamiast całkowitej wymiany, co ogranicza ilość odpadów i obniża koszty.

Centra danych również znajdują innowacyjne sposoby na ponowne wykorzystanie zasobów:

• Oczyszczone ścieki wykorzystuje się w systemach chłodzenia.
• Ciepło odpadowe wykorzystuje się na miejscu do wychwytywania dwutlenku węgla lub oczyszczania wody.

Doskonałym przykładem jest EcoDataCenter w Falun w Szwecji, które integruje ciepło odpadowe z sąsiednim ekosystemem przemysłowym. Ciepło to jest wykorzystywane przez pobliską fabrykę do suszenia peletu drzewnego, tworząc zamknięty obieg energii.

W Wielkiej Brytanii firma Deep Green wdrożyła "cyfrowy kocioł" na publicznym basenie w Exmouth w marcu 2023 roku. Ciepło z małego centrum danych utrzymuje teraz ciepło w basenie, znacznie zmniejszając jego zależność od gazu.

"Wydłużenie fazy operacyjnej sprzętu IT dzięki optymalnym strategiom chłodzenia i możliwości ponownego wykorzystania podzespołów zmniejsza ilość odpadów elektronicznych i minimalizuje ślad węglowy". – ABI Research

Przejście z chłodzenia powietrzem na technologie chłodzenia cieczą, takie jak płyty chłodzące, może zmniejszyć zużycie wody poprzez 30% do 50% i zmniejszyć zużycie energii związane z chłodzeniem poprzez 20% do 30%. Systemy te nie tylko poprawiają efektywność energetyczną, ale także wytwarzają wyższej jakości ciepło odpadowe, które można łatwiej odzyskiwać i ponownie wykorzystywać.

Łącznie te działania pokazują potencjał centrów danych do działania w sposób zarówno wydajny, jak i przyjazny dla środowiska, zgodny z zasady zielonego hostingu.

Inicjatywy polityczne i przemysłowe

Rządy i liderzy przemysłu naciskają na bardziej ekologiczne centra danych poprzez połączenie regulacji i zachęt finansowych.

Polityka rządowa napędzająca zmiany

W Stanach Zjednoczonych rozwój centrów danych został uznany za priorytet narodowy, ze szczególnym naciskiem na czystsze operacje. W lipcu 2025 roku prezydent Donald J. Trump podpisał Rozporządzenie wykonawcze 14318, mające na celu przyspieszenie wydawania federalnych pozwoleń na infrastrukturę centrów danych. Obejmuje to priorytetowe traktowanie przesyłu wysokiego napięcia i niezawodnego zasilania podstawowego.

"Moja administracja będzie realizować śmiałe, zakrojone na szeroką skalę plany przemysłowe, aby Stany Zjednoczone jeszcze bardziej umocniły swoją pozycję lidera w zakresie kluczowych procesów produkcyjnych i technologii… w tym centrów danych sztucznej inteligencji (AI) i infrastruktury, która je napędza". – Donald J. Trump, prezydent Stanów Zjednoczonych

Agencja Ochrony Środowiska (EPA) wprowadziła "Napędzamy wielki amerykański powrót" Inicjatywa mająca na celu usprawnienie przeglądów Ustawy o Czystym Powietrzu. Takie podejście upraszcza proces oceny oddziaływania na środowisko dla rezerwowych i podstawowych źródeł zasilania. Jak stwierdził administrator EPA Lee Zeldin:

"Uproszczenie przeglądu Ustawy o czystym powietrzu przyspiesza rozwój infrastruktury AI"."

Singapur przyjął podejście oparte na współpracy ze swoimi Plan działania na rzecz zielonych centrów danych, opracowany wspólnie z interesariuszami branżowymi. Plan ten ma na celu dodanie 300 MW nowej mocy, przy jednoczesnym wymogu osiągnięcia przez obiekty wskaźnika efektywności wykorzystania energii (PUE) na poziomie 1,3 lub wyższym w ciągu najbliższej dekady. W lipcu 2023 roku Singapur tymczasowo przyznał 80 MW mocy firmom takim jak AirTrunk-ByteDance, Equinix, GDS i Microsoft, w oparciu o ich zgodność z najwyższymi standardami efektywności energetycznej i certyfikatem Green Mark DC Platinum. Dodatkowe 200 MW zostało zarezerwowane dla operatorów korzystających z odnawialnych źródeł energii.

Tego typu polityki otwierają drogę do zachęt finansowych, które znacząco obniżają koszty kapitałowe zielonych projektów.

Zachęty finansowe dla zielonych transformacji

W USA federalne ulgi podatkowe odgrywają dużą rolę w obniżaniu kosztów zielonej infrastruktury. Ulga podatkowa na inwestycje w czystą energię elektryczną w ramach sekcji 48E Oferuje podstawowy kredyt 30% na inwestycje w bezemisyjne elektrownie i systemy magazynowania energii. Z premiami za udziały krajowe lub projekty w "społecznościach energetycznych" (obszarach dotkniętych zamknięciem elektrowni węglowych lub terenami poprzemysłowymi), kredyt ten może wzrosnąć do 70%.

Ulga podatkowa	Sekcja IRC	Korzyść podstawowa	Maksymalna korzyść	Kwalifikujące się technologie
Czysta Energia Elektryczna ITC	48E	30%	70%	Obiekty energetyczne o zerowej emisji
Budynki energooszczędne	179D	Do $5+ na stopę kwadratową	Różnie	HVAC, oświetlenie, obudowa budynku
Kredyt nuklearny o zerowej emisji	45U	1,5 centa/kWh	Brak	Istniejące obiekty jądrowe
Sekwestracja tlenku węgla	45Q	$12–$85/ton	Różnie	Gaz ziemny z wychwytywaniem dwutlenku węgla (CCS)

Te zachęty napędzają duże inwestycje. Na przykład, Microsoft zawarł we wrześniu 2024 roku umowę z Constellation Energy na ponowne uruchomienie reaktora jądrowego Unit 2 w elektrowni jądrowej Three Mile Island do 2028 roku, wykorzystując ulgi podatkowe dla energetyki jądrowej wynikające z ustawy o redukcji inflacji z 2022 roku. Podobnie, Amazon zawarł w czerwcu 2025 roku umowę z Talen Energy na 1920 MW bezemisyjnej energii jądrowej do 2042 roku, planując jednocześnie zbadanie możliwości małych reaktorów modułowych (SMR).

Singapur oferuje również bezpośrednie dotacje, takie jak Dotacja na efektywność energetyczną (EEG), który zapewnia dofinansowanie do 701 TP3T dla małych i średnich przedsiębiorstw wdrażających energooszczędny sprzęt IT, z limitem $30 000 na firmę. Dodatkowo, Fundusz Efektywnego Wykorzystania Wody wspiera placówki instalujące urządzenia do recyklingu i optymalizujące chłodnie kominowe, w szczególności w przypadku centrów danych zużywających co najmniej 60 000 metrów sześciennych wody rocznie.

W miarę rozwoju tych zachęt finansowych nowe trendy energetyczne zmieniają sposób, w jaki centra danych pozyskują energię.

Przyszłe trendy i rekomendacje

Energia jądrowa powraca, a firmy zapewniają całodobową, bezemisyjną energię bazową. W czerwcu 2024 roku Google nawiązało współpracę z Fervo Energy i NV Energy w celu opracowania projektu geotermalnego o mocy 500 MW w stanie Utah, skalowalnego do 2 GW. Podobnie, w sierpniu 2024 roku, Meta nawiązała współpracę z Sage Geosystems, aby do 2027 roku dostarczyć 150 MW energii geotermalnej.

Lokalne wytwarzanie energii również zyskuje na popularności, ponieważ deweloperzy starają się uniknąć opóźnień w przyłączaniu do sieci. Niektórzy rozważają turbiny gazowe wyposażone w przyszłościowe możliwości wychwytywania dwutlenku węgla, które kwalifikują się do ulgi podatkowej z Sekcji 45Q w wysokości od $12 do $85 za tonę wychwyconego dwutlenku węgla.

Współpraca w obrębie branży ma kluczowe znaczenie dla postępu. Fundacja Zielonego Oprogramowania podkreśla znaczenie efektywnego programowania w redukcji emisji dwutlenku węgla. Przewodniczący Sanjay Podder zauważył:

"Dobre programowanie to coś, o czym zapomnieliśmy jako leniwi programiści w tej nowej erze dostatku"."

Singapuru Plan działania na rzecz zielonych centrów danych jest traktowany jako plan dynamiczny, rozwijający się poprzez współpracę z operatorami, użytkownikami końcowymi, dostawcami i instytucjami akademickimi.

Operatorzy centrów danych są również zachęcani do przeprowadzania analiz segregacji kosztów w celu przeklasyfikowania aktywów budowlanych do kategorii o krótszym okresie użytkowania, co przyspieszy odpisy amortyzacyjne. Ponadto powinni oni zwracać uwagę na terminy – takie jak przyspieszone zakończenie odpisów z tytułu Sekcji 179D w czerwcu 2026 roku na mocy ustawy One Big Beautiful Bill Act – aby zmaksymalizować korzyści podatkowe. Wczesne planowanie wyboru lokalizacji może zrekompensować koszty kapitałowe w wysokości od 30% do 70% w przypadku zielonej infrastruktury.

Te nowe technologie, a także wspierające je strategie i zachęty, napędzają transformację w kierunku bardziej ekologicznych i wydajnych centrów danych.

Wniosek

Najważniejsze wnioski

Przejście na bardziej ekologiczne centra danych nie polega tylko na redukcji emisji, ale również na obniżaniu kosztów i utrzymaniu konkurencyjności. Energia pozostaje największym wydatkiem w centrach danych, a globalne zużycie ma przekroczyć 1000 TWh do 2026 roku. Dzięki poprawie efektywności operatorzy mogą znacznie obniżyć swoje rachunki. Technologie takie jak zaawansowane systemy chłodzenia, integracja odnawialnych źródeł energii i odzysk ciepła odpadowego robią dużą różnicę. Na przykład centrum danych w Pekinie, wykorzystujące transkrytyczne pompy ciepła CO₂, zmniejszyło emisję CO₂ o 12 880 ton rocznie i obniżyło koszty inwestycji o 10,21 TP₂T. Podobnie, globalny program konsolidacji Cisco w latach 2016–2022 zmniejszył moc wyjściową o 401 TP₂T, oszczędzając 14 TB₂13 milionów dolarów rocznie.

Wskaźniki takie jak PUE (Efektywność Zużycia Energii), WUE (Efektywność Zużycia Wody) i CUE (Efektywność Zużycia Węgla) są kluczowe dla śledzenia tych usprawnień. Wraz ze wzrostem gęstości szaf serwerowych do 10-30 kW, aby sprostać obciążeniom AI, tradycyjne chłodzenie powietrzem staje się przestarzałe. Chłodzenie cieczą i odzysk ciepła odpadowego są obecnie niezbędne w przypadku operacji o wysokiej gęstości. Ponadto, zachęty i polityki rządowe przyspieszają wdrażanie praktyk proekologicznych w całej branży.

Dlaczego ekologiczne centra danych są ważne dla hostingu

Dla dostawców hostingu ekologiczne centra danych to coś więcej niż tylko ekologiczny wybór – to strategiczna przewaga. Klienci coraz częściej poszukują zrównoważonych rozwiązań, a certyfikaty takie jak LEED i Energy Star stają się kluczowymi wyróżnikami. Samo przetwarzanie w chmurze może zmniejszyć globalny ślad węglowy IT nawet o 381 TP3T. Nowoczesne serwery zapewniają również większą wydajność, obsługując o 312 TP3T więcej maszyn wirtualnych na jednostkę typu blade niż w 2016 roku, jednocześnie zmniejszając zużycie energii na maszynę wirtualną o 271 TP3T.

Poprawia się również niezawodność. Energia odnawialna w połączeniu z magazynowaniem energii w akumulatorach zapewnia stabilniejsze zasilanie, nawet podczas przerw w dostawie prądu do sieci lub ekstremalnych zjawisk pogodowych. W 2025 roku 1 na 10 awarii centrów danych powodowała poważne zakłócenia, co podkreśla potrzebę posiadania odpornej infrastruktury. Zielone centra danych ewoluują również w kierunku współpracy energetycznej, wykorzystując nadwyżki energii odnawialnej lub przetwarzając ciepło odpadowe w lokalnych sieciach energetycznych, co wzmacnia ich rolę w inteligentnych sieciach energetycznych.

Patrząc w przyszłość

Przyszłość hostingu będzie coraz bardziej faworyzować zrównoważoną infrastrukturę. Do 2028 roku amerykańskie centra danych mogą zużywać do 121 TP3T krajowej energii elektrycznej, w porównaniu z 4,41 TP3T w 2023 roku. Odpowiedzialne zaspokojenie tego zapotrzebowania wymaga natychmiastowych działań. Dostawcy usług hostingowych powinni ubiegać się o zielone certyfikaty, wybierać lokalizacje z dostępem do odnawialnych źródeł energii i wdrażać wirtualizację serwerów, aby zminimalizować zapotrzebowanie na sprzęt. Firmy poszukujące rozwiązań hostingowych powinny ocenić działania dostawców w zakresie zrównoważonego rozwoju i rozważyć modele hybrydowe, które równoważą potrzeby lokalne z ekologicznymi usługami w chmurze. Praktyki gospodarki o obiegu zamkniętym, takie jak odnawianie sprzętu i odpowiedzialne zarządzanie elektrośmieciami, wkrótce staną się standardem w miarę zaostrzania się przepisów.

Na Serverion (https://serwer.com) koncentrujemy się na promowaniu tych zrównoważonych rozwiązań, zapewniając wydajny hosting gotowy na nadchodzące wyzwania.

Często zadawane pytania

Jakie kroki podejmują centra danych, aby poprawić efektywność energetyczną i osiągnąć niskie wyniki PUE?

Centra danych utrzymują swoje Efektywność wykorzystania energii (PUE) Osiągają niskie wyniki dzięki wdrażaniu energooszczędnych technologii i praktyk. Opierają się na najnowocześniejszych serwerach i sprzęcie, które zapewniają najwyższą wydajność przy jednoczesnym niskim zużyciu energii. Aby sprostać wyzwaniu chłodzenia, stosują metody takie jak chłodzenie cieczą, chłodzenie swobodne lub separacja stref gorącej i zimnej, które pomagają ograniczyć zużycie energii potrzebnej do zarządzania temperaturą.

Poza chłodzeniem, wiele centrów danych korzysta z odnawialnych źródeł energii, wydajnych systemów dystrybucji energii oraz narzędzi do monitorowania w czasie rzeczywistym, aby precyzyjnie regulować zużycie energii. Łącząc zaawansowane techniki chłodzenia, czystsze rozwiązania energetyczne i usprawnione procesy, centra danych nie tylko poprawiają swój wskaźnik PUE, ale także zmniejszają ogólny wpływ na środowisko.

W jaki sposób energia odnawialna sprawia, że centra danych stają się bardziej zrównoważone?

Energia odnawialna odgrywa kluczową rolę w zwiększaniu zrównoważoności centrów danych poprzez redukcję emisji dwutlenku węgla i zmniejszenie zależności od nieodnawialnych źródeł energii. Wdrażanie rozwiązań energetycznych, takich jak energia słoneczna, energia wiatrowa i ogniwa paliwowe wodorowe umożliwia centrom danych znaczące ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, przyczyniając się jednocześnie do globalnych działań na rzecz klimatu.

Oprócz korzyści dla środowiska, energia odnawialna może również prowadzić do niższe koszty operacyjne i większa efektywność energetyczna – czynnik coraz ważniejszy w obliczu rosnącego zapotrzebowania na energię wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i innych technologii wymagających dużych zasobów. Łączenie energii odnawialnej z postępem technologicznym, takim jak systemy odzysku ciepła odpadowego i inteligentne narzędzia do zarządzania energią umożliwia centrom danych zmniejszenie ich wpływu na środowisko bez uszczerbku dla wydajności i niezawodności.

Ta transformacja stanowi kluczowy krok w kierunku budowy neutralnej dla klimatu infrastruktury cyfrowej i wspierania bardziej zrównoważonej przyszłości dla wszystkich.

Dlaczego chłodzenie cieczą jest tak istotne w nowoczesnych centrach danych?

Chłodzenie cieczą zyskuje na popularności w nowoczesnych centrach danych jako inteligentniejszy sposób radzenia sobie z ciepłem wytwarzanym przez dzisiejszy sprzęt o wysokiej wydajności. Dotyczy to systemów wykorzystujących sztuczną inteligencję (AI) i innych wymagających aplikacji. W przeciwieństwie do tradycyjnego chłodzenia powietrzem, chłodzenie cieczą znacznie lepiej odprowadza ciepło, co pomaga obniżyć zużycie energii i utrzymać koszty operacyjne pod kontrolą.

W obliczu rosnącego zapotrzebowania centrów danych na sprzęt o wyższej gęstości i zaawansowane technologie, chłodzenie cieczą nie tylko zwiększa wydajność, ale także zmniejsza obciążenie zasobów. Umożliwia ono pracę w wyższych temperaturach, zużywając jednocześnie mniej wody i energii elektrycznej, oferując bardziej oszczędne podejście do utrzymania niezawodności i wydajności systemów krytycznych.

Powiązane wpisy na blogu

• Efektywność energetyczna w centrach danych: korzyści z wirtualizacji
• Chłodzenie Zero-Water firmy Microsoft: Lekcje dla centrów danych
• Zielone Centra Danych dla Hostingu Blockchain
• Wskaźniki zużycia energii w kolokacji: co śledzić