Центры обработки данных потребляют огромное количество энергии, внося вклад в 21 млрд тонн глобальных выбросов углекислого газа. В связи с ростом спроса, вызванным развитием искусственного интеллекта и облачных вычислений, потребление энергии может достичь 1000 ТВт·ч к 2026 году. Вот как центры обработки данных снижают свое воздействие на окружающую среду:

• ЭнергоэффективностьТакие показатели, как PUE (эффективность использования электроэнергии) и WUE (эффективность использования воды), помогают отслеживать эффективность. В экологически чистых центрах стремятся к показателю PUE, близкому к 1,0, и минимальному потреблению воды.
• Возобновляемая энергияСистемы солнечной, ветровой энергии и аккумуляторные накопители обеспечивают электропитание предприятий, одновременно снижая зависимость от ископаемого топлива.
• Усовершенствованная система охлажденияЖидкостное и естественное охлаждение позволяют снизить энергопотребление до 301 тонны на 3 тонны, а охлаждение морской водой исключает необходимость использования пресной воды.
• Утилизация отработанного теплаТепло, выделяемое ИТ-оборудованием, используется повторно для централизованного теплоснабжения или в промышленных процессах.
• Управление электронными отходамиПереработка, восстановление и модульные конструкции позволяют минимизировать количество электронных отходов.

Эти изменения обусловлены ужесточением регулирования, корпоративными обязательствами и финансовыми стимулами, такими как налоговые льготы. Внедряя эти методы, центры обработки данных сокращают расходы, экономят ресурсы и достигают целей устойчивого развития.

Внутри центров обработки данных: управление энергоэффективностью и устойчивым развитием.

sbb-itb-59e1987

Показатели и стандарты энергоэффективности

Экологические показатели, такие как PUE и WUE, имеют важное значение для оценки эффективности использования ресурсов центрами обработки данных, предоставляя четкие рекомендации по улучшению их работы.

Понимание PUE и WUE

ПУЭ Показатель эффективности использования электроэнергии (PUE) оценивает энергоэффективность, сравнивая общее энергопотребление объекта с энергопотреблением ИТ-оборудования. Идеальный показатель PUE равен... 1.0 Это означает, что вся энергия направляется на вычисления, без дополнительных затрат на охлаждение, освещение или распределение электроэнергии. В то время как большинство центров обработки данных работают с показателями PUE в диапазоне от... 1.5 и 1.6, Лидеры отрасли, такие как Microsoft, сообщили о впечатляющем среднем показателе по всему миру. 1.17 в 2025 финансовом году.

ВУЭ Показатель эффективности использования воды (WUE) измеряет потребление воды на киловатт-час потребляемой ИТ-энергии. Идеальный показатель WUE составляет... 0, Достижимо только на объектах, использующих исключительно системы воздушного охлаждения. В среднем, глобальный показатель эффективности использования воды составляет 1,9 литра на кВтч, Однако региональные различия разительны. Данные Microsoft за 2025 финансовый год подчеркивают эти различия: предприятия в регионе EMEA достигли показателя эффективности использования воды всего лишь... 0,03 л/кВт·ч, в то время как в среднем по Америке 0,34 л/кВт·ч.

Эти показатели подчеркивают важные компромиссы. Например, испарительное охлаждение может снизить показатель PUE, но увеличить потребление воды, в то время как охлаждение сухим воздухом экономит воду, но требует больше энергии.

Глобальные ориентиры и цели на 2030 год

Показатели эффективности сильно различаются в зависимости от региона. Например, на Ближнем Востоке, в Африке и Латинской Америке средний показатель PUE составляет... 1.7, при этом американские подразделения Google достигли впечатляющих результатов. 1.08. Несмотря на эти достижения, среднемировой показатель PUE практически не изменился с 2018 года. Эта стагнация отражает проблемы с эффективностью устаревших корпоративных центров обработки данных, которые нивелируют преимущества, достигнутые новыми гипермасштабными центрами обработки данных.

"Средний уровень PUE остается практически неизменным пятый год подряд, но это скрывает прогресс в новых, более крупных центрах обработки данных". – Глобальное исследование центров обработки данных Uptime Institute 2024 года.

В перспективе до 2030 года крупные поставщики услуг обязуются обеспечить сопоставимое покрытие. 100% их энергопотребление за счет использования безуглеродных или возобновляемых источников энергии. Этот переход имеет жизненно важное значение, поскольку косвенное потребление воды, используемой электростанциями для выработки электроэнергии, по оценкам, составляет в 12 раз выше Это примерно столько же воды, сколько используется непосредственно для охлаждения. Для сравнения, угольные электростанции потребляют примерно 19 185 галлонов на МВтч, В то время как для получения солнечной и ветровой энергии вода практически не требуется.

Эти критерии подчеркивают необходимость переосмысления стратегий проектирования, тема, которая будет рассмотрена в следующем разделе.

Как метрики влияют на принятие проектных решений

Показатели, такие как PUE и WUE, напрямую влияют на проектирование и эксплуатацию центров обработки данных. Операторы должны тщательно балансировать эти показатели, поскольку сосредоточение внимания на одном без учета другого может привести к непредвиденным последствиям. Например, внедрение Допустимые стандарты ASHRAE A1 – которые предполагают работу оборудования при несколько более высоких температурах – могут снизить потребление энергии на охлаждение при сохранении надежности оборудования.

Новые технологии также меняют стратегии повышения эффективности. Системы замкнутого контура и иммерсионного охлаждения может сократить потребление пресной воды до 70%, хотя для чиллеров с воздушным охлаждением может потребоваться больше энергии. Аналогично, используя Конфигурации постоянного тока (DC) Использование источников бесперебойного питания (ИБП) в обход них может повысить общую эффективность. 17.5% к 53.2% за счет снижения потерь энергии. Однако, менее чем 50% В настоящее время большинство операторов отслеживают расширенные показатели, необходимые для соответствия предстоящим нормам устойчивого развития, что оставляет значительные возможности для улучшения.

Эти показатели — не просто цифры, они стимулируют инновации, которые определят будущее устойчивой работы центров обработки данных, как более подробно описано в этой статье.

Интеграция возобновляемых источников энергии

Возобновляемые источники энергии играют ключевую роль в сокращении выбросов углекислого газа центрами обработки данных. По состоянию на 2024 год, ветровая и солнечная энергия обеспечивают около... 24% Потребление электроэнергии центрами обработки данных в США. Ожидается, что глобальное потребление электроэнергии центрами обработки данных достигнет 945 ТВтч К 2030 году интеграция возобновляемых источников энергии станет не просто экологической инициативой, но и разумным бизнес-решением.

Решения по использованию возобновляемых источников энергии на месте

Установка солнечных панелей и ветряных турбин непосредственно на территории центров обработки данных предоставляет множество преимуществ. Эти системы снижают потери энергии при передаче, стабилизируют затраты и уменьшают зависимость от энергосетей, которые по-прежнему могут зависеть от ископаемого топлива.

Солнечные панели работают наиболее эффективно днем, в то время как ветряные турбины часто вырабатывают электроэнергию вечером или в зимние месяцы. Вместе они обеспечивают стабильное снабжение безуглеродной энергией. Например, центр обработки данных Cisco в Аллене, штат Техас, использует Ветроэлектростанция мощностью 10 МВт а также солнечные панели на крыше, дополненные роторной системой бесперебойного питания, которая позволяет избежать негативных экологических последствий использования традиционных свинцово-кислотных батарей. Аналогичным образом, Google эксплуатирует крупномасштабное солнечное поле в своем центре обработки данных в Сент-Гислене, Бельгия, напрямую обеспечивая его работу электроэнергией.

Все более распространенной концепцией является создание ""энергетические кампусы"" – объекты, где сосуществуют возобновляемые источники энергии и инфраструктура центров обработки данных. Такие конфигурации позволяют центрам работать независимо от традиционных, часто углеродоемких, энергосетей. Некоторые операторы резервируют возобновляемые источники энергии на своих объектах для не связанных с ИТ целей, таких как электроснабжение освещения и офисных помещений, в то время как для обеспечения ИТ-энергией используются другие экологически чистые методы. Компания Cisco сообщает, что 72% электроэнергия его глобального центра обработки данных и 100% Электроэнергия для одного из центров обработки данных компании в США поступает из возобновляемых источников. 1,8 МВт солнечных батарей, установленных на собственных объектах компании.

Полезный совет: Оцените ветровой и солнечный потенциал вашего участка, а также местную инфраструктуру электропередач. Это поможет определить наиболее экономически эффективное решение для энергоснабжения на месте. Сочетание солнечной и ветровой энергии также может уменьшить размер и стоимость необходимого аккумуляторного хранилища.

Использование возобновляемых источников энергии на месте закладывает основу для систем хранения энергии, позволяющих компенсировать изменчивость возобновляемых источников энергии.

Системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS)

Поскольку выработка солнечной и ветровой энергии может быть нестабильной, системы хранения энергии на основе батарей (BESS) играют важную роль. Эти системы накапливают избыточную энергию в периоды пиковой выработки и высвобождают ее при снижении выработки или резком увеличении спроса.

Системы накопления энергии (BESS) обеспечивают доступ к возобновляемой энергии по запросу, что крайне важно для центров обработки данных, нуждающихся в бесперебойном электропитании. Помимо резервного питания, BESS также поддерживают стабильность сети, регулируя частоту и напряжение, что становится все более необходимым по мере того, как возобновляемая энергия занимает все большую долю в энергосистеме.

Операторы используют системы хранения энергии (BESS) для таких стратегий, как... ""идеальное бритье"" (снижение потребления энергии в часы пик) и ""перераспределение нагрузки"" (используя накопленную энергию в часы пик с высокими ценами и подзаряжая ее в более дешевые, непиковые часы). Такая гибкость позволяет генерировать до $0,58 на кВА нагрузки в ежедневной выручке.

В Вирджинии компания EVLO внедрила Система накопления энергии мощностью 300 МВт·ч для удовлетворения энергетических потребностей систем искусственного интеллекта, одновременно поддерживая цели штата в области возобновляемой энергии. Тем временем, проект Humidor BESS в округе Лос-Анджелес, с 400 МВт а также 1200 МВт·ч увеличение мощности снижает зависимость от газовых электростанций и генерирует $2 миллиона ежегодно в виде поступлений от местных налогов.

Благодаря сглаживанию влияния возобновляемых источников энергии, системы хранения энергии помогают центрам обработки данных приблизиться к работе с практически нулевым выбросом углерода.

Ключевой вывод: Системы накопления энергии (BESS) не должны заменять источники бесперебойного питания (ИБП). В то время как системы ИБП обеспечивают мгновенную защиту, системам BESS требуется несколько секунд для активации. Используйте оба варианта: ИБП для неотложных нужд и BESS для более длительной поддержки энергоснабжения. Обязательно заложите в бюджет расходы на техническое обслуживание и модернизацию примерно через... 10 лет для поддержания производительности системы на протяжении всего срока службы системы. Продолжительность жизни: 25–30 лет.

Стратегии закупок возобновляемой энергии

Для центров обработки данных, которые не могут обеспечить достаточное количество электроэнергии на своей территории, стратегии закупок предлагают альтернативные решения. Соглашения о закупке электроэнергии (PPA) а также Сертификаты возобновляемой энергии (RECs) Это два распространенных варианта.

Соглашения о покупке электроэнергии позволяют операторам обеспечить долгосрочные и предсказуемые затраты на электроэнергию – как правило, на 10–20 лет – при этом напрямую финансируя новые проекты в области возобновляемой энергетики. Например, в 2010 году Google подписал 20-летнее соглашение о покупке электроэнергии для 114 МВт Компания Amazon Web Services будет использовать энергию ветра с электростанции в Айове для поддержки своего центра обработки данных в Каунсил-Блаффс. К февралю 2025 года Amazon Web Services останется крупнейшим в мире корпоративным покупателем возобновляемой энергии, имея более чем... 100 проектов в области солнечной и ветровой энергетики для обеспечения своей деятельности.

Однако сертификаты возобновляемой энергии (RECs) в основном используются для отчетности в области устойчивого развития и, как правило, не обеспечивают экономии средств. Компании, в значительной степени полагающиеся на RECs, рискуют быть обвиненными в "зеленом камуфляже"."

"Организации рискуют быть обвиненными в "зеленом отмывании», если приобретенные сертификаты на возобновляемую энергию являются основным или единственным компонентом стратегий устойчивого развития». – Институт Uptime

В настоящее время отрасль смещается в сторону Круглосуточная безуглеродная энергия (CFE), Это означает, что каждый час потребления энергии должен быть сопоставлен с местными, безуглеродными источниками, а не просто компенсировать годовые показатели. В начале 2024 года Google заключил соглашение. Соглашение о покупке электроэнергии для морской ветроэлектростанции мощностью 478 МВт для обеспечения электропитанием своих центров обработки данных в Нидерландах, стремясь к 90% Почасовая подача чистой энергии за счет согласованной по времени поставки и хранения. Microsoft также протестировала круглосуточные соглашения о покупке электроэнергии с использованием возобновляемых источников в Швеции, используя почасовое отслеживание для согласования спроса на энергию с возобновляемыми источниками.

В настоящее время стоимость круглосуточного экологически чистого соглашения о покупке электроэнергии (PPA) с использованием ветровых, солнечных и литий-ионных систем превышает определенную сумму. $200 на МВт·ч В большинстве регионов. Однако внедрение систем долговременного хранения энергии (LDES) может снизить затраты ниже определенного уровня. $100 на МВт·ч. В США федеральное правительство Налоговый кредит на инвестиции (ITC) предлагает 30% Налоговые льготы для проектов в области возобновляемой энергетики делают эти инвестиции более привлекательными.

Следующий шаг: Диверсифицируйте свои возобновляемые источники энергии, комбинируя ветровую и солнечную энергию для более стабильного энергоснабжения. Если вы используете объект совместного пользования, убедитесь, что в вашем договоре четко определены обязанности по закупке возобновляемой энергии и владению сертификатами возобновляемой энергии.

Передовые технологии охлаждения

Системы охлаждения могут составлять до 40% от общего энергопотребления центра обработки данных. Учитывая, что нагрузки, связанные с искусственным интеллектом, приводят к беспрецедентному уровню плотности размещения оборудования в стойках, ожидается, что это приведет к... 50 кВт К 2027 году традиционные методы воздушного охлаждения с трудом справляются с поставленными задачами. Эффективность воздушного охлаждения сохраняется примерно до 2027 года. 280 Вт на чип, но новые процессоры для ИИ, похоже, превзойдут этот показатель. 700 Вт к 2025 году. Передовые методы охлаждения призваны решить эти проблемы, повысить энергоэффективность и удовлетворить растущие потребности центров обработки данных, активно использующих искусственный интеллект.

Системы жидкостного охлаждения

Жидкостное охлаждение становится мощной альтернативой воздушному охлаждению, во многом благодаря превосходным теплоотводящим свойствам воды. 2,7 раза Более эффективно, чем воздух. Такая эффективность приводит к значительной экономии энергии: жидкостное охлаждение сокращает общее энергопотребление центров обработки данных как минимум на 1%. 30% по сравнению с системами, работающими на сжатом воздухе.

Существует три основных метода жидкостного охлаждения:

• Прямая передача на чип (DTC)Использует микроканальные охлаждающие пластины для охлаждения отдельных компонентов.
• Охлаждение погружением: Погружает серверы в диэлектрическую жидкость для максимального рассеивания тепла.
• Теплообменники задних дверей (RDHx): Размещает заполненные жидкостью змеевики на серверных стойках для отвода тепла.

"Какую бы технологию жидкостного охлаждения ни выбрали, она всегда будет эффективнее воздушного, поскольку количество энергии, необходимое для принудительной конвекции с воздухом, всегда будет в несколько раз больше, чем энергия, необходимая для перемещения жидкости при том же объеме охлаждения". – Мохаммад Азарифар, Обернский университет

В частности, иммерсионное охлаждение может значительно сократить потребление энергии. 95% и сократить потребление воды путем 90%. Прямое жидкостное охлаждение обеспечивает впечатляющие показатели теплопередачи. 25 Вт/см²-К в системах на водной основе. Предприятия, внедряющие эти технологии, стремятся к достижению коэффициента эффективности использования энергии (PUE) на уровне не ниже определенного значения. 1.1, по сравнению со среднемировым показателем 1.55 в 2022 году.

Реальные примеры уже демонстрируют эти достижения. В конце 2024 года центр SIN01 компании Start Campus в Португалии начал поставки. 15 МВт ИТ-мощностей с использованием охлаждения на основе морской воды в сочетании с технологиями жидкостного охлаждения, поддерживающих стойки, превышающие 100 кВт с целевым показателем PUE, равным 1.1. Аналогичным образом, центр Digital Realty в Ла-Курнёве, Париж, открытый в 2023 году, использует прямое жидкостное охлаждение для обработки больших объемов задач искусственного интеллекта при одновременном снижении выбросов.

Важное примечание: Стойки с жидкостным охлаждением по своей природе не регулируют влажность, поэтому необходима отдельная система. Кроме того, системы DTC по-прежнему используют воздушное охлаждение для периферийных компонентов, что делает их частичным, а не полным решением.

Естественное охлаждение и охлаждение морской водой

Методы естественного охлаждения дополняют жидкостное охлаждение, используя природные ресурсы для снижения энергопотребления. Эти системы используют окружающий воздух или воду, минуя механические чиллеры, что значительно сокращает потребление энергии. Фактически, естественное охлаждение может быть 20 раз Более энергоэффективны, чем традиционные методы, и напрямую сокращают выбросы углекислого газа.

Охлаждение морской водой особенно эффективно для прибрежных сооружений. Используя непитьевую океанскую воду, эти системы достигают эффективности использования воды (WUE) в размере... 0, Это означает, что они не потребляют пресную воду. Например, объект SIN01 в Португалии использует атлантическую морскую воду для поддержки масштабируемой инфраструктуры искусственного интеллекта. Аналогично, Cloud House компании Digital Realty в Лондоне забирает охлаждающую воду из реки Темзы, возвращая тот же объем, что и забирает, для поддержания устойчивого цикла. В Сингапуре объект SIN10 компании Digital Realty экономит 1,24 миллиона литров Ежемесячно очищать воду с помощью электролиза DCI, что позволяет продлить срок службы воды и исключить химическую обработку.

"Охлаждение естественным воздухом может стать одним из наиболее энергоэффективных и безопасных решений для компаний, стремящихся минимизировать углеродный след своих центров обработки данных". – Кайл Чиен, старший директор по инновациям в платформе, Digital Realty.

Успех естественного охлаждения во многом зависит от местных условий. Детальное изучение микроклимата необходимо для определения того, позволяют ли уровни температуры и влажности эффективно его использовать. В засушливом климате испарительное охлаждение может сократить потребление энергии до 80%, предлагая еще один эффективный вариант.

Решения для охлаждения серверов высокой плотности

Искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления позволяют вывести плотность размещения оборудования в стойках на совершенно новый уровень. 100 кВт, Это значительно превышает возможности воздушного охлаждения, мощность которого составляет 20–35 кВт. Двухфазное иммерсионное охлаждение — одно из решений для таких экстремальных требований. Оно использует скрытую теплоту кипения и повторной конденсации диэлектрической жидкости для регулирования плотности мощности в резервуаре. 500 кВт.

Однако двухфазные системы сталкиваются с проблемами регулирования, особенно в отношении использования полифторалкильных веществ (ПФАС) во фторированных охлаждающих жидкостях. Однофазное иммерсионное охлаждение предлагает более простую альтернативу, хотя ему не хватает расширенного управления потоком, характерного для двухфазных систем, и оно ограничено свойствами диэлектрических жидкостей.

Анализ жизненного цикла показывает, что жидкостное охлаждение может значительно снизить потребление энергии, выбросы парниковых газов и потребление воды по сравнению с воздушным охлаждением. Для центров обработки данных, работающих с задачами искусственного интеллекта, эти преимущества делают жидкостное охлаждение необходимостью.

В таблице ниже приведено сравнение основных технологий охлаждения:

Технологии	Ограничение плотности размещения стоек	Снижение энергопотребления	Основное преимущество
Воздушное охлаждение	20-35 кВт	Базовый уровень	Простой, широко доступный
Прямая передача на чип	100 кВт+	30%+	Нацеливается на самые востребованные компоненты
Погружение	100 кВт+	До 95%	Отсутствие вентиляторов, компактная конструкция
Двухфазное погружение	500 кВт+	Самый высокий	Поддерживает сверхвысокую плотность

Советы по модернизации: Переход на жидкостное охлаждение требует корректировки планировки помещений, конфигурации стоек и систем обнаружения утечек. Гибридный подход, сочетающий воздушное охлаждение с системами RDHx или DTC, может свести к минимуму необходимость масштабной модернизации объекта.

Экологичные методы работы в центрах обработки данных

Центры обработки данных внедряют принципы циркулярной экономики для сокращения отходов и восстановления ресурсов. Эти усилия превращают объекты в общественные ценности, уменьшая их воздействие на окружающую среду и находя новые способы использования того, что в противном случае было бы выброшено.

Утилизация отработанного тепла

Центры обработки данных конвертируются до 90% Они преобразуют свою ИТ-энергию в тепло, большая часть которого может быть рекуперирована. Например, в Германии более 13 ТВтч Ежегодно значительная часть электроэнергии преобразуется в тепло, хотя большая её часть в настоящее время остаётся неиспользованной.

Тепло, выделяемое центрами обработки данных, обычно составляет от... 77–104 °F (25–40 °C), Это тепло считается низкотемпературным. Чтобы использовать это тепло для отопления жилых помещений или промышленных процессов, предприятия используют высокотемпературные тепловые насосы (ВТТН) для повышения температуры воды до определенного уровня. 248°F (120°C). Эти насосы обладают высокой эффективностью, передавая тепло, которое... 3-6 раз больше, чем они потребляют электроэнергии.

Ряд проектов демонстрирует потенциал утилизации отработанного тепла:

• В 2022 году Microsoft и Fortum разработали систему для финских центров обработки данных, предназначенную для снабжения 40% потребности в отоплении для 250 000 жителей.
• Центр обработки данных PA10 компании Equinix в Париже, открытый в 2023 году, в течение 15 лет бесплатно поставляет избыточное тепло в зону городской застройки Плен-Сольнье, включая бассейн для парижской Олимпиады.
• Предприятие Facebook в Оденсе, Дания, пожертвовало до 100 000 МВт·ч ежегодно отработанная энергия поступает в систему централизованного теплоснабжения города, что приносит пользу отоплению жилых домов и сокращает выбросы, эквивалентные удалению 13 000 автомобилей каждый год с дороги.

Жидкостное охлаждение делает рекуперацию тепла еще более эффективной. Эти системы генерируют тепло с более высокой температурой по сравнению с традиционным воздушным охлаждением. Высокотемпературный тепловой насос мощностью 1 МВт может сократить ежегодные выбросы CO2 на 33 100–33 200 метрических тонн, достигнув 85.4%–85.6% снижение по сравнению с котлами, работающими на природном газе.

"Благодаря внедрению принципов циклической экономики центры обработки данных могут превратиться из изолированных объектов в интегрированные общественные активы". – Скотт Джарнагин, генеральный директор Caddis Cloud Solutions

Изменения также обусловлены нормативными актами. Пересмотренная директива ЕС об энергоэффективности (EED) теперь требует, чтобы центры обработки данных потребляли энергию в объеме, соответствующем определенным нормам. 1 МВт или более повторно использовать отработанное тепло, если это технически или экономически нецелесообразно. Это требование ускоряет его внедрение по всей Европе, и аналогичные политики появляются во всем мире.

Помимо повторного использования отработанного тепла, центры обработки данных также решают еще одну важную проблему: электронные отходы.

Управление электронными отходами

Частые обновления ИТ-систем, как правило, каждые 3–5 лет, Электронные устройства производят значительное количество электронных отходов. Компоненты часто содержат опасные материалы, такие как свинец, литий, ртуть и кадмий, поэтому надлежащая утилизация крайне важна для обеспечения экологической безопасности.

Некоторые компании являются лидерами в области ответственного управления электронными отходами:

• Компания Amazon Web Services (AWS) перенаправила 14,6 миллиона аппаратных компонентов из отходов на свалках путем переработки или продажи в рамках программы "Обратное производство".
• Компания Pure Storage предлагает модель "Хранение как услуга", позволяющую клиентам модернизировать компоненты без замены всей системы. Такой подход позволяет сократить потребление энергии до 5X и сокращает количество электронных отходов как минимум на 90%.
• Программа возврата медицинских устройств Carrier/Sensitech завершила прием устройств. 8,5 миллиона Приборы для измерения температуры, предназначенные для повторного использования с 2021 года.
• Программа обмена Vertiv гарантирует безопасную утилизацию или восстановление старых систем бесперебойного питания (ИБП).

Специализированные партнерства по переработке позволяют извлекать ценные материалы из устаревшего оборудования, минимизируя при этом вред от токсичных веществ. Кроме того, более эффективные стратегии охлаждения продлевают срок службы ИТ-оборудования, снижая необходимость в частой замене.

Подходы к циркулярной экономике

Помимо рекуперации тепла и переработки отходов, центры обработки данных внедряют более широкие стратегии циклической экономики для максимального использования ресурсов. Модульные конструкции позволяют модернизировать компоненты вместо полной замены, сокращая количество отходов и снижая затраты.

Центры обработки данных также находят инновационные способы повторного использования ресурсов:

• Очищенные сточные воды используются в системах охлаждения.
• Отработанное тепло используется для улавливания углерода на месте или для очистки воды.

Ярким примером является EcoDataCenter в Фалуне, Швеция, который интегрирует свое отработанное тепло в соседнюю промышленную экосистему. Тепло используется расположенным неподалеку заводом для сушки древесных гранул, создавая замкнутую энергетическую систему.

В Великобритании в марте 2023 года компания Deep Green установила "цифровой котел" в общественном бассейне в Эксмуте. Теперь тепло от небольшого центра обработки данных поддерживает температуру в бассейне, значительно снижая его зависимость от газа.

"Продление срока службы ИТ-оборудования за счет оптимальных стратегий охлаждения и повторного использования компонентов сокращает количество электронных отходов и минимизирует выбросы углекислого газа". – ABI Research

Переход от воздушного охлаждения к жидкостному охлаждению с использованием таких технологий, как охлаждающие пластины, может сократить потребление воды на 30% до 50% и снизить энергопотребление, связанное с охлаждением, за счет 20% до 30%. Эти системы не только повышают энергоэффективность, но и производят более качественное отработанное тепло, что упрощает его утилизацию и повторное использование.

В совокупности эти усилия демонстрируют потенциал центров обработки данных для эффективной и экологически ответственной работы, соответствующей современным требованиям. принципы экологичного хостинга.

Политические и отраслевые инициативы

Правительства и лидеры отрасли настаивают на более экологичные центры обработки данных посредством сочетания нормативных актов и финансовых стимулов.

Государственная политика как движущая сила перемен

В Соединенных Штатах развитие центров обработки данных получило статус национального приоритета, при этом особое внимание уделяется более экологичным методам работы. В июле 2025 года президент Дональд Дж. Трамп подписал соответствующий закон. Исполнительный указ 14318, Цель программы – ускорить процесс получения федеральных разрешений на строительство инфраструктуры центров обработки данных. Это включает в себя приоритетное развитие высоковольтных линий электропередачи и обеспечение надежного базового электроснабжения.

"Моя администрация будет реализовывать смелые, масштабные промышленные планы, чтобы еще больше укрепить позиции Соединенных Штатов в критически важных производственных процессах и технологиях… включая центры обработки данных искусственного интеллекта (ИИ) и инфраструктуру, обеспечивающую их работу". – Дональд Дж. Трамп, президент Соединенных Штатов.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) ввело "Способствуя великому американскому возрождению" Инициатива по упрощению процедур рассмотрения заявок в соответствии с Законом о чистом воздухе. Такой подход упрощает процесс экологической экспертизы резервных и основных источников питания. Как заявил администратор Агентства по охране окружающей среды Ли Зелдин:

"Упрощение процедур рассмотрения заявок в рамках Закона о чистом воздухе ускоряет развитие инфраструктуры искусственного интеллекта"."

Сингапур применяет подход, основанный на сотрудничестве со своими «Дорожная карта экологически чистых центров обработки данных», Разработанная совместно с заинтересованными сторонами отрасли, эта дорожная карта направлена на добавление 300 МВт новых мощностей, при этом от предприятий требуется достижение коэффициента эффективности использования электроэнергии (PUE) 1,3 или выше в течение следующего десятилетия. В июле 2023 года Сингапур предварительно выделил 80 МВт мощностей таким компаниям, как AirTrunk-ByteDance, Equinix, GDS и Microsoft, на основании их соответствия высшим стандартам энергоэффективности и сертификации Green Mark DC Platinum. Дополнительные 200 МВт зарезервированы для операторов, использующих возобновляемые источники энергии.

Эти меры создают предпосылки для введения финансовых стимулов, которые значительно снижают капитальные затраты на экологически чистые проекты.

Финансовые стимулы для перехода к экологически чистым технологиям

В США федеральные налоговые льготы играют важную роль в снижении затрат на «зеленую» инфраструктуру. Налоговый кредит на инвестиции в экологически чистую электроэнергию (раздел 48E) Предлагается базовый налоговый вычет 30% за инвестиции в электроэнергетические объекты с нулевым уровнем выбросов и системы хранения энергии. С учетом бонусов за отечественное производство или проекты в "энергетических сообществах" (районах, пострадавших от закрытия угольных электростанций или заброшенных промышленных зон), этот вычет может увеличиться до 70%.

Налоговый кредит	Раздел IRC	Базовый льготный пакет	Максимальная выгода	Подходящие технологии
Чистая электроэнергия ITC	48E	30%	70%	Электростанции с нулевым уровнем выбросов
Энергоэффективные здания	179D	До $5+ на кв. фут	Варьируется	Системы отопления, вентиляции и кондиционирования, освещение, ограждающие конструкции здания.
Кредит на ядерную энергетику с нулевым уровнем выбросов	45U	1,5 цента/кВтч	Н/Д	Существующие ядерные объекты
Улавливание оксидов углерода	45Q	$12–$85/тонна	Варьируется	Природный газ с улавливанием углерода (CCS)

Эти стимулы приводят к крупным инвестициям. Например, в сентябре 2024 года Microsoft заключила соглашение с Constellation Energy о возобновлении работы второго энергоблока атомной электростанции Три-Майл-Айленд к 2028 году, используя налоговые льготы для атомной энергетики, предусмотренные Законом о снижении инфляции 2022 года. Аналогичным образом, в июне 2025 года Amazon заключила контракт с Talen Energy на поставку 1920 МВт безуглеродной атомной энергии до 2042 года, планируя изучить возможность использования малых модульных реакторов (ММР).

Сингапур также предлагает прямые гранты, такие как... Грант на повышение энергоэффективности (EEG), Программа, которая предоставляет до 701 триллиона рупий софинансирования малым и средним предприятиям, внедряющим энергоэффективное ИТ-оборудование, с ограничением в 1 триллион рупий 4 триллиона рупий на компанию. Кроме того, программа Фонд повышения эффективности использования воды оказывает поддержку предприятиям, устанавливающим установки по переработке воды и оптимизирующим работу градирен, особенно для центров обработки данных, потребляющих не менее 60 000 кубических метров воды в год.

По мере развития этих финансовых стимулов новые энергетические тенденции меняют способы электроснабжения центров обработки данных.

Тенденции будущего и рекомендации

Атомная энергетика возвращается, и компании обеспечивают себе круглосуточное бесперебойное электроснабжение без выбросов углерода. В июне 2024 года Google в партнерстве с Fervo Energy и NV Energy разработали геотермальный проект мощностью 500 МВт в штате Юта, масштабируемый до 2 ГВт. Аналогичным образом, в августе 2024 года Meta объединилась с Sage Geosystems для обеспечения 150 МВт геотермальной энергии к 2027 году.

Производство электроэнергии на месте также набирает популярность, поскольку разработчики стремятся избежать задержек с подключением к сети. Некоторые из них изучают возможность установки газовых турбин, оснащенных перспективными системами улавливания углерода, которые позволяют получить налоговый вычет по разделу 45Q в размере от $12 до $85 за тонну уловленного углерода.

Сотрудничество внутри отрасли имеет решающее значение для прогресса. Фонд «Зеленое программное обеспечение» подчеркивает важность эффективного программирования для сокращения выбросов углекислого газа. Председатель Санджай Поддер отметил:

"В эту новую эпоху изобилия мы, ленивые программисты, совсем забыли о важности качественного программирования"."

Сингапур «Дорожная карта экологически чистых центров обработки данных» рассматривается как динамический план, развивающийся в результате сотрудничества с операторами, конечными пользователями, поставщиками и академическими учреждениями.

Операторам центров обработки данных также рекомендуется проводить исследования по разделению затрат для переклассификации активов зданий в категории с более коротким сроком службы, что позволит ускорить начисление амортизационных отчислений. Кроме того, им следует следить за сроками – такими как ускоренное прекращение действия отчислений по разделу 179D в июне 2026 года в соответствии с Законом «Один большой красивый законопроект» – чтобы максимизировать налоговые льготы. Раннее планирование при выборе площадки может компенсировать от 301 000 до 701 000 000 долларов капитальных затрат на «зеленую» инфраструктуру.

Эти новые технологии, наряду с благоприятной политикой и стимулами, способствуют переходу к более экологичным и эффективным центрам обработки данных.

Заключение

Ключевые выводы

Переход к более экологичным центрам обработки данных — это не только сокращение выбросов, но и снижение затрат и сохранение конкурентоспособности. Энергия остается самой большой статьей расходов для центров обработки данных, и ожидается, что к 2026 году ее мировое потребление превысит 1000 ТВт·ч. Повышая эффективность, операторы могут значительно снизить свои счета. Такие технологии, как передовые системы охлаждения, интеграция возобновляемых источников энергии и утилизация отработанного тепла, вносят существенный вклад. Например, центр обработки данных в Пекине, использующий транскритические тепловые насосы на основе CO₂, сократил выбросы CO₂ на 12 880 тонн в год и снизил инвестиционные затраты на 10,21 млрд трлн долларов. Аналогичным образом, глобальная программа консолидации Cisco в период с 2016 по 2022 год сократила мощности электроснабжения на 401 млрд трлн долларов, сэкономив 1,4 млрд трлн долларов в год.

Показатели, такие как PUE (эффективность использования электроэнергии), WUE (эффективность использования воды) и CUE (эффективность использования углерода), имеют решающее значение для отслеживания этих улучшений. С ростом плотности серверных стоек до 10-30 кВт для обработки рабочих нагрузок ИИ, традиционное воздушное охлаждение устаревает. Жидкостное охлаждение и рекуперация отработанного тепла теперь необходимы для работы в условиях высокой плотности. Кроме того, государственные стимулы и политика ускоряют внедрение экологически чистых методов в отрасли.

Почему экологичные центры обработки данных важны для хостинга

Для хостинг-провайдеров «зеленые» центры обработки данных — это не просто экологический выбор, а стратегическое преимущество. Клиенты все чаще ищут экологичные варианты, а такие сертификаты, как LEED и Energy Star, становятся ключевыми факторами, отличающими их от конкурентов. Только облачные вычисления могут сократить глобальный углеродный след в ИТ-сфере до 381 000 тонн. Современные серверы также обеспечивают большую эффективность, поддерживая на 312 000 тонн больше виртуальных машин на одном блейд-сервере, чем в 2016 году, и сокращая потребление энергии на одну виртуальную машину на 271 000 тонн.

Повышается и надежность. Возобновляемая энергия в сочетании с аккумуляторными батареями обеспечивает более стабильное электроснабжение даже во время перебоев в сети или экстремальных погодных явлений. В 2025 году каждый десятый сбой в работе центров обработки данных приводил к серьезным сбоям, что подчеркивает необходимость в отказоустойчивой инфраструктуре. Экологически чистые центры обработки данных также превращаются в энергетических партнеров, передавая избыточную возобновляемую энергию или используя отработанное тепло для местных сетей, что усиливает их роль в интеллектуальных энергетических сетях.

Взгляд в будущее

В будущем хостинг будет все больше отдавать предпочтение устойчивой инфраструктуре. К 2028 году центры обработки данных в США могут потреблять до 121 тыс. тонн электроэнергии страны, по сравнению с 4,41 тыс. тонн в 2023 году. Ответственное удовлетворение этого спроса требует незамедлительных действий. Хостинг-провайдеры должны стремиться к получению экологических сертификатов, выбирать местоположения с доступом к возобновляемым источникам энергии и внедрять виртуализацию серверов для минимизации потребности в оборудовании. Компании, ищущие решения для хостинга, должны оценивать усилия провайдеров в области устойчивого развития и изучать гибридные модели, которые уравновешивают потребности в локальной инфраструктуре с экологически чистыми облачными сервисами. Циклические практики, такие как восстановление оборудования и ответственное обращение с электронными отходами, вскоре станут стандартом по мере ужесточения регулирования.

В Serverion (https://serverion.com), мы стремимся к развитию этих устойчивых решений, обеспечивая высокопроизводительный хостинг, готовый к предстоящим вызовам.

Часто задаваемые вопросы

Какие шаги предпринимают центры обработки данных для повышения энергоэффективности и достижения низких показателей PUE?

Центры обработки данных сохраняют свои Эффективность использования энергии (PUE) Низкие показатели достигаются за счет внедрения энергоэффективных технологий и методов. Они полагаются на передовые серверы и оборудование, созданные для обеспечения максимальной производительности при меньшем потреблении энергии. Для решения проблемы охлаждения они используют такие методы, как жидкостное охлаждение, естественное охлаждение или разделение горячих и холодных коридоров, что помогает сократить потребление энергии для поддержания температурного режима.

Помимо охлаждения, многие центры обработки данных переходят на возобновляемые источники энергии, эффективные системы распределения электроэнергии и инструменты мониторинга в реальном времени для точной настройки энергопотребления. Сочетая передовые методы охлаждения, более чистые варианты энергоснабжения и оптимизированные операции, центры обработки данных не только повышают свой показатель PUE (эффективность использования энергии), но и уменьшают общее воздействие на окружающую среду.

Каким образом возобновляемая энергия делает центры обработки данных более экологичными?

Возобновляемая энергия играет решающую роль в повышении экологичности центров обработки данных за счет сокращения выбросов углекислого газа и снижения зависимости от невозобновляемых источников энергии. Внедрение таких энергетических решений, как... солнечная энергия, энергия ветра и водородные топливные элементы Это позволяет центрам обработки данных значительно сократить выбросы парниковых газов, одновременно способствуя глобальным мерам по борьбе с изменением климата.

Помимо экологических преимуществ, возобновляемая энергия также может привести к снижение эксплуатационных расходов а также повышение энергоэффективности — фактор, приобретающий все большее значение по мере роста спроса на энергию в связи с развитием искусственного интеллекта и других ресурсоемких технологий. Сочетание возобновляемой энергии с такими достижениями, как... системы утилизации отработанного тепла а также интеллектуальные инструменты управления энергопотреблением позволяет центрам обработки данных уменьшить свое воздействие на окружающую среду без ущерба для производительности или надежности.

Этот переход является важнейшим шагом на пути к созданию климатически нейтральной цифровой инфраструктуры и поддержке более устойчивого будущего для всех.

Почему жидкостное охлаждение имеет решающее значение для современных центров обработки данных?

Жидкостное охлаждение набирает популярность в современных центрах обработки данных как более эффективный способ отвода тепла, выделяемого высокопроизводительным оборудованием. Это включает в себя системы, работающие с искусственным интеллектом (ИИ) и другими ресурсоемкими приложениями. В отличие от традиционного воздушного охлаждения, жидкостное охлаждение гораздо лучше отводит тепло, что помогает сократить потребление энергии и контролировать эксплуатационные расходы.

Поскольку центры обработки данных все чаще используют высокопроизводительное оборудование и передовые технологии, жидкостное охлаждение не только повышает производительность, но и снижает нагрузку на ресурсы. Оно позволяет поддерживать более высокие рабочие температуры при меньшем потреблении воды и электроэнергии, предлагая более ресурсосберегающий подход к поддержанию надежности и эффективности критически важных систем.

Похожие записи в блоге

• Энергоэффективность в центрах обработки данных: преимущества виртуализации
• Система охлаждения без использования воды от Microsoft: уроки для центров обработки данных
• Экологичные центры обработки данных для хостинга блокчейнов
• Показатели энергопотребления при размещении оборудования: что отслеживать?