Hva betyr CUE (Carbon Usage Effectiveness) for datasentre

Den raske veksten av digital transformasjon på tvers av ulike bransjer, kombinert med den utbredte bruken av nye teknologier som 5G, kunstig intelligens og tingenes internett, har skapt mye mer data i samfunnet. Datasentre, som fungerer som den digitale basen for hvordan informasjonssystemer fungerer i ulike bransjer, har blitt uunnværlig kritisk infrastruktur i det økonomiske og sosiale landskapet, og spiller en avgjørende rolle i utviklingen av den digitale økonomien. Datasentre bruker imidlertid mye energi og skaper mye utslipp. For å takle dette trenger vi gode tiltak for å kutte utslippene og se hvor bærekraftige de er. Det er der beregningen Carbon Usage Effectiveness (CUE) kommer inn.

Det grønne rutenettetintroduserte beregningen Carbon Usage Effectiveness (CUE) i 2010 for å finne ut utslippene av klimagasser (GHG) per enhet IT-energiforbruk i datasentre. Den har blitt en del av ISO/IEC 30134-8 for å vurdere bærekraften til datasentre når det gjelder karbonutslipp. CUE er analog med karbonintensitet, med tanke på både Scope 1- og Scope 2-utslipp, men delt på IT-belastning, på samme måte som Power Usage Effectiveness (PUE). Beregningen gir en effektiv måte å måle karbonfotavtrykket til datasentre og evaluere deres bærekraft i karbonutslipp.

For å beregne CUE ved bruk av nettelektrisitet, kan karbonutslipp baseres på offentlige data publisert for den regionen. Ved bruk av generert kraft på stedet bør det ideelt sett brukes faktiske utslippsdata fra lokale målere. Det er imidlertid også mulig å bruke utslipps- og drivstoffkildedata fra generatorprodusenten for beregninger.

For å beregne CUE er formelen som følger.

Et lavere CUE-forhold betyr et lavere karbonavtrykk, noe som indikerer høyere karbonforbrukseffektivitet i datasentre. Den ideelle CUE-verdien er {{0}}.0, noe som indikerer ingen karbonutslipp under drift av datasenter.

Det er viktig å merke seg at CUE varierer betydelig basert på energikildene datasentre er avhengige av. Datasentre drevet av fornybare energikilder har generelt lavere CUE, selv med samme PUE, sammenlignet med de som er avhengige av kraft fra fossilt brensel.

I 2021 introduserte Kina begrepene "karbontopp" og "karbonnøytralitet" i sin regjeringsarbeidsrapport. Karbontopp tar sikte på å oppnå et platå i karbondioksidutslipp innen 2030, som gradvis avtar etter å ha nådd toppen. Karbonnøytralitet innebærer å kompensere for karbondioksid produsert i produksjonsprosessen gjennom tiltak som skogplanting og energisparing, og oppnå "nullutslipp" av karbondioksid. I tråd med den globale innsatsen for å bekjempe klimaendringer og Kinas "dobbeltkarbon"-strategi, forbedrer datasenterindustrien kontinuerlig energieffektivitetsnivåene, øker bruken av fornybar energi og streber etter å oppnå karbonnøytralitet så tidlig som mulig.

Etter hvert som teknologier for væskekjøling modnes, blir ulike væskekjølingsmetoder som nedsenkingskjøling, kaldplatevæskekjøling og sprayvæskekjøling i økende grad brukt i datasentre. Utover flytende kjøling har metodene for datasenterkjøling blitt diversifisert de siste årene. Nye kjølemetoder som indirekte evaporativ kjøling og magnetiske levitasjonskjølere gir nye alternativer. Kombinasjonen av flere kjølingsmetoder har blitt vanlig i datasentre.

Effektiviteten til Uninterruptible Power Supplies (UPS) har også blitt et betydelig marked for leverandører av strømdistribusjon i datasenter. Høyeffektiv UPS, med effektivitet over 97 %, regnes som standard. Modulær UPS med lave belastningshastigheter har overgått høyspent likestrøms strømforsyning i datasentereffektivitet, noe som indikerer potensialet for høyfrekvent UPS til å bli en av de optimale løsningene for energieffektivitet i datasenterkraftdistribusjon.

Samtidig, med den kontinuerlige utviklingen av teknologi, har UPS (Uninterruptible Power Supply) også blitt et betydelig marked der leverandører av datasenterkraftdistribusjon konkurrerer. Store nasjonale og internasjonale aktører i kraftdistribusjonsindustrien, som Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, har tilsvarende produktoppsett på dette feltet. Å oppnå effektivitet på over 97 % regnes nå som en "grunnleggende operasjon" i high-end UPS-industrien. Det er verdt å merke seg at ved lave belastningshastigheter har datasentereffektiviteten ved bruk av modulær UPS overgått effektiviteten til høyspent likestrømsforsyning. Etter forfatterens syn, med tanke på trendene innen teknologisk utvikling, vil høyfrekvent UPS sannsynligvis bli en av de optimale løsningene for å redusere energiforbruket og øke effektiviteten i strømdistribusjon til datasenter.

Under driften av datasentre genererer IT-utstyr en betydelig mengde overskuddsvarme. Bruk av varmepumpeteknologi for å gjenvinne og gjenbruke denne overskuddsvarmen har funnet mange bruksområder i datasentre, med en lovende fremtid. Grove anslag indikerer at den totale utvinnbare overskuddsvarmen i datasentre i den nordlige delen av Kina er omtrent 10 GW, og støtter teoretisk oppvarming av rundt 300 millioner kvadratmeter bygninger. Tallrike datasentre i Kina, inkludert Alibabas Qindao Lake Data Center, Tencents Tianjin Data Center, China Telecoms Chongqing Cloud Computing Base, Wanguo Datas Beijing Data Center 3, og UClouds Wulanchabu Cloud Computing Center, har allerede implementert varmegjenvinningsteknologi, som gir oppvarming for begge de interne og omkringliggende områdene til datasentrene.

Som nevnt tidligere utgjør datasenterkjøling over 20 % av det totale energiforbruket. Utplassering av datasentre under vann, ved å bruke temperaturen på sjøvann til å spre varmen som genereres av datasenteret, kan redusere energiforbruket betydelig, og bidra til optimalisering av ulike indikatorer i datasenterdrift.

I Kina var HIGHLANDER den første som introduserte konseptet undervannsdatasentre (UDC) og identifiserte tre store fordeler med undervannsdatasentre:

For det første eliminerer UDC, som er plassert under vann og fylt med inert gass, risikoen for brann.

For det andre forblir UDC diskret i sin undervannsposisjon, noe som gjør presis ekstern lokalisering umulig.

For det tredje hjelper kontinuerlig 24-times overvåking av UDC effektivt å forhindre potensiell skade og infiltrasjon av datasenteret.

Undervannsdatasentre har unike fordeler både når det gjelder energisparing og sikkerhet. De er imidlertid betydelig påvirket av geografiske faktorer, som krever nærhet til sjøen for bygging. I dagens tilstand av nettverksinfrastruktur, mener forfatteren at undervannsdatasentre primært er egnet for databehandling av varme data, lagring av varme og kalde data og betjener brukere med lav latenskrav, for eksempel de som driver med maskinlæring og videogjengivelse, spesielt i kystbyer.

Oppsummert, for å redusere innvirkningen av datasentre på miljøet, er det nødvendig med en mangfoldig plan. Å bruke energieffektivt utstyr, fornybare energikilder og forbedre hvordan ressursene brukes er avgjørende strategier. Ved å bruke disse løsningene kan datasentrene redusere energibruken betydelig, forbedre hvordan de fungerer og vise at de er dedikert til å være bærekraftige. Etter hvert som oppmerksomheten øker på miljøansvar og energiutgiftene øker, er reduksjon av datasentres miljøpåvirkning ikke lenger et valg, men et must. Ved å ta en altomfattende tilnærming til bærekraft, kan datasentre oppnå økonomiske og miljømessige fordeler, og tjene som modell for andre bransjer.