Hvad betyder CUE (Carbon Usage Effectiveness) for datacentre

Den hurtige vækst i digital transformation på tværs af forskellige industrier, kombineret med den udbredte anvendelse af nye teknologier såsom 5G, kunstig intelligens og Internet of Things, har skabt meget mere data i samfundet. Datacentre, der fungerer som den digitale base for, hvordan informationssystemer fungerer i forskellige industrier, er blevet uundværlig kritisk infrastruktur i det økonomiske og sociale landskab, og spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​den digitale økonomi. Datacentre bruger dog meget energi og skaber en masse emissioner. For at tackle dette har vi brug for gode foranstaltninger til at skære ned på emissionerne og se, hvor bæredygtige de er. Det er her, Carbon Usage Effectiveness (CUE)-metrikken kommer ind.

Det grønne gitterintroducerede målingen Carbon Usage Effectiveness (CUE) i 2010 for at beregne drivhusgasemissioner (GHG) pr. enhed af it-energiforbrug i datacentre. Det er blevet en del af ISO/IEC 30134-8 til vurdering af datacentres bæredygtighed med hensyn til kulstofemissioner. CUE er analog med kulstofintensitet, idet man tager både Scope 1 og Scope 2 emissioner i betragtning, men divideret med IT-belastning, svarende til Power Usage Effectiveness (PUE). Metrikken giver en effektiv måde at måle datacentres CO2-fodaftryk og evaluere deres bæredygtighed i CO2-emissioner.

For at beregne CUE ved brug af el fra nettet kan kulstofemissioner baseres på offentlige data offentliggjort for den pågældende region. Når der bruges on-site genereret strøm, bør der ideelt set anvendes faktiske emissionsdata fra lokale målere. Det er dog også muligt at bruge emissions- og brændstofkildedata fra generatorproducenten til beregninger.

For at beregne CUE er formlen som følger.

Et lavere CUE-forhold betyder et lavere CO2-fodaftryk, hvilket indikerer højere CO2-forbrugseffektivitet i datacentre. Den ideelle CUE-værdi er {{0}}.0, hvilket indikerer ingen kulstofemissioner under drift af datacenter.

Det er afgørende at bemærke, at CUE varierer betydeligt baseret på de energikilder, datacentre er afhængige af. Datacentre drevet af vedvarende energikilder har generelt lavere CUE, selv med samme PUE, sammenlignet med dem, der er afhængige af fossilt brændstof.

I 2021 introducerede Kina begreberne "carbon peaking" og "carbon neutrality" i sin regeringsrapport. Carbon peaking sigter mod at opnå et plateau i kuldioxidemissioner inden 2030, som gradvist aftager efter at have nået sit højdepunkt. Kuldioxidneutralitet indebærer udligning af kuldioxid produceret i produktionsprocessen gennem foranstaltninger som skovrejsning og energibesparelse, der opnår "nul-emissioner" af kuldioxid. På linje med den globale indsats for at bekæmpe klimaændringer og Kinas "double carbon"-strategi forbedrer datacenterindustrien løbende energieffektivitetsniveauerne, øger brugen af ​​vedvarende energi og stræber efter at opnå CO2-neutralitet så tidligt som muligt.

Efterhånden som teknologier til væskekøling modnes, anvendes forskellige væskekølingsmetoder såsom nedsænkningskøling, koldpladevæskekøling og sprayvæskekøling i stigende grad i datacentre. Ud over væskekøling er metoderne til datacenterkøling blevet diversificeret i de senere år. Nye kølemetoder som indirekte fordampningskøling og magnetiske levitationskølere giver nye muligheder. Kombinationen af ​​flere kølemetoder er blevet almindelig i datacentre.

Effektiviteten af ​​UPS (Uninterruptible Power Supplies) er også blevet et betydeligt marked for leverandører af strømforsyning til datacentre. Højeffektiv UPS, med effektivitet på over 97 %, betragtes som standard. Modulær UPS ved lave belastningshastigheder har overgået højspændings jævnstrøms strømforsyning i datacentereffektivitet, hvilket indikerer potentialet for højfrekvent UPS til at blive en af ​​de optimale løsninger til energieffektivitet i datacenterstrømdistribution.

Samtidig er Uninterruptible Power Supply (UPS) med den kontinuerlige udvikling af teknologi også blevet et betydeligt marked, hvor udbydere af strømdistribution af datacentre konkurrerer. Større indenlandske og internationale aktører i strømdistributionsindustrien, såsom Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, har tilsvarende produktlayout på dette område. At opnå effektivitet på over 97% betragtes nu som en "grundlæggende operation" i den avancerede UPS-industri. Det er værd at bemærke, at ved lave belastningshastigheder har datacentereffektiviteten ved brug af modulær UPS overgået effektiviteten af ​​højspændings-jævnstrømsforsyning. Efter forfatterens opfattelse, i betragtning af tendenserne inden for teknologisk udvikling, vil højfrekvent UPS sandsynligvis blive en af ​​de optimale løsninger til at reducere energiforbruget og øge effektiviteten i datacentrets strømdistribution.

Under driften af ​​datacentre genererer it-udstyr en betydelig mængde overskudsvarme. Brug af varmepumpeteknologi til at genvinde og genbruge denne overskydende varme har fundet mange anvendelser i datacentre med en lovende fremtid. Grove skøn indikerer, at den samlede genvindelige overskudsvarme i datacentre i den nordlige region af Kina er cirka 10 GW, hvilket teoretisk understøtter opvarmning af omkring 300 millioner kvadratmeter bygninger. Adskillige datacentre i Kina, herunder 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 implementeret varmegenvindingsteknologi, der leverer opvarmning til både de interne og omgivende områder af datacentrene.

Som tidligere nævnt udgør datacenterkøling over 20 % af det samlede energiforbrug. Udrulning af datacentre under vandet, ved at bruge havvandstemperaturen til at sprede den varme, der genereres af datacentret, kan reducere energiforbruget betydeligt, hvilket bidrager til optimering af forskellige indikatorer i datacenterdrift.

I Kina var HIGHLANDER den første til at introducere konceptet undervandsdatacentre (UDC) og identificerede tre store fordele ved undervandsdatacentre:

For det første eliminerer UDC, der er placeret under vandet og fyldt med inert gas, risikoen for brand.

For det andet forbliver UDC diskret i sin undervandsplacering, hvilket gør præcis ekstern lokalisering umulig.

For det tredje hjælper Kontinuerlig 24-timers overvågning af UDC effektivt med at forhindre potentiel skade og infiltration af datacentret.

Undervandsdatacentre har unikke fordele inden for både energibesparelse og sikkerhed. De er dog væsentligt påvirket af geografiske faktorer, som kræver nærhed til havet for at bygge. I den nuværende tilstand af netværksinfrastruktur mener forfatteren, at undervandsdatacentre primært er velegnede til at beregne varme data, gemme varme-kolde data og betjene brugere med krav til lav latens, såsom dem, der er involveret i maskinlæring og videogengivelse, især i kystbyer.

For at mindske indvirkningen af ​​datacentre på miljøet, er der behov for en mangfoldig plan. Brug af energieffektivt udstyr, vedvarende energikilder og forbedring af, hvordan ressourcerne bruges, er afgørende strategier. Ved at anvende disse løsninger kan datacentre i høj grad skære ned på energiforbruget, forbedre den måde, de fungerer på, og vise, at de er dedikerede til at være bæredygtige. Efterhånden som opmærksomheden vokser på miljøansvar, og energiudgifterne stiger, er reduktion af datacentres miljøpåvirkning ikke længere et valg, men et must. Ved at anlægge en altomfattende tilgang til bæredygtighed kan datacentre opnå økonomiske og miljømæssige fordele og tjene som model for andre industrier.