一個典型的數據中心兩天排出的廢水量相當于一個奧林匹克規格游泳池的用水量。那么這有什么問題嗎?
美國自1990年代中期以來,黃金的價格上漲了百分之七。房地產上漲了百分之九。而水資源的價格上升了10%至12%。
如今,水資源的短缺也使其成本不斷增加,而人們對使用大量水資源的數據中心有一定的看法和爭議。這些看法有道理嗎?
蒸發和放空損失
亞馬遜網絡服務公司副總裁兼杰出的工程師詹姆斯·漢密爾頓,他在2009年的數據中心能效峰會演講的報告中就提到水資源消耗的情況,特別是蒸發和放空損失。
蒸發和放空損失是一種用于冷卻數據中心常見的方法,電子設備排出的熱空氣是通過空氣/液體熱交換器的副產品,液體冷卻劑通過熱交換器冷卻數據中心的空氣。而使用水蒸發換熱器進行冷卻則是擯棄采用液體冷卻劑冷卻的另一種形式。
除了通過蒸發失掉水分以外,數據中心使用冷卻塔在放空中也會失去水分。而冷卻系統和冷卻塔的液體如果有積累的沉積物,沒有被清除的話,其冷卻效率會受到影響。
所以,人們會定期對冷卻系統進行清洗,這也會消耗一定數量的水。這兩種操作也是數據中心耗水量大的原因。
綠色網格組織設定了電源使用效率(PUE)指標,2010年推出所謂的WUE(水使用效率)的指標,而這個水使用效率還沒有得到廣泛的應用。
水的使用問題似乎沉寂了下來,直到德魯·菲茨杰拉德在華爾街日報寫出數據中心隱藏的水問題之后,事情變得有趣了。
加利福尼亞州嚴重干旱
在這篇文章中,菲茨杰拉德主要聚焦于美國加利福尼亞州的數據,他從調查機構451研究獲得該州的數據。加利福尼亞擁有800個數據中心(超過任何其他各州),每年這些數據中心消耗的水足夠填滿158000個奧運會規格的游泳池。而且,人們不要忘記,2015年是加利福尼亞州嚴重缺水的第四年。
漢密爾頓在博客中對菲茨杰拉德在華爾街日報的文章觀點表示贊同,并重申了他的立場,他說:“水消費是繼數據中心電力之后的下一個巨大的自然資源問題。我認為文章觀點是正確的,所有數據中心運營商應該精心管理水資源的消耗量。”
加利福尼亞的數據中心占其全州使用量的0.7%,而該州農業用水占60.7%。
使用游泳池進行類比可能讓人們可以更直觀的感覺,但它并不等同以及試圖確定只是這一切意味著什么。所以,第一步就決定要用多少水來填補158000個奧林匹克規模的游泳池,馬克·安德森算出了這一數據,為1042.8億加侖。
與其計算菲茨杰拉德指出的水資源價值,不如進行一下比較,漢密爾頓在他的介紹提到,一個典型的15MW數據中心每天使用360000加侖的水資源。這是有點令人難以置信,360000加侖的水相當于半個奧林匹克規模游泳池的水量。
可以進行一些簡單的數學計算:360000加侖乘以800(數據中心的數目),然后乘以365(天一年)的結果。答案是是1051.2億加侖。
數據中心的整體影響
現在讓我們來衡量數據中心的整個用水量的影響。通過查閱2014美國地質調查局(USGS)資料,就可以確定加利福尼亞用水量。資料報告指出:“2010年,加州每天的用水量380億加侖”。而美國地質調查局的報告指出:“2010年美國用水量每天約為3550億加侖。”
數據中心消耗了多少水呢?我們需要用每年365天的時間來劃分,而加利福尼亞800個數據中心每年使用1042.8億加侖的水量,則其每天使用的水量為285698630加侖。接下來計算出這個數據:380億加侖乘以0.7%,為266000000加侖,這與漢密爾頓的統計的數據大致相同。加利福尼亞的數據中心似乎消耗了全州0.7%的水資源。
這如何進行比較?人們要了解了不到百分之一的水量到底有多顯著,要想了解到加利福尼亞全州用水使用情況,需要人們去了解其他行業用水量的比例和數量。參照美國地質調查局的加州水使用情況報告,人們發現,農業灌溉榮登榜首,為60.7%(每天23056萬加侖),其次是熱電行業,為17.4%(平均每天6601萬加侖)。
這個問題是什么?
人們不禁要問,看著這些數字,為什么漢密爾頓和其他人都非常驚慌。而加利福尼亞州所有數據中心每天的用水量只是全州用水量的0.7%。
在數據中心運營計劃中,數據中心的用水量是次要的,但行業領導廠商都在關注這個問題。除了漢密爾頓以外,也有業界人士同意這個觀點,其中包括麗莎·杰克遜(2013年之前曾擔任美國環境保護署署長,現任為蘋果公司環保總監)和谷歌的數據中心運營主管喬卡瓦。他們認為數據中心浪費的水是因為數據中心低效運行,這對環境不利,最終對人們不利。
“節約用水所在的行業將不斷創新,”漢密爾頓說,“我希望看到節省水資源結果,正如人們所看到人們致力于節省電源一樣。而水資源使用量已經大幅上升,但電源消耗卻沒有這樣大幅上升。”
在不到十年的時間中,數據中心運營商已經解決了承擔了多少電力的問題,大多數主要的數據中心業務的電源都半使用100%可再生能源。
再過10年,人們可以看到數據中心對于水資源的使用也會產生類似的變化。
名詞解析
WUE 水利用效率的度量
繼電源使用效率(PUE)指標之后,2010年綠色網格成功定義的指標,以幫助討論數據中心使用水的數量。
水利用效率,或水使用效率,其定義是數據中心的年度用水量除以IT設備的能源,以升/千瓦時計算。水利用效率指標應包括現場使用的水,以及數據中心之外所用的水。例如,生產數據中心的電力所使用的水。
WUE指標目前還沒有被廣泛用于工業中,并且很少引用,但是水已經成為數據中心更加顯著的因素,未來一定會將水利用效率進入PUE度量工作中。