摘要:鑒于當下的整個數據中心行業均面臨著越來越嚴密的必須實施可持續發展舉措的相關監督,在本文中,我們將試圖找出為什么數據中心運營商們并不急于將他們數據中心的余熱實施再利用的原因。
有關數據中心效率的討論往往都過多的集中在電力設施消耗了大量的能源來運行其服務器和冷卻設備等方面,但卻并沒有把相關的關注焦點集中到這些數據中心站點通常產生和浪費了多少熱量方面。
雖然也有少數例外,但對于叫絕大多是數據中心運營商來說,處理這些數據中心余熱最“有效”的方法是將其排放到大氣中,位于Shoreditch的主機托管提供商City Lifeline公司的董事總經理羅杰·基南表示說。
“空氣進入服務器之前大約是在25°C,然后在服務器中溫度得到升高,再次從服務器排出時的溫度已經達到35°C左右,故而數據中心最終會有大量的空氣量,而且這些空氣流動得非常緩慢,其只是輕微有些溫暖,而不是熱。”基南告訴Computer Weekly網站的記者說。
這種流動緩慢的暖空氣不適合長距離傳輸,而這在數據中心運營商們投入巨資采購熱交換器和回收設備之前,想要重新分配這些暖空氣對于數據中心運營商們而言這無疑將會是相當困難的。
“對于很多數據中心而言,最有效的處理方法就是將這些熱量排放進入大氣層,并浪費掉,而不是又花費巨資興建一處處理工廠,然后可以把將其變成有用的東西。”基南說。
“這并不是不可能的,但這是非常困難的,成本昂貴的,往往利用這些大量的空氣進入一個街區的單位或辦公室進行采暖供熱的效率并不高。”
當然,除非該熱量處理廠房就在數據中心隔壁附近的某地方,便可以較好的利用這些熱量,如位于肯特基的托管提供商的Custodian數據中心。
熱量再利用
在過去的七年里,由Custodian數據中心所產生的溫暖的空氣均已被回收,用來為其辦公室及與該公司共享站點的電視演播室的供熱。
這些熱空氣被有效地用于預加熱這些處所,提高了基準面溫度,進而幫助該數據中心站點降低了約30%的整體集中供熱成本。
“這是我們能夠節省成本的一個因素,但對于環境而言,如果不再次循環使用這些熱量,將是一種犯罪。因為當我們在使用了成噸的能源之后,又浪費掉最終產品是沒有任何意義的。”Custodian數據中心的銷售主管倫納德凱表示說。
地理位置因素在Custodian數據中心能夠做到這一點的過程中發揮了很大的一部分的作用,以及他們所自己擁有、運營和管理的數據中心站點本身也發揮了重要作用,而他們的許多競爭對手的這一切都是租賃的,凱說。
“我們對基礎設施擁有完全的控制,我們也擁有我們自己的建設和維修團隊,這讓我們較之其他一些正在做著同樣的事情的數據中心同行更加具備敏捷和靈活性。”他補充道。
一處大規模的數據中心熱量再利用方案的例子是俄羅斯搜索引擎Yandex公司,其數據中心站點在芬蘭南部通過國家的區域供熱系統為當地社區提供熱水。
其中,冷水被供給到數據中心的熱交換系統,通過其服務器生成的熱空氣被泵入,水溫被升到30-45℃。然后,這些水被被輸送給當地居民之前,會被輸送到一處熱回收廠,使其進一步提高溫度到55-60℃。
同樣,該數據中心的地理位置為使得Yandex公司能夠做到這一點發揮了至關重要的作用:該數據中心臨近該地區的供熱系統的一個關鍵的連接點,該公司數據中心維護負責人Alexey Zhumykin表示說。
“我并不認為我們為此制定了一整套專項規劃來做到這一點,但在芬蘭,采用綠色環保技術真正能夠給我們帶來相當大的利益,而我們數據中心所處的社區對此真的是非常感興趣。”他說。 “我們的設計團隊則來自荷蘭,并從一開始就要求我們考慮在該數據中心站點實施余熱再利用特征的可能性。”
該項安裝預計能夠幫助當地居民在未來的一年削減5%的取暖費用,并讓附近的公用事業供應商的天然氣消費量減半。
“這是我們的一個次重點項目,但我們的確從綠色環保數據中心的運營中獲得了諸多的好處,并且,這也使得當地居民從我們這里購買供熱采暖服務的價格更便宜。”Zhumykin說。
Yandex公司現在的計劃是要將該項技術納入到其下一處的數據中心,該數據中心目前正在俄羅斯建設中,他補充道。
早在2009年,一個類似的區域集中供熱的重點項目就已經由一家位于倫敦的主機托管提供商Telehouse公司提出了,該公司宣布計劃將在其即將興建的數據中心站點采用該熱交換器。
彼時,該公司的這一消息得到了廣泛的報道,并且因為其同意將生成的廢熱導出,以供給附近的家庭和企業供熱為條件,獲得了相關機構的大開綠燈。
該公司的營銷材料中還介紹了其數據中心現場會有一個熱交換器,但究竟有多少家庭或企業將從該熱交換器的輸出中獲益,目前還不清楚。
Computer Weekly網站的記者曾多次聯系Telehouse公司以證實這一點,但截至本文發表,并沒有收到任何的回復。
數據中心余熱再利用的障礙
即使數據中心所處是在一個很好的地理位置,想要使數據中心運營商們自己實施其運營余熱的回收再利用仍然存在諸多的困難因素,利茲大學機械工程學院的Ian Bitterlin 教授表示說。
“一處數據中心的能量密度是辦公空間的30-50倍,所以如果你想要利用來自你的數據中心的余熱來為您的辦公室供熱,數據中心的規模必須相當小或者辦公室的規模需要非常大。”他說。
“一處典型的數據中心還必須保證以相當恒定負載24 / 7的全天候運營,如果你熱負荷不能連續吸收廢熱,那么,您從熱利用方案中所獲得的回報將迅速消失。”
即便如此,考慮到數據中心行業在受到嚴格審查,并必須保證實施可持續發展的實踐方案的前提下,我們有充足的理由相信,數據中心采用余熱再利用策略將使得其運營商在監管者眼中獲得一些印象加分。
在最近接受Computer Weekly網站的記者的采訪時,主機托管服務提供商Digital Realty公司歐洲、中東和非洲地區的副總裁Ricky Cooper解釋了數據中心行業記錄能源消耗和排放如何吸引到了相關監管部門的注意。
“如果你稍微留意一下未來的無人駕駛汽車,物聯網和醫藥學科領域連接設備的增長,你將意識到人們在未來將需要更多的數據中心。”Cooper說。 “該領域即將迎來爆炸性的需求激增的那一刻,而我們現在還僅僅只是處在一開始。
“現在,我們的排放量已經超過了航空業,而這已經是受到相當嚴格的監管了。所以,數據中心行業將迎來革命性的巨變只是一個時間的問題,而現在的問題時,你準備得怎么樣了?”
并未被認為是必要的
Bitterlin說,要想使得數據中心余熱再利用在整個數據中心行業蔚然成風尚有待時日,而這只 是因為該方案目前還并不被視為數據中心運營的重要組成部分。
他引用了相關的數據解釋了每千瓦時的能源通過一臺服務器,將花費用戶約17便士的電力成本,但卻能夠產生大約35英鎊的商業價值。
“能源效益目前并不是大多數數據中心的關鍵驅動因素。”他說。“問題的關鍵在于,能源成本并不是大多數用戶的頭號議題。”
事實上,盡管托管數據中心的熱量再利用和新鮮空氣降溫的舉措能夠為他們帶來相當的運營效率,但Kay承認,其數據中心為客戶提供高質量的恢復能力仍然被排在更高的優先級。
“我并不認為我們的工作效率曾經為我們贏得了客戶,因為我們這個行業更關注的是彈性,但隨著數據中心行業能源消費量持續增長,其終究會變成一個人們更加關注的重點。”他說。
“但是,從我們的角度來看,對我們的余熱實施再利用總是有意義的,因為這并不是很難做到,而我們也不想破壞我們的孩子還將繼承耐以生存的環境。”
邊緣數據中心的機會
余熱再利用計劃可能會更廣泛采用的一個領域是那些建立在位于毗鄰商業區或住宅物業的邊緣數據中心,Bitterlin說。
邊緣數據中心概念即一些較小的設施,可以容納接近數據源的數據處理,隨著網絡規模的互聯網公司偏向于采用這種方法在附近的地方來為他們的網民用戶進行網絡內容處理,并受到歡迎,這種數據中心的建設步伐將有望加快。
物聯網(IoT)和智能城市的發展趨勢也被認為是助長了數據中心業界對于較小的數據中心的興趣,因為制造商們需要確保及時用網絡來處理和分析由連接的設備所產生的數據,保證盡可能的有效。
Digital Realty公司的Cooper說,鑒于大量城市數據中心的翻新和升級需要,將邊緣數據中心設施與商業物業相結合的建設理念將是具有里程碑意義的。
但在正常運行時間協會The Uptime Institute數據中心的效率顧問組的高級副總裁克里斯托弗·布朗則表示說,這種數據中心的興建仍然處在其初期,而且只要涉及到推出一套有效的和高效的數據中心余熱復用方案的成本仍然很高,那么該方案成為主流仍然還有很長的路要走。
“我并不認為我們已經在朝著這個方向發展的路上了,但這取決于企業的目標。”他說。 “在這個時間點,利用空氣處理系統進行廢熱回收的舉措尚未被證實是能夠提供足夠的經濟利益,以證明實施的成本效益。”
是否能夠對現有的數據中心的余熱利用技術實施改造?
Custodian數據中心和Yandex公司的例子的共同點是:他們在數據中心的建筑設計的一開始就已經在數據中心所有者腦海中具備熱能再利用的意識了。
但是,如果要試圖在一般現有的數據中心站點引進類似的技術則對于大多數運營商在經濟上而言是不合理的,克里斯托弗·布朗說。
對于一個有效的配置,一家企業組織很可能需要從一開始就規劃系統,除非該站點有大量的空閑空間來做這方面的工作,他說。
“除了對數據中心站點的空間的要求,建設成本改裝設施可能將會遠遠超過經營余熱回收技術和設備所帶來的節省的成本。”
但是,無論是從企業的社會責任的角度還是公共關系的角度來看,部署這種技術可能是有意義的,即使是在其所帶來的經濟效益可以忽略不計的情況下,布朗補充說。
的確有一些這樣的案例情況,其中企業業務的目標可能是實現節能技術,即使該方案僅僅只是輕微的有益或甚至略微昂貴,在這種情況下,這可能是一個可以值得斟酌考慮的選項。