Как повышают экологичность ЦОД в Российской Федерации, Соединенных Штатах Америки, Новой Зеландии, Казахстане и Франции? Изучаем передовой мировой опыт, собранный в тематическом дайджесте. В центре внимания новости от Газпрома, Amazon, ABB, MARA, Mobii Green, AQGroup, Singaporean и Denv-R.
Газораспределительные станции (ГРС) используются с целью снижения давления газа, который поступает из магистрального газопровода, до уровня, необходимого для безопасного потребления этого энергоносителя. Понижение давления на ГРС сопровождается существенным снижением температуры газа, что требует его подогрева. Корпорация Газпром, которая располагает большим числом ГРС, предложила передавать на них излишки тепла с расположенных рядом ЦОД – как уже эксплуатируемых, так и пока только запланированных к строительству.
Размещение дата-центров рядом с ГРС поможет не только рационально использовать тепловую энергию, генерируемую серверным оборудованием. В ЦОД также будет поступать дешевая электроэнергия, которая вырабатывается на детандер-генераторных агрегатах (ДГА) внутри газораспределительных станций. Дешевое электричество снизит расходы на эксплуатацию серверных ферм, которым требуются мощные системы кондиционирования воздуха для поддержки заданной температуры внутри машзалов.
В итоге сотрудничество окажется выгодным обеим сторонам сделки, а также приведет к снижению негативного влияния вычислительной и газораспределительной инфраструктуры на окружающую среду.
В Газпроме назвали это предложение крайне актуальным, учитывая участившиеся анонсы новых проектов по строительству дата-центров в разных регионах Российской Федерации. Сам Газпром также располагает собственной развитой IT-инфраструктурой, которая постоянно расширяется за счет новых проектов. Например, в сентябре 2024 года стало известно о намерении корпорации потратить ₽45 млрд на возведение кампуса ЦОД в Великом Новгороде.
Еще более актуальным это предложение делает тренд на повышение плотности мощности IT-оборудования внутри серверных стоек ЦОД. Из-за этого дата-центры начинают генерировать больше тепловой энергии и нуждаются в более мощных системах охлаждения, которые имеют повышенное энергопотребление.
По оценкам Газпрома, себестоимость выработки электричества с помощью ДГА на ГРС при эксплуатации последних в тандеме с дата-центрами будет ниже ₽0,5 / 1 кВт*ч. В результате достигается значительное снижение затрат на энергоснабжение ЦОД при одновременной минимизации вредных выбросов в окружающую среду.
У такого тандема есть еще один плюс. Сжиженный природный газ, который может вырабатываться на газораспределительных станциях, способен выполнять функцию резервного / аварийного топлива для дата-центра. Следовательно, размещение ЦОД рядом с ГРС упрощает организацию подвоза топлива для электрогенераторов серверной фермы при отключении / перебоях подачи электроэнергии из центральной сети.
Схожий проект уже реализуется в Сингапуре. Инженеры Сингапурского национального университета, колокейшн-провайдера Keppel Data Centres и энергетической компании Singapore LNG Corporation (SLNG) разрабатывают новую технологию охлаждения серверов с применением терминала сжиженного природного газа (СПГ). Цель – использование холода, который формируется в ходе регазификации СПГ для оптимизации температурного режима машзалов расположенных рядом дата-центров.
Для удобного хранения и транспортировки СПГ охлаждается для перехода в жидкую форму. При повторной газификации, когда топливо преобразуется в нормальную форму для последующего использования, генерируется холод. Этот холод можно применять в ЦОД.
Американские компании MARA и NGON запустили дата-центр мощностью 25 МВт рядом с нефтяными скважинами в штатах Техас и Северная Дакота (США). ЦОД будет работать исключительно за счет излишков природного газа, получаемых при добыче нефти на месторождениях углеводородов. В противном случае излишки метана были бы сожжены, чтобы избежать попадания этого парникового газа в атмосферу.
Ожидается, что партнёрство с MARA и NGON поможет местным добывающим компаниями повысить эффективность бизнеса за счет минимизации затрат на снижения выбросов метана. Более того, если традиционный способ избавления от излишков метана, генерируемых нефтяными скважинами, эффективен на 92%, то установки MARA и NGON, преобразующие парниковый газ в электричество для ЦОД, позволяют избежать попадания в атмосферу 99% излишков метана. Ожидается, что газ для нужд дата-центра начнет поступать в полном объеме к январю 2025 года.
Компания MARA, ранее известная как Marathon Digital Holdings, располагает вычислительным оборудованием совокупной мощностью в 760 МВт, которое применяется для майнинга криптовалют. Часть оборудования снабжается электричеством из возобновляемых источников энергии. Но большая часть его потребностей в электроэнергии все еще покрывается за счет сжигания ископаемого топлива.
Американская корпорация Amazon, располагающая глобальной сетью ЦОД и специализирующаяся на онлайн-ритейле, а также облачных сервисах, объявила о расширении партнерства со швейцарской компанией Holcim. Последняя специализируется на производстве цемента и других строительных материалов.
Партнеры будут инвестировать в стартапы 14Trees и Paebbl, работающие в сфере устойчивого строительства. Ожидается, что наработки этих стартапов в будущем будут использованы Amazon при возведении новых и модернизации уже эксплуатируемых дата-центров.
Швейцарцы из Holcim, в свою очередь, планируют использовать технологии 14Trees для поддержки своего совместного предприятия по 3D-печати зданий с British International Investment. В Holcim и British International Investment, в частности, планируют применять этот подход для возведения крупных зданий коммерческого назначения, включая серверные фермы.
Инвестиции в Paebbl нацелены на поддержку стартапа, который разрабатывает технологию минерализации бетона для хранения в нем CO2. То есть в случае применения этой технологии стены условного дата-центра могут использоваться в качестве поглотителя и долгосрочного хранилища двуокиси углерода.
Компания 14Trees, основанная в 2016 году как совместное предприятие Holcim и BII, ставит своей целью продвижение решений в области устойчивого строительства по всей Африке. Стартап Paebbl, основанный в 2021 году, преобразует CO2 в долговечное промышленное сырье, позволяя использовать застроенную среду в качестве инструмента для хранения углерода.
Holcim находится на переднем крае сектора устойчивого строительства. В 2023 году швейцарцы заключили партнерское соглашение с Amazon Web Services, чтобы предоставлять свой фирменный бетон EcoPact для строительства нескольких центров обработки данных Amazon. Holcim утверждает, что выбросы двуокиси углерода при его изготовлении на 30-100% ниже, чем в случае обычного бетона.
Amazon ранее инвестировала в стартап CarbonCure схожего профиля. Последний разработал технологию впрыскивания углекислого газ в бетон для удаления двуокиси углерода из атмосферы и укрепления бетонных конструкций. Корпорация Amazon также работает с American Rock Products для производства бетона с низким “углеродным следом” при возведении ЦОД.
Подразделение шведско-швейцарского многопрофильного промышленного концерна ABB, занимающееся робототехникой (ABB Robotics) и американский стартап Molg, специализирующийся на решениях и технологиях “круговой экономики”, объединились для разработки роботизированных микрофабрик по переработке вышедшего из употребления электронного оборудования (электронных отходов). Ожидается, что на этих фабриках будет перерабатываться, помимо прочего, выведенное из эксплуатации IT-оборудование ЦОД.
Роботизированные микрофабрики партнеров будут использоваться для автономной сборки и разборки сложных электронных устройств, включая ноутбуки, серверы и промышленную электронику. Поскольку многие из этих устройств содержат редкоземельные элементы (РЗЭ), автоматизация их восстановления дает серьезное экономическое преимущество, позволяя повторно использовать эти материалы в новой электронике.
Микрофабрики будут ориентированы на крупные корпорации, включая интернет-гигантов с собственными распределенными вычислительными сетями на основе гипермасштабных дата-центров. Воспользоваться предложением также смогут другие клиенты, включая компании, занимающиеся утилизацией IT-активов. Последние смогут получить доступ к технологиям по лицензии .
Интерес к этому бизнесу обусловлен значительными достижениями в области вычислительной техники и искусственного интеллекта. Актуальные тренды заставляют операторов ЦОД чаще модернизировать вычислительные мощности. Это привело к постоянному росту уровня электронных отходов.
В последнее время все большую популярность приобретает применение концепции экономики замкнутого цикла (круговой экономики) в отношении ЦОД. Поскольку ожидается, что к 2030 году объем электронных отходов в мире достигнет 75 миллионов тонн, микрозаводы ABB Robotics и Molg, способные автоматически перезабывать выведенное из эксплуатации оборудование ЦОД, будут играть решающую роль в сокращении электронных отходов и поддержании более эффективной и устойчивой работы сектора дата-центров.
Неудивительно, что многие владельцы гипермасштабных ЦОД уже инвестировали в компании по переработке отходов, чтобы укрепить свои цепочки поставок. Так, в июле 2024 года корпорация Microsoft объявила об инвестициях в стартап Cyclic Materials, специализирующийся на переработке жестких дисков.
В Новой Зеландии планируют построить крупный дата-центр, работающий на водороде. Проект реализуют местный поставщик эко-решений Mobii Green Energy Group и новозеландская энергетическая компания North Rakaia Ltd. Строительство будет осуществляться с привлечением государственного финансирования и капитала международных фондов прямых инвестиций. Планируется привлечь инвестиции в размере NZ$2 млрд.
Деньги пойдут на развертывание солнечной электростанции мощностью 850 МВт, ветряной электростанции мощностью 300 МВт, завода по производству экологически чистого водорода, водородной электростанции и контейнерного дата-центра. Внутри последнего разместятся 5120 серверов с графическими ускорителями H200.
Строительство должно начаться в декабре 2024 года. Начало выработки электроэнергии с применением “зеленого” водорода, подача электроэнергии с солнечной фермы и запуск дата-центра запланированы на конец 2025 года. В качестве площадки был выбран город Ракайя, расположенный на Южном острове Новой Зеландии – примерно в полусотне километров к югу от столичного Крайстчерча.
Содействие при эксплуатации экологически чистого дата-центра будут оказывать Google и блокчейн-компания Zen42.ai. Местная пресса сообщает, что возведением дата-центра общей мощностью 750 МВт будет заниматься китайский застройщик Vnet (ранее 21Vianet). Компания Mobii Green Energy будет отвечать за солнечную электростанцию, а местный системный интегратор Tatung System Technologies Inc. займется закупкой и эксплуатацией серверов Supermicro с жидкостным охлаждением.
Компания Mobii, базирующаяся на Тайване, предоставляет энергетические решения и услуги. Она стремится создать глобальную сеть дата-центров с электропитания на базе “зеленого” водорода. Ранее компания подписала меморандум о взаимопонимании с администрацией города Тайбэй по поводу партнерства в области “зеленых” дата-центров, работающих на водородном топливе.
Основанная в Казахстане и зарегистрированная в Дубае (ОАЭ) фирма AQGroup, которая занимается “зеленой” энергетикой и предоставлением площадок для размещения вычислительной инфраструктуры, подписала меморандум о взаимопонимании с сингапурской финтех-группой MVGX. Согласно документу, партнеры разработают гибридную электрогенерирующую установку на возобновляемых источниках энергии на казахстанской территории. Развертывание генерирующих мощностей позволит направить экологически чистое электричество в местные дата-центры AQGroup.
Гибридная электростанция будет состоять из ветряных и солнечных ферм, которые будут функционировать в тандеме с аккумуляторными системами хранения энергии. Кроме того, меморандум о взаимопонимании закладывает основу для создания биржи для торговли “углеродными квотами” в Казахстане.
Компании AQGroup и MVGX заявили об открытости к сотрудничеству с потенциальными партнерами. Они предложили присоединиться к реализации проекта внешним инвесторам, производителям оборудования, поставщикам систем хранения энергии и опытным подрядчикам.
Французский стартап Denv-R запустил в эксплуатацию первый плавучий дата-центр. ЦОД начал эксплуатироваться в городе Нант в октябре 2024 года. Серверная ферма пришвартована на реке Луара рядом с улицей Кей Вильсон. Плавучая платформа может похвастать речным охлаждением серверного оборудования. Инфраструктура ЦОД обеспечивает возможность размещения вычислительного оборудования мощностью до 200 кВт.
Работа над проектом началась в 2017 году, но презентация концепции состоялась лишь в апреле 2022 года. В предыдущих сообщениях говорилось, что контейнер площадью 100 квадратных метров (1075 квадратных футов), покрытый солнечными панелями, будет установлен на платформе фирмы Geps Techno. Последняя специализируется на разработке морских буев. Сообщалось, что контейнер будет вмещать четыре монтажные стойки для серверного оборудования.
Представители Denv-R назвали запуск в эксплуатацию плавучего дата-центра в Нанте кульминацией семи лет работы, включая четыре года, потраченные на поиск финансирования, исследования, разработки и проектирование. В компании отмечают, что их плавучая конструкция не будет занимать дорогостоящую землю в Нанте и сможет использовать воду из Луары для охлаждения серверных систем, не нуждаясь в кондиционируемых помещениях как стандартные ЦОД.
Идея плавучего дата-центра не нова. Более десятилетия назад корпорация Google запатентовала нечто подобное. Но первой коммерциализировать концепцию ЦОД на базе баржи сумела американская компания Nautilus. В распоряжении этого колокейшн-провайдера уже имеется полноценный плавучий ЦОД в американском штате Калифорнии. Еще один плавучий дата-центр Nautilus находится в стадии разработки в Ирландии.
В Denv-R отмечают, что их решение меньше дата-центров Nautilus. Это делает плавучий ЦОД французов более подходящим для развертывания на городских реках. Кроме того, благодаря размещению на поверхности реки, имеющей собственное течение, возможна пассивная циркуляция воды через теплообменники ЦОД. То есть серверные системы могут охлаждаться без необходимости в насосах. Компания из Франции также утверждает, что ее платформы «непотопляемы».
Основанная в 2011 году копания Geps Techno, выступившая партнером Denv-R, разрабатывает интеллектуальные буи и платформы. Ее платформа Wavegem предлагает системы выработки электричества с помощью солнечных панелей и волновых генераторов, которые отвечают за электропитания полезных нагрузок на борту или расположенных рядом.
В 2023 году эта компания объявила о сотрудничестве с Meta (Facebook) с целью изучения возможности использования платформы Wavegem для организации электропитания инфраструктуры подводных магистральных оптоволоконных кабелей в открытом океане.
Компания Keppel, которая ранее инвестировала в Nautilus, также планирует построить в Сингапуре плавучий дата-центр, работающий на водороде. Известно, что компания Digital Realty, занимающаяся предоставлением колокейшн-услуг, использует речное охлаждение во Франции и Великобритании. Еще один колокейшн-провайдер Green Mountain собирается внедрить систему речного охлаждения на своем новом дата-центре в Германии.
