Prospek Keberlanjutan Lingkungan Pusat Data Global
Sektor pusat data global diperkirakan menyumbang sekitar 416 terawatt, setara dengan sekitar 3 persen dari seluruh permintaan energi. Asia Tenggara sangat diminati, dan kebutuhan energi meningkat karena negara-negara di kawasan tersebut menambah infrastruktur pusat data baru.
Kekhawatiran tentang dampak lingkungan dari pusat data telah mendorong beberapa negara dan negara-kota untuk memberlakukan pembatasan pada pembangunan fasilitas baru. Misalnya, Singapura menghentikan pembangunan pusat data baru pada tahun 2019. Sekarang moratorium telah berakhir -- tetapi pusat data baru hanya dapat dibangun "dengan efisiensi sumber daya terbaik di kelasnya."
Tekanan untuk meningkatkan kinerja lingkungan pusat data tidak hanya datang dari pemerintah dan regulator. Operator pusat data skala besar seperti Google (Alphabet), Apple, Facebook (Meta), Amazon, dan Microsoft (GAFAM) semakin berupaya untuk meningkatkan diri. Tahun lalu, Pusat Data Google menetapkan sasaran untuk menyediakan daya ke semua pusat data cloud-nya dengan energi bebas karbon 24 jam sehari pada tahun 2030.
Namun, apa arti perpindahan ke fasilitas yang lebih bersih dan berkelanjutan bagi peralatan seperti generator diesel?
Perlu dicatat bahwa generator di pusat data bukanlah penghasil karbon yang besar karena jarang digunakan dan hanya untuk jangka waktu yang singkat. Namun, generator diesel masih menjanjikan peningkatan kinerja lingkungan melalui optimalisasi generator, pengurangan pengujian lapangan berkala, dan penambahan pengolahan gas buang serta biofuel.
Mengembangkan peta jalan pembangunan berkelanjutan
Secara umum, pusat data di Asia Tenggara mencakup tiga kelompok energi utama—pembangkit listrik atau utilitas di lokasi; sistem fasilitas, seperti pendinginan dan distribusi daya; dan sistem TI. Perbaikan di masing-masing area ini dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan keberlanjutan.
Generator termasuk dalam kelompok pertama dan mewakili pembangkitan daya di lokasi yang sangat penting, terutama dari solar, tetapi terkadang dari gas alam. Operator pusat data Tingkat 1 di negara-negara seperti Singapura, Korea Selatan, dan Jepang menentukan generator dengan peringkat lebih tinggi untuk membantu mereka mencapai efisiensi operasional dan mengurangi biaya.
Genset diesel berkapasitas 4MW menyediakan sebagian besar daya cadangan yang dibutuhkan. Mereka memberikan respons yang sangat andal terhadap kegagalan daya di jaringan transmisi lokal. Node daya yang lebih besar mengemas kinerja tinggi ke dalam tapak yang kecil—penting saat ruang terbatas. Selain itu, solar umum di sebagian besar wilayah dan dapat disimpan dengan aman di lokasi, sementara suku cadang dan perbaikan generator mudah diatur.
Peran penting ini berarti mereka jarang digunakan, sehingga membatasi emisi karbon dioksida. Meski begitu, produsen sangat menyadari perlunya meningkatkan kinerja lingkungan secara terus-menerus, sehingga mengoptimalkan generator secara signifikan.
Misalnya, generator Kohler dirancang untuk memenuhi semua standar emisi yang relevan di Asia Tenggara dan kawasan penting lainnya, termasuk Eropa dan Amerika Serikat. Kepatuhan ini dapat dicapai melalui desain generator internal dan pasca-pemrosesan yang sangat optimal.
Kemajuan dalam Perawatan Generator
Banyak operator generator diesel sering mengalami "penumpukan basah" di mana gas yang kurang terbakar dikeluarkan dari sistem pembuangan, yang menyebabkan generator mengalami penurunan kualitas dan secara drastis mengurangi masa pakainya, dan juga dapat menyebabkan pelanggaran peraturan emisi. Hal ini terutama terjadi ketika generator sering kali dijalankan dengan sedikit atau tanpa beban karena generator pusat data tidak berukuran sesuai dengan daya yang dibutuhkan, atau karena tidak selalu ada cukup beban yang tersedia selama pengoperasian.
Cara paling efektif untuk menghindari tumpukan basah selama latihan bulanan adalah dengan menjalankan generator pada beban minimum yang disarankan. Namun karena operator pusat data tidak ingin beralih ke beban bangunan, praktik bulanan memerlukan penggunaan wadah beban, yang dapat digunakan untuk melengkapi atau melakukan aktivitas pemeliharaan beban. Ini bank beban Pengujian ini berfungsi sebagai sarana untuk meningkatkan beban generator secara artifisial guna membakar beban yang terakumulasi.
Banyak fasilitas memiliki cadangan beban berdasarkan rezim pemeliharaan yang dibuat bertahun-tahun lalu. Desain generator diesel modern sekarang menggunakan berbagai teknik untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian dan mengurangi celah antara piston dan ring piston, sehingga bahan bakar yang tidak terbakar dapat keluar. Dikombinasikan dengan kemajuan seperti sistem rel umum, kemajuan ini mengurangi beban gerak dengan memasukkan gas pembakaran dan mendorong pembentukan muatan berbentuk.
Penghematan dari peralihan dari pengujian beban bulanan ke pengujian beban tahunan sangatlah signifikan. Misalnya, siklus bank beban 3250 kW yang berjalan selama 30 menit per bulan membakar sekitar 660 galon bahan bakar diesel dan mengeluarkan 186 pon polutan per tahun. Sebagai perbandingan, latihan tanpa beban bulanan yang sama mengonsumsi kurang dari 300 galon per tahun, mengurangi total emisi polutan per pon sekitar 82% per tahun.
Biofuel terbarukan masuk ke dalam campuran
Bidang lain dari kemajuan lingkungan adalah adopsi bahan bakar terbarukan terkini seperti minyak sayur terhidrogenasi (HVO), yang sering kali mencakup bahan bakar cair bio-parafinik yang diproduksi dari bahan baku pertanian yang ada termasuk minyak kanola, minyak bunga matahari, dan minyak kedelai. Ini adalah hidrokarbon rantai lurus yang bebas dari aromatik, oksigen, dan sulfur dan dapat menghasilkan angka setana yang tinggi.
Yang terpenting, HVO merupakan solusi energi terbarukan yang sederhana dan efisien dengan tingkat netralitas karbon hingga 90%. Mereka lebih mudah disimpan daripada biodiesel, dan menyediakan solusi "plug-in" yang dapat digunakan pada generator diesel konvensional.
Dapat juga dicampur dengan solar untuk memudahkan transisi. Hasilnya, banyak generator industri diesel Kohler sudah kompatibel dengan biofuel sintetis parafinik HVO.
Baterai dan Sel Bahan Bakar
Bagaimana dengan solusi revolusioner langkah demi langkah seperti baterai dan sel bahan bakar?
Baterai skala utilitas berdasarkan kemajuan teknologi litium-ion yang dikombinasikan dengan pasokan energi terbarukan dapat menjadi solusi potensial. Beberapa hyperscaler tengah menggarap sistem baterai berskala megawatt.
Menariknya, teknologi energi terbarukan plus penyimpanan berpotensi digunakan dalam aplikasi layanan jaringan—baterai di lokasi dalam fasilitas seperti pusat data dapat digunakan untuk membantu utilitas mengelola fluktuasi jaringan. Tantangan pada sistem berbasis baterai meliputi keandalan, kualitas, dan efektivitas biaya, tetapi aktivitas penelitian dan pengembangan sedang dilakukan untuk mengatasi masalah ini.
Sel bahan bakar hidrogen juga mewakili teknologi menarik sebagai solusi daya cadangan yang ramah lingkungan. Demikian pula, operator pusat data dan mitra industri mereka menerapkan sel bahan bakar membran pertukaran proton bukti konsep yang menggabungkan hidrogen dan oksigen dalam proses menghasilkan uap air dan listrik. Dalam satu percobaan, sistem sel bahan bakar berdaya 250 kilowatt digunakan untuk memberi daya pada serangkaian server pusat data selama 48 jam terus-menerus.
Tantangan bagi hidrogen datang dari skalabilitas dan biaya. Diperkirakan 100 ton hidrogen diperlukan untuk mengoperasikan peralatan IT 30MW selama 48 jam. Truk pengiriman dapat mengangkut 2 ton hidrogen, jadi pemadaman listrik selama dua hari akan membutuhkan sekitar 50 pengiriman hidrogen. Tetapi hidrogen tetap menjadi kemungkinan yang menarik, dan Kohler sedang mengembangkan prototipe generator hidrogen 60 kW menggunakan teknologi sel bahan bakar membran elektrolit polimer.
Pusat data generasi berikutnya yang berlokasi di Asia Tenggara harus lebih ramah lingkungan dan lebih berkelanjutan dari sebelumnya. Pergeseran ini dapat berasal dari kemajuan berkelanjutan di berbagai bidang—dari strategi pemeliharaan baru dan penerapan bahan bakar terbarukan hingga penggunaan sel bahan bakar dan baterai canggih untuk membantu memastikan pusat data yang lebih berkelanjutan menjadi kenyataan.
