Prospek Untuk Kelestarian Alam Sekitar Pusat Data Global

Sektor pusat data global dianggarkan menyumbang kira-kira 416 terawatt, bersamaan dengan kira-kira 3 peratus daripada semua permintaan tenaga. Asia Tenggara mendapat permintaan yang tinggi dan keperluan tenaga semakin meningkat apabila negara di rantau ini menambah infrastruktur pusat data baharu.

Kebimbangan tentang kesan alam sekitar pusat data telah mendorong beberapa negara dan negara kota untuk mengenakan sekatan ke atas pembinaan kemudahan baharu. Sebagai contoh, Singapura menggantung pembangunan pusat data baharu pada 2019. Kini moratorium telah tamat -- tetapi pusat data baharu hanya boleh dibina "dengan kecekapan sumber terbaik dalam kelasnya."

Tekanan untuk meningkatkan prestasi persekitaran pusat data bukan sahaja datang daripada kerajaan dan pengawal selia. Pengendali pusat data skala besar seperti Google (Alphabet), Apple, Facebook (Meta), Amazon dan Microsoft (GAFAM) semakin mencari untuk menambah baik. Tahun lepas, Pusat Data Google menetapkan matlamat untuk menjana kuasa semua pusat data awannya dengan tenaga bebas karbon 24 jam sehari menjelang 2030.

Tetapi apakah maksud langkah kepada kemudahan yang lebih bersih dan lebih mampan untuk peralatan seperti penjana diesel?

Perlu diingatkan bahawa penjana di pusat data bukanlah pemancar karbon yang besar kerana ia jarang digunakan dan hanya untuk jangka masa yang singkat. Walau bagaimanapun, penjana diesel masih menjanjikan prestasi alam sekitar yang lebih baik melalui pengoptimuman penjana, pengurangan dalam ujian medan berkala, dan penambahan rawatan selepas ekzos dan biofuel.

Membangunkan pelan hala tuju pembangunan mampan

Secara umum, pusat data di Asia Tenggara termasuk tiga kumpulan tenaga utama—penjanaan kuasa atau utiliti di tapak; sistem kemudahan, seperti penyejukan dan pengagihan kuasa; dan sistem IT. Penambahbaikan dalam setiap bidang ini boleh menyumbang dengan ketara kepada peningkatan kemampanan.

Penjana tergolong dalam kumpulan pertama dan mewakili penjanaan kuasa di tapak yang kritikal misi, terutamanya daripada diesel, tetapi kadangkala daripada gas asli. Pengendali pusat data Tahap 1 di negara seperti Singapura, Korea Selatan dan Jepun menentukan penjana yang dinilai lebih tinggi untuk membantu mereka mencapai kecekapan operasi dan mengurangkan kos.

Set penjana diesel 4MW menyediakan kebanyakan kuasa sandaran yang diperlukan. Mereka memberikan tindak balas yang sangat boleh dipercayai kepada kegagalan kuasa dalam grid penghantaran tempatan. Nod kuasa yang lebih besar membungkus prestasi tinggi ke dalam jejak yang kecil—kritikal apabila ruang berada pada tahap premium. Selain itu, diesel adalah perkara biasa di kebanyakan wilayah dan boleh disimpan dengan selamat di tapak, manakala alat ganti dan pembaikan penjana mudah diatur.

Peranan kritikal misi ini bermakna ia jarang digunakan, mengehadkan pelepasan karbon dioksida. Walau bagaimanapun, pengeluar amat menyedari keperluan untuk terus meningkatkan prestasi alam sekitar, dengan itu mengoptimumkan penjana dengan ketara.

Sebagai contoh, penjana Kohler direka bentuk untuk memenuhi semua piawaian pelepasan yang berkaitan di Asia Tenggara dan kawasan penting lain, termasuk Eropah dan Amerika Syarikat. Pematuhan ini boleh dicapai melalui reka bentuk penjana dalaman yang sangat optimum dan pasca pemprosesan.

Kemajuan dalam Penyelenggaraan Penjana

Banyak pengendali penjana diesel sering mengalami "pembinaan basah" di mana gas kurang terbakar dikeluarkan daripada sistem ekzos, menyebabkan penjana merosot dan mengurangkan hayat kegunaannya secara drastik, dan juga boleh menyebabkan pelanggaran peraturan pelepasan . Ini berlaku terutamanya apabila penjana sering dijalankan dengan sedikit atau tanpa beban kerana penjana pusat data tidak bersaiz untuk kuasa yang diperlukan, atau kerana tidak selalu ada beban yang mencukupi semasa operasi.

Cara paling berkesan untuk mengelakkan timbunan basah semasa latihan bulanan adalah dengan menjalankan penjana pada beban minimum yang disyorkan. Tetapi oleh kerana pengendali pusat data tidak mahu beralih kepada beban bangunan, amalan bulanan memerlukan penggunaan tong beban, yang boleh digunakan untuk menambah atau melakukan aktiviti penyelenggaraan beban. ini memuatkan bank ujian berfungsi sebagai cara menambah beban pada generator secara buatan untuk membakar beban terkumpul.

Banyak kemudahan mempunyai rizab beban berdasarkan rejim penyelenggaraan yang dibuat bertahun-tahun yang lalu. Reka bentuk penjana diesel moden kini menggunakan pelbagai teknik untuk meningkatkan kecekapan operasi dan mengurangkan jurang antara gelang omboh dan omboh, membolehkan bahan api yang tidak terbakar terlepas. Digabungkan dengan kemajuan seperti sistem rel biasa, kemajuan ini mengurangkan beban gerakan dengan memasukkan gas pembakaran dan menggalakkan pembentukan cas berbentuk.

Penjimatan daripada beralih daripada ujian beban bulanan kepada ujian beban tahunan adalah ketara. Sebagai contoh, kitaran bank beban 3250kW berjalan selama 30 minit sebulan membakar kira-kira 660 gelen bahan api diesel dan mengeluarkan 186 paun bahan pencemar setahun. Sebagai perbandingan, senaman tanpa beban bulanan yang sama menggunakan kurang daripada 300 gelen setahun, mengurangkan jumlah pelepasan bahan pencemar per paun sebanyak kira-kira 82% setahun.

Bahan api bio boleh diperbaharui memasuki campuran

Satu lagi bidang kemajuan alam sekitar ialah penggunaan bahan api boleh diperbaharui terkini seperti minyak sayuran dirawat hidro (HVO), yang selalunya termasuk bahan api cecair berasaskan bio parafin yang dihasilkan daripada bahan mentah ladang sedia ada termasuk minyak kanola, bunga matahari dan kacang soya. Ini adalah hidrokarbon rantai lurus yang bebas daripada aromatik, oksigen dan sulfur dan boleh memberikan nombor setana yang tinggi.

Yang penting, HVO mewakili penyelesaian tenaga boleh diperbaharui yang mudah dan cekap sehingga 90% neutral karbon. Ia lebih mudah disimpan daripada biodiesel, dan ia menyediakan penyelesaian "plug-in" yang boleh digunakan dalam penjana diesel konvensional.

Ia juga boleh dicampur dengan diesel untuk memudahkan peralihan. Akibatnya, banyak penjana industri diesel Kohler sudah serasi dengan biobahan api sintetik parafin HVO.

Bateri dan Sel Bahan Api

Bagaimana pula dengan penyelesaian revolusi langkah demi langkah seperti bateri dan sel bahan api?

Bateri berskala utiliti berdasarkan kemajuan dalam teknologi litium-ion yang digabungkan dengan bekalan tenaga boleh diperbaharui boleh menjadi penyelesaian yang berpotensi. Sesetengah hyperscaler sedang mengusahakan sistem bateri berskala megawatt.

Menariknya, teknologi tenaga-tambah-storan boleh diperbaharui berpotensi digunakan dalam aplikasi perkhidmatan grid—bateri di tapak dalam kemudahan seperti pusat data boleh digunakan untuk membantu utiliti mengurus turun naik grid. Cabaran kepada sistem berasaskan bateri termasuk kebolehpercayaan, kualiti dan keberkesanan kos, tetapi aktiviti penyelidikan dan pembangunan sedang dijalankan untuk mengatasi kebimbangan ini.

Sel bahan api hidrogen juga mewakili teknologi yang menarik sebagai penyelesaian kuasa sandaran yang mesra alam. Begitu juga, pengendali pusat data dan rakan kongsi industri mereka melaksanakan pembuktian konsep sel bahan api membran pertukaran proton yang menggabungkan hidrogen dan oksigen dalam proses menghasilkan wap air dan elektrik. Dalam satu eksperimen, sistem sel bahan api 250 kilowatt telah digunakan untuk menghidupkan deretan pelayan pusat data selama 48 jam secara berterusan.

Cabaran untuk hidrogen datang daripada skalabiliti dan kos. Dianggarkan 100 tan hidrogen diperlukan untuk mengendalikan 30MW peralatan IT selama 48 jam. Sebuah trak penghantaran boleh membawa 2 tan hidrogen, jadi gangguan selama dua hari akan memerlukan kira-kira 50 penghantaran hidrogen. Tetapi hidrogen kekal sebagai kemungkinan yang menarik, dan Kohler sedang membangunkan prototaip penjana hidrogen 60 kW menggunakan teknologi sel bahan api membran elektrolit polimer.

Pusat data generasi seterusnya yang terletak di Asia Tenggara perlu lebih hijau dan lebih mampan berbanding sebelum ini. Peralihan ini boleh datang daripada kemajuan berterusan dalam pelbagai bidang—daripada strategi penyelenggaraan baharu dan penggunaan bahan api boleh diperbaharui kepada penggunaan sel bahan api dan bateri termaju untuk membantu memastikan pusat data yang lebih mampan menjadi kenyataan.