Küresel Veri Merkezlerinin Çevresel Sürdürülebilirliğine Yönelik Beklentiler
Küresel veri merkezi sektörünün yaklaşık 416 teravat enerji ürettiği ve bunun da tüm enerji talebinin yaklaşık %3'üne denk geldiği tahmin ediliyor. Güneydoğu Asya'da talep yüksek ve bölgedeki ülkeler yeni veri merkezi altyapısı ekledikçe enerji ihtiyaçları da artıyor.
Veri merkezlerinin çevresel etkilerine ilişkin endişeler, bazı ülkeleri ve şehir devletlerini yeni tesis inşasına kısıtlamalar getirmeye yöneltti. Örneğin, Singapur 2019 yılında yeni veri merkezi geliştirme çalışmalarını askıya aldı. Artık bu yasak sona erdi, ancak yeni veri merkezleri yalnızca "sınıfının en iyisi kaynak verimliliğiyle" inşa edilebilir.
Veri merkezlerinin çevresel performansını iyileştirme baskısı yalnızca hükümetlerden ve düzenleyicilerden gelmiyor. Google (Alphabet), Apple, Facebook (Meta), Amazon ve Microsoft (GAFAM) gibi hiper ölçekli veri merkezi operatörleri de giderek daha fazla iyileştirme arayışında. Google Veri Merkezleri, geçen yıl tüm bulut veri merkezlerine 2030 yılına kadar günün 24 saati karbonsuz enerji sağlamayı hedeflemişti.
Peki daha temiz, daha sürdürülebilir tesislere geçiş, dizel jeneratörler gibi ekipmanlar için ne anlama geliyor?
Veri merkezlerindeki jeneratörlerin, seyrek ve kısa süreli kullanımları nedeniyle büyük karbon emisyonlarına neden olmadıkları unutulmamalıdır. Ancak dizel jeneratörler, jeneratör optimizasyonu, periyodik saha testlerinin azaltılması ve egzoz gazı arıtma ve biyoyakıtların eklenmesiyle çevresel performansın iyileştirilmesi açısından hâlâ umut vadediyor.
Genel olarak, Güneydoğu Asya'daki veri merkezleri üç ana enerji grubunu içerir: tesis içi güç üretimi veya kamu hizmetleri; soğutma ve güç dağıtımı gibi tesis sistemleri; ve BT sistemleri. Bu alanların her birinde yapılacak iyileştirmeler, sürdürülebilirliğin artırılmasına önemli ölçüde katkıda bulunabilir.
Jeneratörler ilk gruba girer ve çoğunlukla dizelden, bazen de doğal gazdan olmak üzere kritik öneme sahip tesis içi güç üretimini temsil eder. Singapur, Güney Kore ve Japonya gibi ülkelerdeki 1. kademe veri merkezi operatörleri, operasyonel verimlilik elde etmelerine ve maliyetleri düşürmelerine yardımcı olmak için daha yüksek performanslı jeneratörler belirlemektedir.
4 MW'lık bir dizel jeneratör seti, gerekli yedek gücün çoğunu sağlar. Yerel iletim şebekesindeki elektrik kesintilerine son derece güvenilir bir şekilde yanıt verirler. Daha büyük güç üniteleri, alanın kısıtlı olduğu durumlarda kritik öneme sahip olan küçük bir alana yüksek performans sığdırır. Ayrıca, dizel yakıt çoğu bölgede yaygındır ve sahada güvenle depolanabilirken, jeneratör yedek parçaları ve onarımları kolayca ayarlanabilir.
Bu kritik görev, nadiren devreye girmeleri ve karbondioksit emisyonlarını sınırlamaları anlamına gelir. Bununla birlikte, üreticiler çevresel performansı sürekli iyileştirme ve böylece jeneratörleri önemli ölçüde optimize etme ihtiyacının son derece farkındadır.
Örneğin, Kohler jeneratörleri, Güneydoğu Asya ve Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere diğer önemli bölgelerdeki tüm ilgili emisyon standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu uyumluluk, son derece optimize edilmiş dahili jeneratör tasarımı ve son işlemle sağlanabilir.
Birçok dizel jeneratör operatörü, egzoz sisteminden yanmamış gazların atıldığı "ıslak birikim" sorunuyla sıklıkla karşılaşır. Bu durum, jeneratörün bozulmasına ve kullanım ömrünün önemli ölçüde kısalmasına neden olur ve ayrıca emisyon yönetmeliklerinin ihlal edilmesine yol açabilir. Bu durum, genellikle jeneratörlerin çok az yük ile veya hiç yük olmadan çalıştırılması durumunda ortaya çıkar. Bunun nedeni, veri merkezi jeneratörlerinin gerekli güce uygun boyutta olmaması veya çalışma sırasında her zaman yeterli yük bulunmamasıdır.
Aylık çalışmalar sırasında ıslak yığın oluşumunu önlemenin en etkili yolu, jeneratörü önerilen minimum yükte çalıştırmaktır. Ancak veri merkezi operatörleri bina yüklerine geçmek istemediğinden, aylık uygulamalar yük bölmelerinin kullanımını gerektirir ve bu bölmeler, yük bakım faaliyetlerini desteklemek veya gerçekleştirmek için kullanılabilir. Bu yük bankası testi, biriken yükü yakmak için jeneratördeki yükü yapay olarak artırmanın bir yoludur.
Birçok tesiste, yıllar önce oluşturulan bakım rejimlerine dayalı yük rezervleri bulunur. Modern dizel jeneratör tasarımları, çalışma verimliliğini artırmak ve piston ile piston segmanları arasındaki boşluğu azaltarak yanmamış yakıtın dışarı atılmasını sağlamak için çeşitli teknikler kullanır. Ortak ray sistemleri gibi gelişmelerle bir araya gelen bu gelişme, yanma gazlarını da dahil ederek ve şekillendirilmiş yüklerin oluşumunu destekleyerek hareket yüklerini azaltır.
Aylık yük testinden yıllık yük testine geçişin sağladığı tasarruflar önemlidir. Örneğin, ayda 30 dakika çalışan 3250 kW'lık bir yük bankası çevrimi, yılda yaklaşık 660 galon dizel yakıt tüketir ve 186 pound kirletici emisyonuna neden olur. Buna karşılık, aynı aylık yüksüz çalışma, yılda 300 galondan daha az yakıt tüketerek, pound başına toplam kirletici emisyonunu yılda yaklaşık %82 oranında azaltır.
Çevresel ilerlemenin bir diğer alanı da, genellikle kanola, ayçiçeği ve soya fasulyesi yağları gibi mevcut çiftlik hammaddelerinden üretilen parafinik biyobazlı sıvı yakıtları içeren hidrojenle işlenmiş bitkisel yağlar (HVO) gibi en yeni yenilenebilir yakıtların benimsenmesidir. Bunlar, aromatik maddeler, oksijen ve kükürt içermeyen ve yüksek setan sayıları sağlayabilen düz zincirli hidrokarbonlardır.
Daha da önemlisi, HVO, %90'a kadar karbon nötr olan basit ve verimli bir yenilenebilir enerji çözümünü temsil eder. Biyodizele göre depolanması daha kolaydır ve geleneksel dizel jeneratörlerde kullanılabilen "tak-çalıştır" bir çözüm sunar.
Geçişi kolaylaştırmak için dizel yakıtla da karıştırılabilir. Sonuç olarak, Kohler'in dizel endüstriyel jeneratörlerinin çoğu halihazırda HVO parafinik sentetik biyoyakıtlarla uyumludur.
Peki ya piller ve yakıt hücreleri gibi adım adım devrim niteliğindeki çözümler?
Lityum iyon teknolojisindeki gelişmelere dayalı ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla birleştirilen kamu hizmeti ölçeğindeki piller potansiyel bir çözüm olabilir. Bazı hiper ölçekleyiciler, megavat ölçeğinde pil sistemleri üzerinde çalışıyor.
İlginçtir ki, yenilenebilir enerji artı depolama teknolojileri şebeke hizmeti uygulamalarında potansiyel olarak kullanılabilir; veri merkezleri gibi tesislerdeki yerleşik piller, kamu hizmetlerinin şebeke dalgalanmalarını yönetmesine yardımcı olmak için kullanılabilir. Pil tabanlı sistemlerin karşılaştığı zorluklar arasında güvenilirlik, kalite ve maliyet etkinliği yer almaktadır, ancak bu endişelerin üstesinden gelmek için araştırma ve geliştirme faaliyetleri yürütülmektedir.
Hidrojen yakıt hücreleri, çevre dostu bir yedek güç çözümü olarak da heyecan verici bir teknolojiyi temsil ediyor. Benzer şekilde, veri merkezi operatörleri ve endüstriyel ortakları, su buharı ve elektrik üretme sürecinde hidrojen ve oksijeni birleştiren, kavram kanıtı niteliğindeki proton değişim membranlı yakıt hücrelerini uygulamaya koyuyor. Bir deneyde, 250 kilovatlık bir yakıt hücresi sistemi, bir dizi veri merkezi sunucusuna 48 saat boyunca kesintisiz güç sağlamak için kullanıldı.
Hidrojenin zorlukları ölçeklenebilirlik ve maliyetten kaynaklanıyor. 30 MW'lık BT ekipmanını 48 saat çalıştırmak için 100 ton hidrojen gerektiği tahmin ediliyor. Bir teslimat kamyonu 2 ton hidrojen taşıyabilir, bu nedenle iki günlük bir kesinti yaklaşık 50 hidrojen sevkiyatı gerektirecektir. Ancak hidrojen heyecan verici bir olasılık olmaya devam ediyor ve Kohler, polimer elektrolit membran yakıt hücresi teknolojisi kullanarak 60 kW'lık bir prototip hidrojen jeneratörü geliştiriyor.
Güneydoğu Asya'da bulunan yeni nesil veri merkezlerinin her zamankinden daha çevre dostu ve sürdürülebilir olması gerekecek. Bu değişim, yeni bakım stratejilerinden yenilenebilir yakıtların benimsenmesine, gelişmiş yakıt hücreleri ve pillerin kullanımıyla daha sürdürülebilir veri merkezlerinin gerçeğe dönüşmesine yardımcı olacak şekilde birçok alanda sürekli ilerleme kaydedilmesinden kaynaklanabilir.
