การแนะนำ
เมื่อจำนวนศูนย์ข้อมูลเพิ่มขึ้น ความต้องการไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อุปกรณ์ไอทีใช้พลังงานมาก ซึ่งอาจก่อให้เกิดความร้อนมากเกินไปได้ ศูนย์ข้อมูลหลายแห่งอาศัยน้ำเป็นหลักในการระบายความร้อนให้กับโครงสร้างพื้นฐาน โดยทั่วไปถือว่าน้ำมีปริมาณมากและคุ้มค่ากว่าไฟฟ้า ในปี 2554 Green Grid ได้สร้างตัวชี้วัด WUE (ประสิทธิภาพการใช้น้ำ) เพื่อวัดความยั่งยืนของศูนย์ข้อมูลในแง่ของการใช้น้ำและความสัมพันธ์กับการใช้พลังงาน
เหตุใดเราจึงใช้ WUE Metrics
เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ผู้ปฏิบัติงานศูนย์ข้อมูลจึงให้ความสำคัญกับ PUE เป็นอย่างมาก เนื่องจากการคำนวณ PUE ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำ การเปลี่ยนภาระการทำความเย็นจากไฟฟ้าไปเป็นน้ำจึงสามารถปรับปรุง PUE ได้ แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นช่องทางสำหรับศูนย์ข้อมูลในการลดการใช้พลังงาน แต่การแปลความหมายไปสู่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ลดลงยังคงเป็นเรื่องที่ยากจะเข้าใจ เซิร์ฟเวอร์จำนวนมากในศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลต้องการความสามารถในการระบายความร้อนที่มากขึ้น ซึ่งสร้างภาระมหาศาลให้กับทรัพยากรน้ำในท้องถิ่น เนื่องจากศูนย์ข้อมูลมักจะตั้งอยู่ในพื้นที่ที่อาจเกิดการขาดแคลนน้ำในอนาคต WUE จึงกลายเป็นตัวชี้วัดหลัก เมื่อรวมกับ PUE แล้ว WUE จะสามารถให้ภาพรวมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับประสิทธิภาพของโรงงานได้
จะคำนวณ WUE ได้อย่างไร?
ในการคำนวณ WUE สูตรจะเป็นดังนี้:
สำหรับศูนย์ข้อมูลที่มีระบบปรับอากาศแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ปริมาณการใช้น้ำส่วนใหญ่ประกอบด้วยการระเหยของน้ำหล่อเย็น การระบายน้ำหล่อเย็น น้ำเพิ่มความชื้นสำหรับห้อง IT น้ำอ่อนสำหรับอุปกรณ์ น้ำบำรุงรักษาอุปกรณ์ และน้ำใช้งานและบำรุงรักษาสำหรับระบบทำความเย็น
WUE ที่ต่ำกว่าบ่งชี้ถึงการใช้น้ำในศูนย์ข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น รูปแบบการทำความเย็นด้วยการระเหยของน้ำในระบบทำความเย็นสามารถลดค่า PUE ได้ แต่ยังส่งผลให้การใช้น้ำเพิ่มขึ้นด้วย และมีความสัมพันธ์เชิงลบบางอย่างระหว่าง PUE และ WUE
WUE ต่ำไม่ได้แก้ปัญหาทั้งหมด
มีการประมาณการว่าอุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลคิดเป็น 1% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก (Jones 2018) โดยเฉลี่ย ศูนย์ข้อมูลใช้น้ำจืด 1.8 ลิตรต่อการใช้พลังงานด้าน IT ทุกๆ 1 KWH (Shepherd et al., 2016,28) สำหรับการเปรียบเทียบ ในสหรัฐอเมริกาต้องใช้น้ำ 57 ลิตรเพื่อผลิตไฟฟ้า 1 KWH (Dieter et al. 2018,42) ตามเนื้อผ้า SDGS มุ่งเน้นไปที่พลังงานมากกว่าน้ำ แต่แนวโน้มนี้กำลังเปลี่ยนแปลง
การบรรลุโซลูชันการระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลที่ยั่งยืนที่สุดจำเป็นต้องสร้างความสมดุลระหว่างการใช้ไฟฟ้าและน้ำ เทคโนโลยีทำความเย็นที่ไม่ใช้น้ำเลย (WUE 0) มาพร้อมกับต้นทุนการใช้ไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ยั่งยืนที่สุด เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น โซลูชันที่ยั่งยืนที่สุดจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม การจัดการน้ำ และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ตัวอย่างเช่น หากน้ำได้รับการบำบัดด้วยกรด เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก หรือกรดแอสคอร์บิก แทนที่จะใช้อุปกรณ์บำบัดน้ำเพิ่มเติม น้ำนั้นสามารถนำมาใช้ซ้ำได้หลายครั้ง ส่งผลให้ปริมาณน้ำเพิ่มเติมที่ต้องการลดลง
"การพิจารณาคุณภาพของน้ำที่ใช้เป็นสิ่งสำคัญกว่า น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดเหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลเพื่อระบายความร้อนและล้างห้องน้ำของเราหรือรดน้ำสนามหญ้าของเราหรือไม่ เรามีโมเดลโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำแบบครั้งเดียวที่จะบำบัดน้ำให้มีคุณภาพสูงที่สุด จากนั้น ใช้น้ำนั้นเพื่อวัตถุประสงค์ที่ไม่ต้องใช้น้ำดื่ม เช่น ศูนย์ข้อมูลการทำความเย็น" "ดร. Newsha K. Ajami ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายกลยุทธ์และการพัฒนาด้านการวิจัยที่ Berkeley Lab Earth และ Environmental Sciences Area กล่าว
ศูนย์ข้อมูลสามารถวางแผนการดำเนินงานที่ยั่งยืนในอนาคตที่ขาดแคลนน้ำได้อย่างไร
บริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง Microsoft และ Google กำลังพยายามปูทางให้อุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลก้าวไปสู่พลังงานทดแทนและวิธีการทำงานที่ยั่งยืนมากขึ้น Google มุ่งมั่นที่จะใช้ทางเลือกน้ำจืดทุกครั้งที่เป็นไปได้ ไม่ว่าจะเป็นน้ำเสีย น้ำอุตสาหกรรม หรือน้ำทะเล จนถึงขณะนี้ มากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ของวิทยาเขตศูนย์ข้อมูลของบริษัทใช้น้ำรีไซเคิลหรือน้ำที่ไม่สามารถบริโภคได้
สำหรับ Microsoft นั้น Noel Walsh รองประธานองค์กรฝ่ายปฏิบัติการและนวัตกรรมคลาวด์ เขียนบล็อกเมื่อปีที่แล้วเกี่ยวกับวิธีการที่บริษัทกำลังมองหาโซลูชันที่สร้างสรรค์และเป็นนวัตกรรมสำหรับการดำเนินงานศูนย์ข้อมูล เพื่อช่วยให้บรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืน ขณะนี้มีความมุ่งมั่นที่จะลดการใช้น้ำในการดำเนินงานศูนย์ข้อมูลลง 95% ภายในปี 2567 ซึ่งหมายความว่าทุกด้านของธุรกิจจะต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อลดและขจัดการใช้น้ำ ตัวอย่างเช่น ขณะนี้มีการใช้แนวทางใหม่ในการจัดการอุณหภูมิของศูนย์ข้อมูลเพื่อช่วยประหยัดพื้นที่จัดเก็บประมาณ 5.7 พันล้านลิตรต่อปี นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยเกี่ยวกับการทำความเย็นแบบจุ่มของเหลวเพื่อช่วยให้บรรลุอนาคตการทำความเย็นแบบไร้น้ำ
บทสรุป
เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเติบโตของประชากรโลก น้ำจืดจะขาดแคลนมากขึ้นในอนาคต ศูนย์ข้อมูลที่สร้างขึ้นในปัจจุบันจะยังคงเปิดดำเนินการต่อไปอีก 30 ปี ผู้ปฏิบัติงานศูนย์ข้อมูลจะต้องจัดทำแผนฉุกเฉินเพื่อทำความเข้าใจวิธีดำเนินการอย่างยั่งยืนโดยไม่ต้องพึ่งพาน้ำ บริษัทศูนย์ข้อมูลหลายแห่งทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการปรับปรุงแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนทั้งภายในตนเองและอุตสาหกรรมโดยรวม แต่พวกเขาจำเป็นต้องมองให้กว้างขึ้นถึงความท้าทายที่อุตสาหกรรมและโลกจะเผชิญในปีต่อๆ ไป