Группа ABB, в числе прочего предлагающая эффективные ИБП-решения для дата-центров, одобрила использование никель-цинковых аккумуляторов поставщика ZincFive в своих системах бесперебойного питания. Как сообщает Datacenter Dynamics, в компании считают, что такие АКБ во многом более эффективны, чем литий-ионные или свинцово-кислотные варианты.

Впрочем, пока в системах бесперебойного питания будут применяться все доступные технологии. BC-серия аккумуляторных шкафов компании ZincFive может применяться как часть конструкции ИБП ABB. Последняя уверена, что они имеют невысокий углеродный след, требуют минимального обслуживания и чрезвычайно надёжны. Ранее ZincFive заявляла, что никель-цинковые аккумуляторные элементы имеют более высокую энергетическую плотность и обеспечивают низкие выбросы уровня Scope III, поскольку никель и цинк гораздо безопаснее добывать и перерабатывать, чем литий.

Изображение: ZincFive

До того, как продукцию ZinkFive одобрили, компании протестировали аккумуляторы в США и Швейцарии, убедившись в совместимости с ИБП-системами ABB MegaFlex. Выяснилось, что они отвечают требованиям безопасности, производительности и надёжности для использования в ЦОД и будут способствовать выполнению целей клиентов по декарбонизации деятельности. По имеющимся данным, ABB уже применяет элементы ZincFive в некоторых проектах. Аккумуляторные шкафы совместимы с ИБП-платформами мощностью до нескольких мегаватт.

Колокейшн-провайдер Standard Power рассчитывает организовать электропитание новых ЦОД в штатах Огайо и Пенсильвания (США) полностью за счёт миниатюрных реакторов. Как сообщает The Register, специфика работы клиентов компании требует большого количества энергии, которую смогут обеспечить реакторы NuScale.

Standard Power предоставляет колокейшн-сервисы не только клиентам с ИИ/HPC-системами, но и майнинговым компаниям, аппаратная составляющая которых в процессе работы требует бесперебойного энергоснабжения. Хотя идея использования малых реакторов не нова, а сами они применяются ещё с 1950-х годов, например, в подводных лодках, о коммерческом использовании малых модульных реакторов (SMR) заговорили только недавно. Современные технологии, во-первых, позволяют поставить производство таких реакторов на поток и, во-вторых, SMR-энергосистему легко масштабировать, добавляя столько модулей, сколько потребуется.

Источник изображения: NuScale

Поскольку связанные с блокчейн-технологиями вычисления требуют гигантского количества ресурсов, работа над соответствующими проектами уже привела к расследованию проблемы Управлением научно-технической политики Белого дома, а ряд американских законодателей призвал внедрить отчётность и контроль требований к экологической и энергетической безопасности подобных проектов. Поскольку майнеры потребляют очень много электроэнергии, Standard Power решила сыграть на опережение, чтобы заранее обеспечить свои ЦОД электричеством без подключения к магистральным энергосетям.

По имеющимся данным для ЦОД в Огайо и Пенсильвании будут применяться малые модульные реакторы (SMR), способные генерировать 77 МВт каждый, а 24 реактора NuScale совокупно будут отвечать за производство 1848 МВт. Впрочем, до реального внедрения технологии на объектах Standard Power могут пройти годы. По имеющимся данным, среди первых эксплуатантов технологии NuScale будет Национальная лаборатория Айдахо — первый модуль заработает не раньше 2029 года.

Хотя NuScale является первым получателем разрешения регуляторов на коммерческое использование SMR, аналогичными технологиями уже активно занимаются TerraPower, Westinghouse и другие компании. Разумеется, и среди операторов ЦОД к новой технологии, а также к атомной энергетике вообще проявили интерес многие компании. Например, Cumulus Data уже открыла ЦОД рядом с АЭС, а Microsoft ищет топ-менеджера по внедрению SMR.

Корпорация Google, по сообщению Datacenter Dynamics, тестирует специализированную систему, которая позволяет динамически снижать энергопотребление определённых дата-центров в зависимости от текущей нагрузки на локальную энергосеть.

Новая система, как отмечается, является дальнейшим развитием технологии перемещения нагрузок между различными ЦОД в зависимости от уровня доступности «зелёной» энергии. Соответствующую функцию Google начала использовать в 2020 году. При этом речь идёт только о задачах, для которых не критичны задержки или требования о суверенитете данных — например, транскодирование видео для YouTube или обновление словарной базы Google Translate. Похожий инструмент внедряет и Microsoft.

Источник изображения: Google

Тестируемая теперь система даёт возможность во время перегрузок местных электросетей переносить несрочные вычислительные задачи на другое время и/или в другое место. Таким образом, в часы пик дата-центры Google сокращают потребление энергии, что снижает вероятность возникновения сбоев в энергосистеме региона, где располагается оборудование. В настоящее время эта система развёрнута в ЦОД на Тайване, в Орегоне и по всей Европе. В дальнейшем планируется её внедрение в других облачных зонах. Google уверяет, что использование функции перераспределения нагрузок не влияет на качество предоставляемых услуг.

Отмечается, что Google планирует нагрузки, опираясь в том числе на информацию от операторов электрических сетей. Некоторые задачи перенаправляются в другие ЦОД, тогда как выполнение некритичных операций просто откладывается. Система была опробована в Европе зимой 2022–2023 гг., когда произошёл резкий рост цен на энергоносители. Google использовала технологию для снижения энергопотребления на своих объектах в Нидерландах, Бельгии, Ирландии, Финляндии и Дании периоды типовой пиковой нагрузки. А в Орегоне и Небраске Google снижала энергопотребление дата-центров во время недавних экстремальных погодных явлений.

Компания Microsoft начала внедрять новые технологии резервного питания ЦОД в Швеции. Как сообщает DatacenterDynamics, теперь в одном из местных дата-центров техногиганта вместо дизель-генераторов применяется аккумуляторное энергохранилище BESS (battery energy storage system) компании Saft. Последняя является дочерней структурой TotalEnergies, а система BESS — это результат сделки 2021 года с Microsoft, намеренной отказаться от дизелей к 2030 году.

Система BESS состоит из восьми аккумуляторных контейнеров ёмкостью 4 МВт·ч каждый, объединённых в 4 группы. Суммарная ёмкость составляет 16 МВт·ч — этого достаточно для резервного питания ЦОД до 80 минут с пиковым потреблением 24 МВт. На внедрение аккумуляторного хранилища ушло более 16 месяцев, оно заменит неназванное число дизель-генераторов. Также известно, что система поддерживает быстрый «холодный старт», позволяя немедленно восстановить подачу электричества в случае его отключения.

Хотя местоположение ЦОД с новым оборудованием пока не раскрывается, с момента открытия в ноябре 2020 года облачного региона Azure в Швеции, в стране появились три ЦОД. Кампус в Стаффансторпе стал объектом критики из-за применения дизель-генераторов. Впрочем, в самой Microsoft утверждают, что общественное давление не являлось определяющим фактором при выборе типа энергохранилища. Ещё в 2021 году компания пообещала со временем полностью избавиться от дизелей на своих объектах по всему миру в рамках плана по достижению «углеродной нейтральности», а в мае 2022 года отдельно пообещала использовать генераторы только для тестовых запусков и в случае отключения магистрального электроснабжения.

Источник изображения: Saft

Власти Швеции утверждают, что энергосистема страны очень стабильна, поэтому применять генераторы вряд ли имеет смысл. Тем не менее, когда первый облачный регион Azure открылся в стране в конце 2021 года, все три объекта получили резервное питание именно от дизель-генераторов, хотя некоторые из них и использовали экологичное топливо, как минимум на 50 % состоящее из возобновляемого горючего. Это мало помогло Microsoft, поскольку планы использования дизелей в Стаффансторпе встретили острую критику общественности.

Дело дошло до того, что в 2022 году компания запросила увеличение парка дизель-генераторовна 70 МВт, но отозвала заявку из-за последовавших протестов. Впрочем, в Microsoft утверждают, что на самом деле расширение резервных мощностей в городе отменили из-за увеличения спроса на облачные сервисы компании и безопасные хранилища данных, которым необходим более крупный ЦОД, чем тот, что планировался в Стаффансторпе. Здесь расширение ЦОД тоже планируется, но будет осуществляться только с расчётом на уже имеющиеся здесь резервные источники питания.

В Microsoft подчёркивают, что поиск альтернатив дизелям является важной частью стратегии по достижению отрицательных углеродных показателей к 2030 году. Более того, к 2050 году компания рассчитывает изъять из атмосферы весь углекислый газ, который она буквально выпустила в небо с момента основания в 1975 году.

Microsoft ведёт эксперименты с использованием в строительстве ЦОД в штате Вашингтон низкоуглеродных бетонных смесей. По данным пресс-службы компании, применяются материалы с включением компонентов, полученных из микроводорослей, а также летучей золы и шлака. Основной целью является снижение уровня выбросов связанного с производством бетона углекислого газа на 50 %.

Обычно цемент для бетона изготавливается из известняка, нагреваемого вместе с глиной с попутным выделением углекислоты. Кроме того, сами печи для обжига обычно топятся углём или природным газом, что способствует дополнительному выделению CO₂. Поскольку Microsoft намерена стать «углеродно-отрицательной» к 2030 году, такой подход она считает не слишком экологичным. Компания уже экспериментирует со строительством объектов с применением дерева, земли, пеньки и даже грибов.

Сейчас компания проводит тесты альтернативных бетонных смесей, одна из которых предусматривает использование «биогенного» известняка из микроводорослей и прочих добавок, вторая — летучей золы и шлака. Ну а третья сочетает компоненты двух предыдущих смесей. Предполагается, что можно будет снизить уровень т.н. «воплощённого углерода» более чем вдвое. При этом, как признают в самой Microsoft, технология создания подобных бетонных смесей весьма сложна.

Источник изображения: Microsoft

Известняк компания получает от Minus Materials, занимающейся коммерциализацией процесса добычи известняка из морских водорослей, разработанного Университетом Колорадо в Боулдере. Принадлежащая Microsoft структура Climate Innovation Fund поддерживает Prometheus Materials, тоже создающую биоцемент из водорослей, но с помощью другого процесса. Тот же фонд инвестирует в компанию Boston Metal, работающую над обработкой руды электролизом с помощью возобновляемой электроэнергии — это помогает хотя бы частично устранить выбросы CO₂ из процесса производства стали.

Ранее Microsoft тестировала обычный бетон с добавлением CO₂, что позволяло укрепить материал — компания инвестировала в производителя соответствующего продукта CarbonCure. Впрочем, добавление углекислого газа в бетон лишь очень в малой степени способствует сокращению выбросов — большая часть углекислоты всё равно уходит в атмосферу.

Тем не менее, игнорировать вопрос в свете всеобщей «зелёной» повестки не получится. Только на производство бетона приходится 8 % мировых углеродных выбросов, а ещё 7 % — на производство стали, активно применяемой в строительстве. Например, в индустрии ЦОД наибольшая часть выбросов приходится на выбросы класса Scope III, за который отвечают цепочки поставок. Ранее Meta✴ также сообщала об экспериментах с «зелёным» бетоном, созданным с помощью ИИ.

IXcellerate расширила сферу применения своих коммерческих ЦОД, внедрив систему использования избыточного тепла от работающего оборудования для отопления помещений. Как сообщает пресс-служба компании, речь идёт о первом успешном воплощении проекта соответствующего характера на российском рынке.

Использована технология «Тепловой насос» — интегрированное инженерное решение для вентиляции и отопления, разработанное самой IXcellerate. В Нью-Йорке и городах Великобритании малые ЦОД уже отвечают за подогрев бассейнов, в других местах они применяются для создания теплиц или отдают тепло в сети центрального отопления.

Источник изображения: IXcellerate

«Тепловой насос» начали разрабатывать ещё в 2020 году. Она была способна передавать тепло систем кондиционирования дата-центров в системы отопления. В первую очередь это касалось обогрева объектов самой компании — как действующих, так и строящихся. Основной задачей было обеспечить автономность машинных залов ЦОД от внешних систем отопления, а также отопление вспомогательных зданий площадью около 2500 м² с соблюдением действующих СНиП по температуре и влажности.

Источник изображения: IXcellerate

Наиболее перспективным посчитали проект «воздух–вода», позволяющий утилизировать тепло из машинных залов и при отсутствии единого контура холодоснабжения. Кроме того, этот способ экономичнее прочих, поскольку не требует инвестиций благодаря полноценной интеграции в систему кондиционирования ЦОД.

Для создания системы применялись прецизионные фреоновые кондиционеры с водяным охлаждением конденсаторов, трубопровод с гликолевым теплоносителем, сухие градирни, тепловой узел с насосами, система автоматического управления тепловым пунктом, который отдаёт тепло в контуры отопления и теплоснабжения приточной вентиляции,а также датчики и регуляторы температуры и давления.

Источник изображения: IXcellerate

«В соответствии с техническими характеристиками кондиционеров тепловая мощность при 100% нагрузке на испаритель составляет до 156,9 кВт. Суммарная тепловая мощность четырёх кондиционеров − до 627 кВт. Максимально возможная тепловая мощность − 470,7 кВт. Для бесперебойности электропитания применяется схема резервирования N+1», — сообщили в компании.

Реализация проекта стартовала ещё в первой половине 2021 года, а через год компания завершила интеграцию системы теплоснабжения здания в систему кондиционирования ЦОД. После этого началось подключение новых потребителей, и в 2023 году площадь отапливаемых помещений достигла 2500 м².

Источник изображения: IXcellerate

Благодаря автономному теплоснабжению инженерных систем, экономия Северного кампуса Ixcellerate за два отопительных периода составила 200 Гкал/год, а при подключении всех потребителей вырастет до 700 Гкал. При этом систему можно использовать даже летом для поддержания наилучшего уровня влажности при вентиляции машинных залов. Относительным минусом решения является связанность инфраструктуры ЦОД с инфраструктурой административных объектов, температурные графики которых отличаются.

В компании утверждают, что технология универсальна и масштабируема, так что «Тепловой насос» можно применять с любым ЦОД. В ближайшие годы планируется внедрение технологии на всех объектах Ixcellerate. Когда в эксплуатацию введут все 8 кампусов мощностью более 280 МВт, теплом можно будет обеспечить сотни зданий.

Компания Microsoft всерьёз занялась проблемой обеспечения ЦОД электроэнергией, получаемой малыми модульными реакторами (SMR) и микрореакторами. По данным Datacenter Dynamics, компания уже ищет руководителя программы, готового отвечать за подготовку и внедрение стратегии получения энергии для дата-центров из источников такого типа.

Это не первые меры компании, направленные на расширение применения атомной энергетики на рынке ЦОД. Например, она уже приобретает «зелёные кредиты» (CEC) у АЭС, а в июле появилась информация о том, что дата-центр Microsoft в Бойдтоне будет получать «виртуальную» атомную энергию благодаря соглашению о покупке с АЭС Constellation.

Источник изображения: wostemme/pixabay.com

В описании вакансии сообщается, что позиция предусматривает техническую оценку интеграции SMR и микрореакторов для питания ЦОД, используемых облаком и ИИ-системами компании. Топ-менеджер должен формировать и адаптировать план внедрения малых реакторов, тщательно выбирать партнёров и подбирать технологии, а также регулярно оценивать последствия для бизнеса от их внедрения. Новая роль также предусматривает и участие в изучении и разработке технологий, ещё не достигших коммерческого уровня.

Поскольку нагрузка на энергосети во всём мире продолжает расти, доступность энергии стала чрезвычайно важным фактором для индустрии ЦОД, из-за чего откладываются проекты дата-центров во многих регионах. Ситуация усугубляется тем, что компании стремятся перейти на новые, экологичеси безопасные технологии, доступ к которым ещё более ограничен. Модульные реакторы в этом свете рассматриваются как более дешёвая, компактная и быстро внедряемая альтернатива традиционным АЭС. Такие системы могут применяться даже на территории самих ЦОД.

Известно, что модульные реакторы мощностью до 470 МВт начала продвигать Rolls-Royce. Last Energy уже нашла клиентов для своих 20-МВт решений в Великобритании. NuScale получила одобрение регуляторов в США на применение SMR мощностью 50–77 МВт, а Oklo планирует внедрять SMR от 15 МВт. На рынке действует и Terra Power, поддерживаемая одним из основателей Microsoft — Биллом Гейтсом.

Занимающаяся атомными проектами Kärnfull Next объявила о намерении создать на восточном побережье Швеции кампус с малыми модульными реакторами (SMR) для питания ЦОД. Как сообщает DataCenter Dynamics, уже выбрано место для строительства кампуса. Речь идёт о площадке компании Studsvik в Нючёпинге (Nyköping).

Ожидается, что эксплуатация нового оборудования Kärnfull Next начнётся в 2030 году. Как заявляют в компании, Studsvik является идеальным партнёром для проекта, поскольку существующая площадка хорошо оборудована для нового шведского атомного проекта. В Kärnfull Next подчёркивают, что один из первых в Европе парков малых реакторов не только обеспечит рабочие места, но и позволит сотрудничать с другими высокотехнологичными отраслями.

Источник изображения: Kärnfull Next

Пока не объявлялось, с какими типами ЦОД намерена сотрудничать Kärnfull. Ожидается, что строительство подобного парка позволит снизить цену и решить проблему доставки энергии, характерную для крупных АЭС. Более того, разработчики SMR вроде британской Rolls-Royce и американской Nuscale уверены, что атомная энергетика должна стать неотъемлемой частью любого плана по декарбонизации каждой индустрии.

Малые модульные реакторы (SMR) обеспечивают относительно небольшую мощность (до 300 МВт), при этом возможно серийное производство из стандартизированных компонентов заводского производства — ожидается, что это ускорит внедрения подобных малых АЭС в сравнении с полномасштабными станциями, строящимися по индивидуальным проектам.

Источник изображения: Kärnfull Next

В мае Kärnfull Next начала исследовать целесообразность использования площадки Studsvik, изучение возможности коммерческого производства электроэнергии здесь должно закончиться в декабре текущего года, уже подписан меморандум о взаимопонимании с потенциальным партнёром.

Пока Kärnfull всё ещё рассматривает вопросы финансирования, получения разрешений и возможность продажи соглашений о покупке энергии (PPA) — часто их приобретают потребители энергии вроде тех же ЦОД, желающие создать себе имидж «зелёных» компаний. Сообщается, что некоторые решения будут приняты компанией уже к концу 2024 года.

Аналогичные планы, конечно, формируются и в других регионах мира. Например, американская Green Energy Partners готовится построить многочисленные SMR на площадке в Вирджинии — проект хотят реализовать поблизости от уже действующей крупной АЭС.

Многие знают, что ИИ-модели в процессе работы потребляют огромное количество энергии, но не всем известно, что им нужно ещё и очень много чистой воды. Как сообщает Silicon Angle, выяснилось, что ЦОД стоящих за работой ИИ-систем компаний тратят очень много воды, а у техногигантов вроде Google и Microsoft водопотребление только растёт.

Как следует из доклада Associated Press, использование ЦОД Microsoft воды выросло с 2021 по 2022 гг. на 34 %, в прошлом году компания потратила 6,4 млрд литров. В тот же период водопотребление Google выросло на 20 %. По данным экспертов, занимавшихся исследованием воздействия генеративных ИИ-систем на окружающую среду, в большей части рост потребления вызван увеличением связанных с ИИ нагрузок.

По некоторым оценкам, модель GPT-3 компании OpenAI, стоящая за чат-ботом ChatGPT, ответственна за трату более 320 тыс. л во время тренировки, а ChatGPT и вовсе «выпивает» 0,5 л воды каждую чат-сессию, состоящую из 25-50 запросов. Учитывается и непрямое использование воды, включающее затраты электростанций, питающих ЦОД.

Источник изображения: MartinStr/pixabay.com

Для Google статистика оказалась крайне неоднородной и разнится от ЦОД к ЦОД — многое зависит от местоположения, сезона, технологии охлаждения и уровня потребления воды электростанциями. Впрочем, многие специалисты отрасли уверены, что рост потребления воды имеет важное значение, но большие опасения вызывает рост энергопотребления.

Дело в том, что значительная часть используемой воды перерабатывается и применяется снова, тогда как об энергии нельзя сказать того же. Кроме того, Microsoft, Google и другие операторы ЦОД сами заинтересованы в сокращении потребления воды, поэтому будут принимать все необходимые меры для этого.

Ранее Microsoft сообщала, что намерена стать «водно-положительной», «углеродно-отрицательной» и безотходной уже к 2030 году, а к 2024 году снизить потребление ЦОД воды на 95 % (в сравнении с 2021 годом). Впрочем, до сих пор нет точных определений некоторым терминам, например, никто детально не говорил, о какой «водно-положительности» идёт речь. Можно только предполагать, что компания намерена отдавать в природу больше воды, чем потребляет.

Источник: Microsoft

Примером может служить Pepsi, которая, пропустив воду сквозь снековое оборудование в районе Мехико, очищает её до уровня питьевой и отправляет на другой завод — для мытья картофеля для чипсов. Таким образом, воды действительно поступает «в оборот» больше, чем изначально забирается из природных источников.

В OpenAI, крупнейшим инвестором которой является Microsoft, подчеркнули, что осознают высокие уровни потребления ИИ энергии и воды и активно работают над повышением эффективности в этой сфере. Решением может стать создание для ИИ более эффективных алгоритмов и оборудования, хотя на это уйдёт некоторое время.

Компания Nautilus Data Technologies лицензировала использование технологии охлаждения проточной водой TRUE (Total Resource Usage Effectiveness) дата-центра компании Start Campus. По данным Datacenter Dynamics, строительство кампуса ведётся в португальском городе Синиш (Sines), охлаждение будет вестись океанской водой.

В рамках соглашения предполагается, что Start Campus, принадлежащая North American Davidson Kempner и British Pioneer Point Partners, будет использовать в своём проекте систему Nautilus, обеспечивающую «нулевое» потребление воды. Подобные системы, например, с размещением ЦОД на речных баржах, уже активно пытается внедрять сама Nautilus.

Источник изображения: Start Campus

В ходе первой фазы уже начавшегося в Синише строительства компании намерены начать внедрение новой технологии охлаждения наряду с уже использующимися на территории кампуса. В ходе второй Start Campus намерена полностью интегрировать технологию Nautilus для расширения мощностей. Общая мощность кампуса Start составит до 495 МВт, а находится он на территории площадью 60 га на прилегающей к недавно выведенной из эксплуатации угольной электростанции. Хотя реализацию проекта анонсировали ещё в 2021 году, строительство началось только в прошлом. Ожидается, что применение новых экобезопасных технологий позволит серьёзно изменить ландшафт рынка ЦОД.

Nautilus занимается не только плавучими ЦОД, но и стационарными системами, в которых ЦОД охлаждаются за счёт речной проточной воды. В компании утверждают, что они снижают затраты на электричество и позволяют обеспечить «нулевое» потребление воды и нулевые выбросы сточных вод. Правда, пока компания управляет только баржей с ЦОД в калифорнийском Стоктоне (Калифорния), но в дальнейшем планируется построить и наземный объект в Мэне. В разработке находятся и другие проекты, как во Франции и США, так и в Ирландии, а также материковой Европе, изучается возможность применения технологии в Таиланде и на Филиппинах.