Европарламент и Евросовет, наконец, согласовали текст Директивы по энергетической эффективности (EED). Как сообщает ComputerWeekly, документ обязывает операторов ЦОД в Евросоюзе обеспечить свободный доступ к данным о воздействии их проектов на окружающую среду. Кроме того, в скором будущем некоторые ЦОД станут обязаны отдавать избыточное тепло со своих площадок на нужды общества.

Ассоциация Sustainable Digital Infrastructure Alliance (SDIA), намеренная добиваться того, чтобы дальнейший рост индустрии ЦОД не продолжался за счёт ущерба окружающей среде, и выступающая за использование открытых и доступных технологий энергоснабжения, приветствовала финальный вариант директивы. В SDIA назвали утверждение окончательного варианта документа важной вехой в деле перехода на экоустойчивую цифровую инфраструктуру к 2030 году.

Согласно новому документу, операторы ЦОД, у которых мощность объектов превышает 500 кВт, будут обязаны отчитываться о воздействии на окружающую среду не реже раза в год, а первый отчёт придётся подать не позже 15 мая 2024 года. SDIA активно участвует в формировании требований о том, какими именно данными должны будут делиться операторы ЦОД.

Изображение: Jan Huber / Unsplash

Так, операторы должны будут включать в отчёт подробности о потребляемой энергии, а также данные о температурах на объекте, использовании возобновляемой энергии и другие сведения. Еврокомиссия создаст базу ЦОД, куда и будет внесена вся эта информация. На основе собранных данных директива будет скорректирована, и к 15 мая 2025 года обновлённый документ получит уточнённые нормы и стандарты для ЦОД, а также план по переходу к нулевым углеродным выбросам.

Важным новым требованием к дата-центрам мощностью более 1 МВт является обязательная утилизация избыточного тепла. Если это по каким-либо причинам невозможно, от операторов потребуется техническое или финансовое обоснование отказа. При этом спрос на такое тепло пока мал. При этом новые экологические нормативы, по данным Uptime Institute, будут одной из причин роста затрат на строительство и обслуживание ЦОД в ближайшие годы.

Американская Green Energy Partners (GEP), специализирующаяся на ЦОД и энергетике, как сообщает DataCenter Dynamics, намерена возвести сразу 30 новых ЦОД по соседству с АЭС. Впоследствии компания планирует построить новые источники энергии для основного и резервного питания этих дата-центров. Причём речь идёт об атомной и водородной энергетике.

Строительство предполагается вести на участке рядом с 1,6-ГВт АЭС Surry Nuclear Power Plant, принадлежащей оператору Dominion Energy — здесь GEP приобрела участок площадью около 260 га. Два реактора станции (PWR) будут эксплуатироваться минимум до 2052–2053 гг. Они обеспечат новые ЦОД энергией на первое время, а когда дата-центры начнут приносить существенную прибыль, рядом будут построены и малые модульные реакторы (SMR).

Первый этап возведения кампусов начнётся в 2024 году. Они будут расположены между «долиной дата-центров» в Северной Вирджинии (преимущественно в округе Лаудон) и наземной станцией подключения подводных ВОЛС в Вирджиния-Бич. Это позволит разгрузить север региона, например — в округе Лаудон ЦОД потребляют около 20 % всей электроэнергии, из-за чего дальнейшее развитие индустрии ЦОД здесь затруднено из-за нехватки электричества и даже недостатка ЛЭП.

Источник изображения: NuScale

Изначально ЦОД будут питаться от уже существующей электросети, но позже будет организовано строительство 250-МВт SMR. Более того, в ближайшие 10–15 лет они будут не только давать «безуглеродную» энергию для ЦОД, но и станут использоваться для производства «зелёного» водорода для резервных генераторов всё тех же ЦОД и продажи сторонним заказчикам, в том числе для подачи по существующим газопроводам в смеси с природным газом. Ожидается, что реакторы займут площадь 14 га, а ещё 8 га — мощности для производства водорода.

Предполагается, что на площадке будут использоваться реакторы Voygr компании NuScale, уже сотрудничающей с Shell в деле изучения возможностей SMR для электролиза. Главная проблема в том, что энергия именно такого реактора на данный момент стоит $90 за МВт·ч — это не только дороже электричества из обычных источников, но даже и энергии из возобновляемых источников, солнечных или ветряных электростанций. В остальном проект представляет собой почти идеальную комбинацию, обеспечивающую производство и потребление зелёной энергии вблизи готовой кабельной инфраструктуры.

Возведение ЦОД рядом с прицелом на использование атомной энергии — уже не уникальный случай. Так, в конце января Talen Energy завершила строительство первой очереди ЦОД при АЭС в Пенсильвании, а Bahnhof собирается построить в Стокгольме реактор для питания своего дата-центра. При этом Вирджиния обгоняет по ёмкости сверхкрупных дата-центров и Европу, и Китай, поэтому малые модульные реакторы могут стать именно тем решением, которое позволит разгрузить местную энергетическую инфраструктуру.

Оператор дата-центров Aruba Global Cloud приобрёл две гидроэлектростанции на итальянской реке Брембо. Они обеспечат дополнительной «зелёной» энергией кампус компании в провинции Бергамо. Оператор всерьёз подходит к реализации «зелёных» проектов — теперь у компании в собственности есть сразу девять ГЭС и ряд других источников экологически безопасной энергии.

Источник изображения: Aruba

Мощность новых ГЭС Paladina и Ponte Briolo составляет 2 МВт, они расположены на одной реке недалеко от ЦОД Aruba, расположенного на территории муниципалитета Понте-Сан-Пьетро провинции Бергамо. Ещё одна из уже имеющихся в распоряжении компании электростанций тоже расположена на той же реке. Суммарная мощность всех ГЭС компании достигает 9,2 МВт, а ежегодно компания намерена получать от них порядка 50 ГВт·ч.

Как сообщает DataCenter Dynamics, Aruba инвестировала немалые средства в «зелёные» источники энергии. Так, кампус в Понте-Сан-Пьетро (30 тыс. м²) питается от солнечных элементов совокупной мощностью почти 5 МВт, а также получает энергию от ГЭС и геотермальных источников. Но этого мало, поскольку в перспективе планируется нарастить площадь кампуса до 200 тыс. м² , а мощность довести до 60 МВт. Также у Aruba есть два объекта в городе Ареццо, а ещё два — в Риме и в чешском Ктише — пока строятся. Экологически чистая энергия будет поставляться как минимум на некоторые из этих площадок. В частности, солнечные панели будут активно применяться в римском ЦОД.

Крупные американские операторы ЦОД, по сообщению Datacenter Dynamics со ссылкой на исследование S&P Global, в течение 2022 года увеличили закупки энергии из возобновляемых источников приблизительно на 50 % по сравнению с предыдущим годом. Львиная доля таких контрактов приходится всего на четырёх гиперскейлеров: Amazon, Google, Meta✴ и Microsoft. Все они в перспективе намерены добиться нулевых выбросов парниковых газов в атмосферу.

Источник: S&P Global

Говорится, что дата-центры в США зарезервировали 40 ГВт «зелёной энергии». Это составляет примерно ⅔ от общего объёма ветровой и солнечной энергии, доступной американским корпоративным заказчикам. Лидером по закупкам является Amazon с контрактами на более чем 20 ГВт возобновляемой энергии. Google, Meta✴ и Microsoft занимают второе, третье и четвёртое места соответственно. Более мелкие заказчики, такие как Iron Mountain, Digital Realty, QTS и Switch, зарезервировали 1,5 ГВт. При этом Google, Microsoft и Iron Mountain стремятся к тому, чтобы их площадки питались возобновляемой энергией круглосуточно.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

На мировом рынке наблюдается аналогичная картина. С учётом потребностей Apple, «большая пятёрка» заключила контракты на закупку 45 ГВт «зелёной» энергии по всему миру — это более половины (приблизительно 57 %) от общей выработки, но без учёта изолированных источников вроде солнечных панелей на крышах самих ЦОД. Все вышеупомянутые компании намерены перейти на 100-% «зелёное» питание. Участники рынка полагают, что в долгосрочной перспективе темпы роста потребления возобновляемой энергии могут негативно повлиять на планы других предприятий по обеспечению нулевых углеродных выбросов.

Хотя гиперскейлеры заключили контракты на 40 ГВт возобновляемой энергии в США, текущая оценка их общего потребления составляет немногим более 22 ГВт, а в ближайшие несколько лет эта цифра вырастет до 33 ГВт. Такая картина объясняется тем, проекты по возобновляемым источникам энергии указывают свою пиковую мощность, в то время как средняя выработка электроэнергии намного ниже из-за погодных и других факторов.

Согласно исследованию «Data Center and IT Spending Survey 2022» организации Uptime Institute, более ⅔ операторов предприятий и колокейшн-операторов рассчитывают увеличить расходы на ЦОД в 2023 году. Большинство корпоративных ЦОД (90 %) собираются наращивать мощности в течение следующих двух-трёх лет, причем половина из них планирует строить новые объекты.

В Uptime Institute отметили, что затраты на строительство ЦОД и сроки выполнения заказов, значительно сократившиеся в 2010-х годах, сейчас, наоборот, растут. По оценкам Uptime Institute, в 2010 году строительство среднего корпоративного ЦОД уровня Tier III обходилось примерно в $12 млн/МВт (без учёта земельных и строительных работ), и на это требовалось до двух лет. Перед пандемией COVID-19, благодаря изменениям в проектировании и строительстве, затраты на создание ЦОД сократились до $6–8 млн/МВт, а продолжительность строительства снизилась до менее чем 12 месяцев.

В настоящее время стоимость проектов и сроки их выполения заметно изменились, так как из-за длительного времени ожидания поставки некоторых важных компонентов (генераторы и централизованные системы бесперебойного питания) значительно выросли цены. По оценкам Uptime, к 2022 году затраты на строительство ЦОД уровня Tier III выросли на $1–2 млн/МВт, а продолжительность — до 12 месяцев и больше.

Источник изображений: Uptime Institute

Несмотря на то, что цены на отдельные компоненты начали стабилизироваться, хотя и на более высоком уровне по сравнению с допандемийным периодом, аналитики Uptime Institute ожидают в 2023 году их дальнейший рост. Дефицит продукции вместе с более высокой стоимостью рабочей силы, полупроводников и электроэнергии оказывают инфляционный эффект по всей отрасли, отметили аналитики.

Вместе с тем приобретение площадок в крупных ЦОД с подключением к сети с малой задержкой теперь стоит дороже, поскольку в популярных регионах размещения ЦОД наблюдаются проблемы с наличием свободных участков и обеспечением электроэнергией, отметила Uptime Institute.

Исследование цепочек поставок за 2022 год показывает, что труднее всего было достать холодильные установки для машинных залов, системы ИБП и компоненты распределения электроэнергии. Из 678 участников опроса 80 % сообщили о повышении цен поставщиками за последние 18 месяцев. Отмечено, что цены на литий-ионные аккумуляторы, которые ежегодно снижались до 2021 года, в 2022 году выросли из-за нехватки сырья и высокого спроса.

Также на росте капзатрат отражается ужесточение требований к экологичности проектов. Действующие в крупных локациях ЦОД, таких как Амстердам и Сингапур, нормы приводят к тому, что только разработки с высокоэффективным дизайном могут быть одобрены регулирующими органами. Новые стандарты энергоэффективности (например, в ЕС) ведут к ещё большему росту стоимости строительства. Также будут расти затраты на электроэнергию, что требует оптимизации энергопотребления.

Аналитики считают, что в 2023 году будет наблюдаться рост и по операционным расходам ЦОД и ИТ-инфраструктур из-за резкого увеличения основных затрат на ввод. Исследование Uptime Institute показало, что наибольший рост удельных затрат у большинства операторов связан с электроэнергией, что является результатом высоких цен на газ, перехода на возобновляемые источники энергии, дисбаланса в электроснабжении и геополитических изменений.

Больше всего пострадали от повышения цен Великобритания и Евросоюз. Ожидается, что в дальнейшем затраты на электроэнергию снизятся по сравнению с рекордными показателями в 2022 году, но всё равно останутся значительно выше среднего уровня за последние два десятилетия.

На втором месте после электроэнергии по росту затрат на ЦОД находится ИТ-оборудование, что отчасти связано со сбоями в цепочке поставок, нехваткой некоторых чипов и коммутационного оборудования, а также инфляцией. Как ожидают аналитики, в связи с улучшениями в цепочке поставок, цены и сроки поставки ИТ-оборудования (за некоторыми исключениями) сократятся в первой половине 2023 года. Во второй половине 2023 года спрос на оборудование для ЦОД, как ожидается, снова возрастёт, как только некоторые крупные клиенты займутся увеличением своих мощностей, что снова приведет к дефициту некоторых категорий оборудования.

На увеличение затрат на эксплуатацию ЦОД также влияют проблемы с квалифицированными кадрами — многие респонденты вынуждены повышать зарплату в попытке удержать текущий персонал.

Подводя итоги, Uptime Institute сообщает, что общие затраты на строительство и эксплуатацию ЦОД в течение следующих нескольких лет значительно возрастут. С целью их снижения компании будут использовать различные подходы, включая автоматизацию, повышение энергоэффективности и переход в облако, но это потребует дополнительных капиталовложений, новых навыков и сопряжено с техническими сложностями.

Вместе с тем, несмотря на растущие затраты, многие операторы ЦОД считают, что локальное размещение рабочих нагрузок по-прежнему дешевле, чем колокация (54 %) или миграция в облачную структуру (64 %).

Норвежско-финская компания Nammo, специализирующаяся на производстве боеприпасов, реактивных двигателей и космического оборудования, обвинила сервис TikTok в препятствовании потенциальному расширению её мощностей в связи с нехваткой электроэнергии, поскольку новый ЦОД, назвавший китайскую компанию своим основным клиентом, использует все излишки электроэнергии в регионе. «Мы обеспокоены тем, что нашему будущему росту мешает хранение видео с кошками», — сообщил ресурсу Financial Times исполнительный директор Nammo.

Норвежский оператор ЦОД Green Mountain строит для TikTok новый кампус: к ноябрю 2023 года будут возведены три 30-МВт модуля, а к 2025 году планируется достроить ещё два таких же блока. Строительство ведётся в Хамаре, в 25 км от Рауфосса, где находится завод Nammo. Местная энергетическая компания Elvia подтвердила, что в энергосети нет свободных мощностей, они распределяются в порядке очереди и уже обещаны TikTok.

Изображение: Green Mountain

Nammo заявила, что спрос на артиллерийские снаряды сейчас в 15 с лишним раз выше, чем ранее. По её словам, Европа должна инвестировать €2 млрд в новые заводы только для того, чтобы удовлетворить спрос Евросоюза и других стран: «Мы видим необычайный спрос на нашу продукцию, которого никогда не было в нашей истории». В сложившейся ситуации это идёт в разрез с планами Норвегии стать «фантастической площадкой» для размещения дата-центров.

Местные власти сообщили, что будут способствовать реализации планов Nammo по расширению, так как обеспечение возможности развития компании — в национальных интересах. Глава Nammo указал на необходимость установления приоритетов в отношении того, какие отрасли будут иметь особый доступ к энергии. «Для Европы это серьезная проблема касательно промышленности: критически важные отрасли должны иметь доступ к энергии», — заявил он.

Эксперты прогнозируют обострение борьбы за приоритетный доступ к энергии по всей Европе. Если раньше ЦОД имели возможность пользоваться в скандинавских странах дешевым электричеством, получая выгоду от более холодного климата, позволяющего снизить затраты на охлаждение, то в связи с переходом на экологически чистую энергию компании аккумуляторного сектора и сталелитейной промышленности тоже устремятся в северные страны. А это повлечёт за собой рост конкуренции за доступ к энергии.

Оператор дата-центров Stack Infrastructure, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, поддержит Швейцарский план зимнего резерва (Winter Reserve), который предусматривает обеспечение стабильной подачи электроэнергии в холодное время года, в том числе во время пиковых нагрузок. Суть программы Winter Reserve заключается в предотвращение возможных отключений путём резервирования гидроэлектроэнергии и генераторных мощностей для краткосрочного использования.

Как отмечается, Stack предоставит ресурсы своих резервных генераторов швейцарской энергосети. Власти смогут задействовать эти установки в случае необходимости. Stack управляет четырьмя дата-центрами в Женеве, Цюрихе и Аванше общей площадью более 20 000 м² и мощностью 45 МВт. На этих площадках установлены генераторы для поддержания работы оборудования в случае сбоев в центральной системе электроснабжения.

Фото: Stack Infrastructure

«У Stack есть возможность не только поддерживать критически важные рабочие нагрузки клиентов, но и обеспечивать дополнительные энергетические мощности для городской электросети, поэтому мы рады внести свой вклад в программу Winter Reserve», — отметил глава Stack EMEA.

Проект Winter Reserve также предусматривает строительство новой резервной электростанции мощностью 350 МВт на площадке General Electric в Бирре, которая будет состоять из турбин, работающих на природном газе. Кроме того, инициатива предполагает увеличение общей ёмкости электросети и введение мер по энергосбережению в зимнее время года. В Ирландии, например, власти тоже просили крупных потребителей, включая ЦОД, запастить генераторами (в случае Amazon речь шла сразу о сотне), но об интеграции с общей энергосистемой страны не говорилось.

О строительстве дата-центров вблизи АЭС известно уже довольно давно, но создание атомного реактора под нужды ЦОД анонсируется впервые. Как сообщает DataCenter Dynamics, шведский оператор центров обработки данных, компания Bahnhof, намерена реализовать в Стокгольме малый модульный проект соответствующего назначения.

Малый модульный реактор (ММР), который готовятся построить в районе Йортхаген, будет обеспечивать электричеством не только дата-центр, но и 30 тыс. близлежащих домохозяйств, а также давать тепло для домов и офисных зданий. По оценкам руководства компании, проект можно будет реализовать уже через 10 лет. Известно, что Bahnhof имеет семь ЦОД в Швеции, а дата-центр, питание которого намерены организовать с помощью атомной энергии, уже строится.

ЦОД Bahnhof Pionen. Источник изображения: Bahnhof

Компания известна своими необычными проектами. По данным DataCenter Dynamics, именно ей принадлежит ЦОД Pionen в центре Стокгольма, построенный в бывшем правительственном бункере и использующий в качестве резервных источников питания генераторы с подводных лодок. Утверждается, что интерьер ЦОД подошёл бы в качестве декораций логова главного злодея в очередном фильме о Джеймсе Бонде. По словам Bahnhof, идея строительства ядерного реактора в столице может казаться провокационной, но вполне возможной.

Малые реакторы считаются достаточно безопасной альтернативой классическим АЭС. Такие решения обходятся относительно недорого и могут строиться в кратчайшие сроки. К тому же Швеция благосклонно относится к развитию атомной энергетики, на долю которой приходится 31 % производства энергии. Порядка 40 % поступает от ГЭС и других «зелёных» проектов.

Сегодня разработкой ММР активно занимаются американская NuScale, британская Rolls-Royce, а в Швеции компания Kärnfull Next подписала соглашение с финской Fortum для совместных исследований в этой сфере и, кроме того, сотрудничает с Hitachi. Наконец, шведские энергетики из Uniper претендуют на грант для исследования малых модульных реакторов. Эксперты считают ММР подходящим решением для питания ЦОД.

Японский IT-гигант NTT Data намерен пойти на необычный эксперимент. Как сообщает DataCenter Dynamics, компания совместно с Sekisui Chemical намеревается устанавливать лёгкие солнечные панели на стенах своих дата-центров и офисов в Японии. Демонстрационные испытания начнутся уже со следующего месяца, которые, по словам компании, станут в стране первыми в своём роде.

Если испытания пройдут успешно, компания внедрит подобные решения во всех 16 ЦОД и офисах в Японии в рамках плана по достижению углеродной нейтральности к 2030 году. Чтобы проверить работоспособность схемы, в апреле 2023 года начнётся установка перовскитных солнечных панелей плёночного типа от Sekisui, отличающихся небольшим весом. Будет проверен как метод установки, так и общая энергоэффективность системы, а также безопасность и устойчивость к ветру. Пока компании-партнёры не раскрывают, сколько энергии должны генерировать предлагаемые ими решения, но рассчитывать на то, что панели полностью покроют нужды офисов и ЦОД, не стоит.

Изображение: NEDO/NTT Data

В ходе первой фазы проекта, с апреля 2023 года по март 2024-го, панели будут установлены на стены исследовательского центра Sekisui Chemical. Не исключено, что в результате будет превышена расчётная нагрузка на стены зданий, особенно требующих модернизации. В случае успеха эксперимента, в апреле 2024 года систему попробуют применить на стенах ЦОД NTT Shinagawa TWINS Data Tower. Это позволит партнёрам оценить параметры работы панелей и установить, насколько эффективны подобные элементы в городской среде. На территории данного кампуса NTT тестирует и обслуживание ЦОД роботами.

Возможность использования перовскитных решений рассматривает и японская KDDI для использования в своих базовых станциях совместно с Enecoat Technologies. А в конце прошлого года дубайский дата-центр Moro Hub попал в Книгу рекордов Гиннесса как самый «солнечный», это крупнейший ЦОД в мире по площади, полностью питающийся от энергии солнца.

Компания Microsoft намерена распространить успешный опыт по интеграции энергохранилища дата-центра в Дублине с местными энергосетями на свои ЦОД во всём мире. Как сообщает DataCenter Dynamics, ещё в 2022 году свою эффективность доказала схема, объединяющая систему литий-ионных аккумуляторов (BESS) и интерактивные ИБП компании Eaton, которая позволяет делиться энергией с ирландской электросетью в случае необходимости. Подобные пилотные проекты уже реализуют многие операторы ЦОД вроде Google и Telia, а также операторы Deutsche Telecom и Elisa.

К 2030 году Ирландия намерена использовать в своих сетях не менее 70 % возобновляемой энергии, уже сейчас на долю ЦОД приходится порядка 10 % всего энергопотребления страны. По прогнозам экспертов, меньше, чем через 10 лет этот показатель вырастет до 30 %, что приведёт к замедлению роста рынка ЦОД в Ирландии и даже уходу некоторых игроков из-за внедрения новых правил. Применяемая Microsoft система уже сегодня особенно востребована именно здесь, где активное строительство ЦОД привело к нехватке энергетических мощностей.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

Такие «виртуальные электростанции» (Microsoft в этом деле помогала Enel X) могут эффективно использоваться в любой точке мира. Считается, что такое решение будет способствовать декарбонизации электросетей. Дело в том, что нестабильные поставки из возобновляемых источников увеличивают потребность в формировании именно аккумуляторных хранилищ. Кроме того, становится доступна и более эффективная и быстрая балансировка сетей — для передачи энергии на краткосрочный период аккумуляторные резервы намного эффективнее.

Пока неизвестно, сколько компания готова отдавать в ирландскую энергосеть. В дублинском кампусе ёмкостью 255 МВт Microsoft намерена построить дополнительные мощности — благодаря тому, что компания успела получить разрешение на строительство до введения в Дублине временных лимитов на создание ЦОД. Ожидается, что следующей на очереди станет Великобритания, где будет использовано аналогичное решение. Впрочем, есть и альтернативный подход — AWS приняла решение закупить более сотни дизель-генераторов для своих ирландских ЦОД.