Как заявили представители подающего надежды австралийского облачного провайдера ResetData, владельцам зданий стоит рассмотреть не только постепенно распространяющиеся технологии вроде обогрева помещений за счёт тепла ЦОД, но и более необычные варианты. Как сообщает The Register, собственный дата-центр в здании может стать очередным предложением для арендаторов. ResetData как раз и намеревается предлагать такие микро-ЦОД.

Компания разработала модули Hiperdrive с погружной СЖО для снижения энергопотребления и повышения теплоотдачи. Стартап дорабатывает Intel-серверы Dell таким образом, чтобы те могли работать с иммерсионным охлаждением Submer с сохранением гарантии производителя, причём у него, как сообщается, соответствующая сертификация. Как и прочие стартапы такого профиля, ResetData обеспечивает отдачу тепла на нагрев воды, в том числе для систем отопления.

Фото: Submer

Погружные системы охлаждения обычно тяжелее традиционных, иногда они чересчур тяжелы даже традиционных ЦОД. Поэтому ResetData оптимизировала конструкцию модулей и предложила размещать их в подвалах — там обычно прохладно, а рядом находятся все коммуникации, от канализации и водопровода до электричества. В компании считают, что владельцы бизнес-центров и офисных кампусов могут рассмотреть установку таких микро-ЦОД и сдавать вычислительные мощности и/или хранилища данных арендаторам.

Преимуществом размещения ЦОД в подвале будет минимальная задержка доступа к данным. Кроме того, СЖО обеспечивают высокую плотность размещения аппаратных мощностей, что позволяет даже небольшому модулю обслуживать нескольких клиентов. ResetData предлагает законченное решение на базе OpenStack или AzureStack HCI. В скором будущем ожидается поддержка решений Red Hat, Citrix и VMware. Если арендаторам понадобятся ИИ-вычисления или 3D-графика, Hyperdrive может предоставить серверы с ускорителями NVIDIA A40.

Дата-центры традиционно являются стабильным источником тепла, поэтому многие компании пытаются найти ему применение. Тем не менее, как свидетельствует доклад Uptime Institute, этому есть немало ограничений, связанных как с географическим положением дата-центров, так и с различными техническими и иными ограничениями.

В докладе сообщается о текущем состоянии проектов использования постоянно выделяемого оборудованием ЦОД тепла и упоминаются вызовы, с которыми приходится столкнуться операторам ЦОД и властям всех уровней для того, чтобы подобные схемы заработали. Это тем более важно, что современные дата-центры тратят порядка 20–30 % электроэнергии на охлаждение. При этом проблему можно было бы как минимум частично решить, применив эффективные механизмы отвода тепла.

Индустрия учитывает тренд на создание экоустойчивых систем и принятие законов, нацеленных на защиту окружающей среды, и уделяет всё больше внимания созданию оборудования и технологий, позволяющих, например, использовать избыточное тепло для обогрева жилья и других объектов. К тому же бум в сфере ИИ-систем ведёт к созданию инфраструктуры повышенной энергоёмкости. Рост плотности мощности на стойку постепенно увеличивается, при этом ожидаемо выделяется всё больше тепла.

Источник изображений: Uptime Institute

Лидером по применению «мусорного» тепла ЦОД по версии Uptime Institute является север Европы, отчасти из-за весьма умеренного климата. При этом приходится учитывать, что использование такого тепла возможно, только если рядом есть его потребители, что усложняет задачу и увеличивает издержки при передаче тепла на расстояние. При этом уровень выделения тепла и стоимость энергии в каждом случае разные и многое зависит от сезона. Поэтому строить бизнес на таких технологиях часто нецелесообразно и многие операторы предлагают подобное тепло даром, хотя его удаётся и продавать.

Правда, исследование показало, что в плане энергетики подобные системы обычно либо приносят нулевую пользу, либо и вовсе убыточны, поскольку часто приходится применять тепловые насосы и иные системы донагрева до отдачи тепла в системы отопления, что часто только увеличивает общее потребление энергии. Тем не менее, утверждается, что включение подобных решений в районные системы отопления способно снизить общее потребление энергии и выбросы парниковых газов. Лидерами по внедрению таких проектов являются Швеция, Дания, Финляндия.

Изменение мощности стойки за последние три года

По итогам опроса 2022 года перспективные системы жидкостного охлаждения применяет меньшинство компаний, но подавляющее большинство относится к ним с благосклонным вниманием и рассматривает их применение в будущем.

В ноябре сообщалось, что британское правительство заявляло об инвестициях в объёме $41,4 млн на поддержку схемы передачи избыточного тепла на западе Лондона, способной обеспечить отоплению и горячую воду для 10 тыс. домов. Компания atNorth также раскрыла планы строительства нового ЦОД близ Хельсинки, который тоже будет отдавать тепло в местную систему отопления. По оценкам Uptime Institute, всего сегодня в Европе действуют порядка 60 проектов по использованию тепла ЦОД в отоплении, ещё 6 — в Северной Америке. 11 аналогичных проектов разрабатываются или возводятся.

Новые законы, направленные на борьбу с климатическими изменениями, также способствуют распространению таких систем. Обновлённая европейская Директива по энергоэффективности (EED) регламентирует, что ЦОД от 1 МВт должны либо применять наилучшие практики повышения энергоэффективности, в том числе подключаться к системам отопления, либо доказать, что это нецелесообразно. Более того, германский закон об энергоэффективности Energieeffizienzgesetz (EnEfG) ещё жёстче, поскольку фактически обязывает ЦОД отдавать тепло. В 2026 году вновь построенные ЦОД должны будут утилизировать 10 % избыточного тепла, а в 2028 — уже 20 %. Различные законодательные нормы применяются и в других странах.

Использование систем прямого жидкостного охлаждения

В целом применяются различные схемы, от уже упомянутых до не совсем стандартных. Например, Bytesnet использует погружные СЖО, от которых забирается избыточное тепло, а финский оператор систем отопления Fortum сам определил местоположение ЦОД Microsoft, от которых он получает тепло. Одна из самых необычных схем применяется в Японии, где для охлаждения применяется снег, а талая вода потом применяется для выращивания угрей на продажу. Экономика подобных систем довольно сложна. Приходится учитывать многочисленные факторы, от потребностей местных отопительных сетей до себестоимости энергии и тепла. Впрочем, строить ЦОД с интегрированными механизмами отвода избыточного тепла часто дешевле, чем переделывать старые.

Действующий на севере Европы оператор ЦОД atNorth анонсировал создание в Финляндии дата-центра гиперскейл-уровня ёмкостью от 60 МВт. Как сообщает Datacenter Dynamics, дата-центр будет передавать «мусорное» тепло в коммунальную систему отопления.

Площадка FIN04 в финском городе Коувола, расположенная в 140 км к северо-востоку от Хельсинки, на начальном этапе будет иметь мощность 60 МВт. Как утверждают в atNorth, к моменту полного завершения строительства мощность увеличится на сотни мегаватт. Кампус рассчитан на колокейшн-клиентов, а также проекты, построенные под конкретных заказчиков-гиперскейлеров. Это уже десятый ЦОД atNorth, отделившейся от Advania в 2017 году. Теперь она приобретает и строит дата-центры при поддержке швейцарских инвесторов из Partners Group, купивших её в 2021 году.

Источник изображения: Joonas T/unsplash.com

Коувола считается ключевой площадкой для следующего проекта компании, намеренной расширяться на фоне растущего спроса на ЦОД такого класса. Сообщается, что уже ведутся переговоры с некоторыми ИИ-компаниями, гиперскейлерами и международными организациями, которым необходимы вычислительные мощности гиперскейл-уровня и которые предпочтут «релокацию» на север, чтобы способствовать декарбонизации своей работы.

Местные власти похвалили инициативу atNortn за вклад в местную циркулярную экономику, подчеркнув, что город приветствует инвестиции со стороны компаний, ответственно проводящих цифровизацию. Системой отопления города управляет компания KSS Energia, которая рада сотрудничеству с atNorth для использования в своей инфраструктуре выделяемого ЦОД тепла. Ожидается, что это послужит примером и для других компаний, намеренных добиться экоустойчивости.

Компания активно осваивает рынок Скандинавии. Не так давно atNorth приобрела два финских ЦОД FIN01 и FIN03 у своего бывшего владельца Advania в Валлиле и Эспооо. Также она анонсировала строительство в Эспоо третьего объекта на 15 МВт. Строится и ЦОД ёмкостью 30 МВт в Дании, открытие которого намечено на конец 2024 года. В июле было подписано соглашение о покупке экобезопасной энергии для строящегося «зелёного» ЦОД в Исландии, а в августе куплен шведский HPC-провайдер Gompute, владеющий мощностями на 10 МВт.

Правительство Великобритании выделило £36 млн ($44,5 млн) на модернизацию системы центрального отопления Западного Лондона. По данным Datacenter Dynamics, система позволит использовать «мусорное» тепло дата-центов для отопления до 10 тыс. домов. Летом прошлого года здесь разразился скандал, когда выяснилось, что новые проекты строительства жилья в этом районе приостановлены, поскольку ЦОД зарезервировали всю доступную на местных подстанциях мощность.

Фонд Green Heat Network Fund (GHNF) Министерства энергетики страны намерен потратить средства на создание системы, способной использовать тепло ЦОД с температурой теплоносителей от +20 до +35 °C. Реализацией проекта займётся основанная столичной мэрией корпорация Old Oak and Park Royal Development Corporation (OPDC), занятая благоустройством западного района столицы. Развитием теплосети займётся инфраструктурная компания Aecom.

Источник изображения: Giammarco Boscaro/unsplash.com

В ODPC подтвердили, что ведутся активные переговоры с двумя кампусами ЦОД, которые способны совместно генерировать 98,7 ГВт·ч тепла. В этом районе Лондона развитием ЦОД заняты Virtus, Ark Data Centres, Microsoft и Vantage — реализация проектов находится на разных стадиях. Проект охватывает более 9 тыс. домов и 250 тыс. м² коммерческой недвижимости. В рамках муниципальной программы Local Energy Accelerator (LEA) проект также получит $495 тыс. на технические консультации.

ЦОД, как утверждают организаторы проекта, обеспечивают предсказуемые объёмы поставок «низкопотенциального» тепла, которое в противном случае улетучивалось бы в атмосферу. Теперь тепло будет передаваться через сеть пластиковых труб в центры распределения энергии, где тепловые насосы помогут поднять температуру воды, которая сможет поступать через традиционные стальные трубы в новые и уже имеющиеся дома. Это первый из пяти «зелёных» проектов, на которые фонд GHNF намерен выделить суммарно порядка £65 млн ($80,4 млн).

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.

Основанная в 2019 году компания Aventuur, занимающаяся строительством сёрф-парков, объявила о намерении подогревать лагуну площадью 2,2 га в Окленде (Новая Зеландии), предназначенную для одного из таких объектов, за счёт «мусорного» тепла ЦОД. Как сообщает DataCenter Dynamics, сам дата-центр будет получать энергию от солнечной электростанции площадью 7 га.

Сёрф-парк Auckland Surf Park и ЦОД должны заработать в 2025 году. Впрочем, по данным самой компании, первый в своём роде проект пока находится лишь на стадии планирования. Разработчики сообщают, что благодаря некой специальной системе рециркуляции они смогут поддерживать температуру в лагуне на уровне +18–19 °C круглый год. Ожидается, что такие условия позволят привлечь больше туристов и отдыхающих.

Фото: Aventuur

Хотя подогревать воду в лагунах для сёрфинга пока, похоже, никто действительно не пробовал, бассейны дата-центры отапливают уже давно. Например, только в этом году соответствующий проект реализовали в Нью-Йоркском банном комплексе, а британский стартап планирует подогревать своими ЦОД бассейны по всей стране. ЦОД Aalsmeer компании NorthC подогревает плавательный бассейн в Нидерландах, а в Норвегии, Швеции и Японии тепло дата-центров направляют на рыбные фермы.

Немецкому Бундестагу пришлось отложить принятие поправок к Закону об энергоэффективности (Energy Efficiency Act) на время традиционных правительственных каникул — как сообщает издание DataCenter Dynamics, на голосование просто не явилось достаточное для формирования кворума количество депутатов. Никаких поправок внесено уже, вероятно, не будет, но голосование перенесено на сентябрь.

Новый закон устанавливает допустимые уровни PUE для дата-центров, а также регламентирует обязательную утилизацию «мусорного» тепла ЦОД. При этом имеются важные исключения из законопроекта от ноября 2022 года, иронично названного в Германской ассоциации дата-центров (GDA) «законом по предотвращению ЦОД». В GDA подчёркивают, что предпочитают стимулирующие меры строгим требованиям.

Закон об энергоэффективности предусматривает снижение Германией энергопотребления на 26,5 % к 2030 году, до показателей 15-летней давности. Евросоюз же на фоне энергетического кризиса призывает снизить общее энергопотребление к 2030 году на треть. Хотя требования к ЦОД в новой версии не такие жёсткие, по-прежнему предусмотрено обязательное использование тепла ЦОД. Это может ограничить реализацию новых проектов, а требования к уровню PUE и использованию возобновляемой энергии могут оказаться не по плечу провайдерам колекейшн-сервисов.

Источник изображения: Sigmund/unsplash.com

В первой версии законопроекта от 2022 года ЦОД должны были передавать не менее 30 % избыточного тепла другим организациям уже со следующего года, а с 2027 года — от 40 %. В некоторых случаях эти требования просто невозможно выполнить по экономическим причинам или из-за отсутствия необходимой инфраструктуры. В мае 2023 года требования скорректировали. Теперь речь идёт об отдаче только 10 % тепла с 2026 года и от 20 % — с 2028-го.

Источник: Uptime Institute

Германские операторы посчитали, что и такие требования чрезмерны, поскольку спрос не всегда будет соответствовать предложению, а в некоторых местностях системы центрального отопления для передачи им «мусорного» тепла просто отсутствуют. После переговоров с представителями бизнеса добавились исключения, позволяющие обойти требования.

Предполагается, что в окончательном варианте закона будет отменено требование размещать ЦОД не дальше 5 км от системы центрального отопления. Вместо этого все новые ЦОД должны будут иметь специальные станции передачи тепла на своей территории, а операторов систем отопления обяжут отвечать на предложение избыточного тепла в шестимесячный срок. Коммунальные службы считают такие проекты сложными и дорогими.

С 2026 года уровень PUE не должен превышать 1.2, хотя GDA отмечает, что некоторые уже одобренные проекты ЦОД не соответствуют этому требованию. Кроме того, колокейшн-провайдеры не смогу полноценно контролировать уровень PUE, поскольку их клиенты будут действовать на своё усмотрение. Наконец, закон всё ещё требует использовать 50 % возобновляемой энергии к 2024 году, и 100 % — к 2027. Исключение делается в случае получения «зелёных» сертификатов у северных соседей Германии вместо использования местной экобезопасной энергии.

ИТ-компания «Обит» построит ЦОД с комплексом вертикальных ферм на базе передовых агротехнологий на арендованном у АО «ИТМО Хайпарк» участке земли на территории города-спутника Южный (Санкт-Петербург). Дата-центр будет направлять избыточное тепло от оборудования на поддержание температурного режима для круглогодичного выращивания зелени Объем инвестиций составит около 2 млрд руб.

До конца 2023 года «Обит» намерен закончить проектирование, а после объявит тендер на стройку. Срок сдачи объекта назначен на сентябрь 2025 года, одновременно с вводом первой очереди «ИТМО Хайпарка». Для финансирования проекта помимо собственных средств «Обита» могут быть привлечены также банковское кредитование и госгарантии (участие в федеральных программах).

Под проект планируется задействовать земельный участок площадью 2 га. Кампус будет включать помещение машинных залов (1350 м², 512 стоек), административный блок с помещениями технического персонала и агротеплиц, а также площадями свободного назначения (коворкинги, лаборатории, лектории). Проектная мощность дата-центра составит 2330 кВт.

Фото: Nadine Primeau / Unsplash

«ИТМО Хайпарк» (86 га) — это совместный проект Правительства РФ, Санкт-Петербурга, ООО «Город-спутник «Южный» и Университета ИТМО. Всего с 2017 года по 2021 год на проектирование и строительство объектов кампуса и инноцентра «ИТМО Хайпарка» было выделено 9,9 млрд руб. До конца 2024 года помимо 6,8 млрд федеральных средств, городской бюджет предоставит еще 1 млрд руб. Работа идет в рамках государственной программы «Научно-технологическое развитие Российской Федерации».

Банный комплекс Bathhouse в нью-йоркском Бруклине объявил об использовании инновационных технологий для подогрева своих бассейнов. Как сообщает DataCenter Dynamics, он начал использовать «мусорное» тепло серверов, применяемых для майнинга криптовалют. Идея понравилась далеко не всем — нашлось немало причин для критики в социальных сетях.

В среду купальня объявила об использовании стоек с майнинговыми серверами, оснащёнными теплообменниками и системой циркуляции для подогрева воды. Такое нововведение было воспринято крайне неоднозначно. Если одни приветствовали его, то другие отметили то, что майнинг в целом является пустой тратой энергии, а в Нью-Йорке и вовсе вышел из моды и даже считается дурным тоном. Как шутят в соцсетях, некоторым нужно чистое, неподдельное тепло, а не «грязное», получаемое в качестве побочного продукта.

Источник изображения: Derek Story/unsplash.com

После краха биржи FTX банки США решили повременить с интеграцией криптовалют в свои финансовые системы. Более того, штат Нью-Йорк ещё год назад принял закон о запрете криптомайнинга с помощью электричества, полученного с помощью ископаемого топлива. Кроме того, по американским данным на майнинг уходит 0,9 % мировой электроэнергии, что не добавляет криптовалютам популярности среди многочисленных сторонников «зелёного» мира. Наконец, некоторые обеспокоены не экологией, а совсем другими вопросами — отдельные посетители желают знать, кто именно занимается майнингом, кто получает прибыль и стоит ли поддерживать это даже косвенно.

В Bathhouse подчёркивают, что некоторым стоит подтянуть физику — на подогрев воды с сопутствующим майнингом уйдёт, по сути, столько же энергии, сколько и просто на нагрев. Это, по мнению руководства комплексом решает проблему эффективности использования «мусорного» тепла. Схожая система уже применяется британской компанией Depp Green — микро-ЦОД для периферийных вычислений тоже подогревают бассейны. Правда, эти ЦОД используются для ИИ и машинного обучения, а не для майнинга, имеющего неоднозначную репутацию.

Принадлежащая шведскому фонду Areim компания EcoDataCentr, занимающаяся строительством и эксплуатацией экобезопасных ЦОД, намерена возвести в шведском Эстерсунде экоустойчивый дата-центр EcoDataCenter 2. Как сообщает HPC Wire, новый кампус предусматривает внедрение «циркулярной» экосистемы, и в числе прочего, обеспечит «симбиоз» с производителями еды.

Известно, что оператор уже реализовал проект EcoDataCenter 1, в рамках которого возведён «первый в мире» ЦОД, построенный полностью из дерева и при участии местной рабочей силы — его избыточное тепло используется при выпуске древесных гранул. Впрочем, теперь речь идёт о значительно более сложном «зелёном» проекте.

EcoDataCenter 2 расположится в муниципалитете Эстерсунд (Östersund) — известно, что в местных энергосетях циркулирует только электричество из возобновляемых источников. Проект позволит создать 800–1000 рабочих мест, а «зелёная» энергия, помимо прочего, позволит выращивать в этой местности нехарактерные для местного холодного климата продукты питания.

Источник изображения: EcoDataCenter

В расчёт принимается и то, какие материалы используются или применяются повторно, как организованы трудовые отношения, какая именно энергия потребляется и другие важные аспекты. Ключевым участником процесса стала компания Wa3rm, на основе идей которой будет строиться «циркулярный» бизнес, именно она будет заниматься производством продуктов питания. В компании заявляют, что проект изначально проектируется с прицелом на реализацию «циркулярной» концепции.

По словам оператора ЦОД, поскольку большая часть HPC-вычислений мало зависит от временных задержек, размещение ЦОД для таких проектов можно проектировать именно там, где будет обеспечен наиболее высокий уровень экологической эффективности систем. К 2026 году планируется ввести в эксплуатацию первую очередь проекта мощностью 20 МВт, к 2033 году он должен «разрастись» до 150 МВт. Известно, что похожие проекты, предусматривающие выращивание рыб и омаров, уже реализованы в Японии и Норвегии.