Олимпиада-2024 в Париже привлекла внимание не только зрелищными выступлениями спорстменов, но и некоторыми удачными технологическими разработками. Datacenter Knowledge сообщает, что значительную роль в этом сыграло решение, позволяющее нагревать бассейны за счёт «мусорного» тепла ЦОД.

Во время любой летней Олимпиады требуются большие энергетические ресурсы для обслуживания бассейнов. На текущей Олимпиаде в Париже главным таким объектом является Paris Olympic Aquatic Centre в Сен-Дени, который уже использует разнообразные экобезопасные решения. Тепло для подогрева воды в бассейнах поступает из открытого в 2023 году парижского ЦОД Equinix PA10. Это уже десятый дата-центр, построенный компанией во французской столице за последние 20 лет.

Источник изображения: Taiki Ishikawa/unsplash.com

Питание PA10 на 100 % компенсируется возобновляемой энергией, а сам он предлагает 5 тыс. м² места для колокейшн-клиентов (2250 серверных шкафов). ЦОД изначально задумывался и строился с прицелом на использование тепла его оборудования. В компании объявили, что бесплатно в течение 15 лет будут поставлять тепло зоне городского развития Plaine Saulnier, а также Olympic Aquatic Centre, где проходят многие олимпийские мероприятия в 2024 году. После окончания Олимпиады объект будет доступен для посещения всеми желающими. Помимо передачи тепла и «восстановления» воды, новый дата-центр имеет на крыше теплицу и улей.

PA10 будет генерировать 10 тыс. МВт∙ч тепла ежегодно, чего достаточно для обогрева более 1 тыс. домохозяйств. Контур внутренней системы охлаждения ЦОД имеет температуру 28 °C круглый год, но перед отдачей тепла наружу тепловые насосы повышают её до 65 °C. Горячая вода через теплообменник отдаётся местному оператору тепловых сетей. Если тепло никуда не передаётся, оно просто выбрасывается в атмосферу, — подчёркивают в компании. PA10 — один из нескольких проектов теплоотдачи, реализуемых Equinix.

Сейчас контракты на поставку тепла заключили три площадки, а первый такой проект был реализован в 2010 году в Хельсинки при сотрудничестве с поставщиком энергии Helen. Ещё один объект расположен в Торонто (Канада), где Equinix поставляет тепло из дата-центра TR5 IBX районной энергетической сети Markham District Energy для обогрева жилых объектов, отелей, больницы и торгового центра. Кроме того, многим местным зданиям поставляется и горячая вода. В компании заявляют, что все её новые ЦОД изначально рассчитаны на экспорт тепла — на пути к «экономике замкнутого цикла».

В целом тепло ЦОД пытаются применять по всему миру, в том числе в бассейнах и других водных объектах — от ближайшей Великобритании до, например, США. В прошлом месяце дело дошло даже до аквапарков — компания Aventuur получила разрешение на реализацию в Новой Зеландии проекта, обеспечивающего круглогодичный доступ к подогретым ближайшим ЦОД волнам.

Американская компания Aventuur получила одобрение проекта строительства в Новой Зеландии сёрфинг-парка, обогреваемого дата-центром. Как сообщает Bloomberg, новый парк обеспечит доступ любителям сёрфинга к тёплым волнам в любое время года.

Согласие на создание парка в Окленде дано Агентством по охране окружающей среды (Environmental Protection Agency). Помимо лагуны для водного спорта и ЦОД, оператором которого выступает Spark New Zealand, здесь же будет располагаться и солнечная электростанция для питания самого дата-центра и прочей инфраструктуры. Разрешение выдано новозеландской компании AW Holdings 2021, на 68 % принадлежащей Aventuur и на 25 % — местному девелоперу Mark Francis.

Источник изображения: Aventuur

Согласно оценкам, на строительство и развитие проекта уйдёт NZ$374 млн ($229 млн), а общий экономический эффект для Окленда оценивается в NZ$630 млн ($384 млн) в течение шести лет. Основанная в 2019 году Aventuur намерена строить аналогичные аквапарки по всему миру. Так, компанию уже выбрали для строительства сёрфинг-парка в Перте. Также у компании есть эксклюзивные права на внедрение ряда технологий в Северной Америке и Сингапуре.

Проект в Окленде реализуют на территории площадью 43 га к северу от города, там же будет расположен центр для тренеров, инфраструктура для посетителей и другие объекты. Солнечная электростанция площадью 7 га будет отвечать за питание прилежащих объектов, включая сам дата-центр, строительство которого планируется реализовать в несколько этапов до достижения ёмкость 40 МВт.

По мере роста энергопотребления ЦОД развиваются и решения, способные компенсировать ущерб окружающей среде. Network World сообщает, что компании Hewlett Packard Enterprise (HPE) и датская Danfoss запустили серию усовершенствованных модульных дата-центров, позволяющих использовать тепло, генерируемое в процессе их работы, в любых целях. За основу была взята система утилизации «мусорного» тепла, применяемая в штаб-квартире Danfoss в Дании.

По данным Международного энергетического агентства (IEA), к 2026 году ИИ-индустрия будет потреблять на порядок больше электроэнергии, чем в 2023 году. Дата-центры всегда вырабатывали много тепла, причём по мере роста вычислительных мощностей растёт и отдача тепловой энергии. Поэтому HPE и датская инжиниринговая компания Danfoss создали готовое решение в рамках HPE IT Sustainability Services — модульную систему Data Center Heat Recovery.

Решение включает модульный дата-центр HPE (Modular Data Center) — компактный контейнер с высокой плотностью размещения оборудования с прямым жидкостным охлаждением, который, как заявляют в HPE, может быть развёрнут практически везде и позволит снизить общее потребление энергии на 20 %. Danfoss же предоставила модули отбора тепла для его передачи ближайшим зданиям и промышленным объектам. Безмасляные компрессоры Turbocor повышают эффективность систем охлаждения ЦОД при оптимистичном сценарии на целых 30 %.

Источник изображения: Danfoss

Выгода для пользователей очевидна, говорят компании, поскольку захваченное тепло позволяет не генерировать его специально. В HPE даже предложили измерять сэкономленное тепло в «негаваттах», т.к. затраты на его генерацию в данном случае отрицательны. С учётом огромных объёмов потребляемого ЦОД электричества, экономия 30 % энергии может стать существенной.

Впрочем, технология имеет определённые ограничения и пригодится не всем. Если обогревать окружающие здания нет необходимости, то никакой экономии энергии и не будет. Подобные технологии уже активно применяют как в Северной Америке, так и в Европе и других регионах. Особенно эффективны они в странах с прохладным климатом. Впрочем, такие системы пока довольно дороги, а иногда и вовсе не имеют смысла по целому ряду причин, в том числе экономических.

Оператор ЦОД Equinix запускает программу передачи тепла сети дата-центров IBX в системы центрального отопления и сейчас находится в поисках партнёров, готовых принять это тепло. По данным Datacenter Dynamics, компания предлагает принять участие в проекте властям муниципалитетов, энергетическим компаниям и также операторам теплосетей в рамках программы Equinix Heat Export.

Как заявляют в Equinix, практически полезную передачу тепла возможно организовать только при сотрудничестве с операторами инфраструктуры, поставщиками энергии и местными властями — всё во имя блага людей и планеты, говорит компания. Впрочем, истинной причиной появления столь масштабной программы являются скорее законодательные инициативы в области экологии и устойчивого развития. К тому же ЦОД сейчас становятся всё более энергоёмкими и горячими из-за активного внедрения ИИ. Equinix заявила, что уже реализовала некоторые схожие проекты в области отопления во Франции, Финляндии, Германии, Ирландии, Швейцарии и Канаде.

Источник изображения: Equinix

Уже в следующем месяце Equinix начнёт экспортировать тепло из парижского ЦОД PA10, которое, в частности, направят в Олимпийский водный центр. В Канаде (Торонто) тепло ЦОД TR5 распределяется между многочисленными жилыми зданиями, а также ближайшей гостиницей, университетом и местным торговым центром. Кроме того, круглый год ЦОД обеспечивает многочисленные здания горячей водой при посредничестве партнёра Markham District Energy.

Системы рекуперации и утилизации избыточного тепла применяют atNorth, Google, Apple, Microsoft, Green Mountain, Amazon, JD.com, VodafoneZiggo, Penta Infra, nLighten, Digital Realty, Stack, Elisa и другие бизнесы, прямо или косвенно относящиеся к рынку дата-центров. Например, всё чаще тепло ЦОД используется для обогрева бассейнов, бань и даже аквапарков.

По данным Bloomberg, Google намерена потратить на расширение основного дата-центра в Финляндии €1 млрд ($1,1 млрд) — преимуществом ЦОД является его лёгкий доступ к «зелёной» энергии. Расширение позволит на четверть увеличить штат, наняв ещё 500 человек в этом и следующем годах.

ЦОД расположен в городе Хамина на южном побережье Финляндии. В регионе хорошо налажены поставки возобновляемой энергии, что вполне соответствует цели компании по полному переходу офисов и дата-центров на «зелёную» энергетику до конца текущего десятилетия.

IT-гигант развивает и сотрудничество с местной коммунальной компанией — тепло от работы ЦОД будет передаваться в местную систему отопления. Технология районного центрального отопления весьма популярна в этой части севера Европы. Если проект успешно реализуют, это будет способствовать и будущим инвестициям. По словам представителя Google, со временем новые площадки, возможно, будут строиться в местах, где легче использовать «мусорное» тепло дата-центров. В ходе пилотного проекта тепло коммунальной компании Haminan Energia Oy будет поставляться бесплатно.

Источник изображения: rivage/unsplash.com

Google — не первая технологическая компания, предлагающая тепло своих ЦОД местным поставщикам тепла в северных широтах. Например, Microsoft намерена обогреть теплом ЦОД в Дании до 6 тыс. домов. С той же целью тепло нескольких ЦОД применяется и в Стокгольме. При этом финский дата-центр Yandex почти восемь лет назад начал отапливать дома жителей Мянтсяля.

Кампус ЦОД ёмкостью 386 МВт и стоимостью около £3 млрд ($3,8 млрд), строительство которого планируется в графстве Линкольншир (Великобритания), должен стать источником тепла для не только для районной системы отопления, но и для подсобного тепличного хозяйства, передаёт Datacenter Dynamics.

Согласно заявке, строительство кампуса Humber Tech Park предполагается в поселении Южный Киллингхолм. Компания намерена получить разрешение на строительство объекта из трёх зданий общей площадью 278 тыс. м². ЦОД подойдёт для размещения ИИ-систем, хотя о том, какое именно оборудование будет использовано, пока не сообщается. На территории кампуса будет построена и новая электроподстанция для обеспечения потребностей оборудования и инфраструктуры в энергии.

Источник изображения: Markus Spiske/unsplash.com

Проект предполагает несколько вариантов утилизации «мусорного» тепла для повышения экологичности. Предложено уже традиционное подключение к локальной отопительной системе. Но план предусматривает и постройку комплекса теплиц площадью 27 тыс. м² для выращивания помидор. Ожидается, что подсобное хозяйство будет приносить до £3,5 млн ($4,43 млн) ежегодно. Тепло ЦОД в последние годы часто применяется для выращивания водорослей, овощей и рыбы, поэтому британский проект стал лишь одним из многих подобного типа.

Тепло расположенного в Бохуме (Германия) ЦОД планируется хранить в заброшенной шахте и в дальнейшем использовать в районной системе отопления. По данным Datacenter Dynamics, проект местного Рурского университета призван продемонстрировать потенциал теплоаккумулятора Mine Thermal Energy Storage (MTES). Проект финансируется в рамках поддерживаемой Евросоюзом схемы PUSH-IT, рассматривающей подземные объекты в качестве экоустойчивых хранилищ энергии.

Университет управляет собственной теплоэлектростанцией с 2019 года. Станция имеет два комбинированных тепловых/электрических модуля общей мощностью 9 МВт и три газовых котла с общей теплоотдачей 105 МВт. ТЭС не только обогревает университетский кампус, но обеспечивает энергией 5 тыс. квартир, 760 частных домов и 115 промышленных зданий. Оператором выступает Unique Wärme — совместное предприятие университета и коммунальной компании Stadtwerke Bochum, частично принадлежащей местным властям.

Источник изображения: Robert Thiemann/unsplash.com

При этом энергомодули расположены непосредственно над шахтой Мансфельд (Mansfeld) глубиной до 120 м, которая была закрыта в 1963 году. MTES позволит летом отправлять избыточное тепло дата-центра и других технических объектов университета в подземные глубины с помощью тепловых насосов. Там оно будет храниться в скважинах, откуда его по мере необходимости можно возвращать в систему отопления, когда спрос особенно высок, т.е. зимой.

MTES, как ожидается, может увеличить использование источников возобновляемой энергии и сгладить пиковые нагрузки в системе отопления в зимние месяцы. Это, в частности, приведёт к снижению углеродных выбросов и стоимости эксплуатации. По данным координаторов PUSH-IT, MTES пока находится на стадии разработки, а создание экспериментальных скважин предусмотрено осенью.

Похожий проект разрабатывается в стенах Эдинбургского университета, где «мусорное» тепло суперкомпьютерного ЦОД также предлагается сохранять в старой шахте до того, как использовать его для отопления местных домов. Такая схема позволит обогревать не менее 5 тыс. домов, если расчёты учёных подтвердятся. Впрочем, воду из подземных выработок можно использовать и просто для охлаждения дата-центров.

Французский оператор дата-центров Data4 совместно с Университетом Париж-Сакле (University of Paris-Saclay) работает над созданием прототипа установки, позволяющей использовать «мусорное» тепло ЦОД для генерации возобновляемой энергии. По данным Computer Weekly, получать её будут не напрямую, а с соблюдением «зелёной» повестки — из выращиваемой биомассы.

В последнее время операторы нередко используют тепло ЦОД для обогрева бассейнов или теплиц и, например, разведения рыб и отопления домов. Но Data4 с партнёрами ищут альтернативу в формате «циркулярной экономики». Уже подписано соглашение о сотрудничестве, в рамках которого будут проводиться эксперименты с переработкой углекислого газа путём выращивания водорослей. Исследование показало, что захват CO₂ в этом случае может быть в 20 раз эффективнее, чем у деревьев.

Полученная биомасса будет применяться для источников «циркулярной» энергии, а также производства продуктов для различных отраслей промышленности. Новый проект, по словам организаторов, является ответом на необходимость утилизации тепла дата-центров. Прототип решения успешно функционирует, так что оператор намерен вывести его на индустриальный уровень. Проект, как ожидается, поможет улучшить продовольственную и энергетическую безопасность региона. Однако это потребует системного подхода и сотрудничества всех игроков в регионе Эссон, где действует Data4.

Источник изображения: Zach Dyson/unsplash.com

Попытки конвертировать отходы в топливо и полезные продукты предпринимаются регулярно. В декабре 2023 года появилась новость о намерении Microsoft обеспечить питание ЦОД в Сан-Хосе, используя биогаз.

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.

Провайдер облачных услуг Civo сообщил о сотрудничестве с компанией Heata с целью обеспечения горячей водой домов в Великобритании за счёт отвода тепла от размещённых локально серверов, подключённых к системам отопления. Heata позиционирует себя как разработчик инновационной экологически чистой распределённой вычислительной сети, которая использует «мусорное» тепло, генерируемое при обработке вычислительных нагрузок, для нагрева воды.

Компании планируют запустить совместный пилотный проект, в рамках которого клиентам Civo будет предоставлена возможность опробовать облачные нагрузки в сети Heata. Компании заявили, что это позволит клиентам Civo обеспечить тех, кто столкнулся с нехваткой топлива, бесплатной горячей водой.

Источник изображения: Heata

Компактные серверы Heata (36 × 28 см) устанавливаются на внутридомовых бойлерах. Заказчики платят Heata за обработку своих облачных нагрузок на этих серверах (в пакетном режиме), а отводимое от них тепло используется для нагрева воды в бойлере. Работа системы увязана с существующими системами отопления. Бойлеры были протестированы в сотрудничестве с British Gas. Один такой блок позволяет сократить выбросы углекислого газа на 1 т в год.

В настоящее время Heata вместе с Innovate UK занимается определением домов, где будет установлено вычислительное оборудование. Концепция «цифровых бойлеров» не нова. Наиболее известна такими решениями компания Qarnot из Франции, которая недавно привлекла €35 млн инвестиций. А вот компания Nerdalize, занимавшаяся производством «вычислительных» радиаторов, обанкротилась в 2019 году.