Google раскрыла объёмы потребления воды своих ЦОД. На этот шаг компания пошла после судебного процесса между местной газетой The Oregonian и властями Даллеса (штат Орегон), которые пытались сохранить данную информацию в секрете. В прошлом году The Oregonian затребовала данные о водопотреблении у Google, но не получила их и обратилась к городским властям. Муниципалитет отказался предоставлять эту информацию, объявив её коммерческой тайной, после чего газета подала к нему иск. В итоге городским властям пришлось пойти на попятную.

Выяснилось, что в течение 2021 года на объектах поисковой компании в Даллесе было израсходовано около 1,2 млрд л воды, что гораздо меньше по сравнению с 3,8 млрд л, израсходованными инфраструктурой ЦОД Google в Каунсил-Блаффсе (штат Айова). В целом в 2021 году потребление воды на объектах Google в США составило 12,4 млрд л, а за пределами США — 4,4 млрд л. Сама компания считает, что это не так уж и много, утверждая, что общее годовое потребление воды её дата-центрами сопоставимо с расходом воды на обслуживание 29 полей для гольфа на юго-западе США.

Google уточнила, что речь идёт о питьевой воде и указанные объёмы не включают воду из других источников, например, морскую воду. По данным The Oregonian, потребление воды ЦОД Google в Даллесе почти утроилось за последние пять лет и теперь составляет более четверти всего объёма воды, используемой в городе. Эти цифры будут расти, поскольку компания планирует построить в городе ещё два ЦОД. Следует также отметить, что Даллес находится в засушливом регионе и здесь наблюдается пик многолетней засухи.

Изображение: Google

Исполнительный директор некоммерческой правозащитной группы WaterWatch Джон ДеВоу (John DeVoe) заявил, что увеличение потребления ЦОД воды в два или три раза в течение следующего десятилетия может иметь серьёзные последствия для обитателей водоёмов и других водопользователей в районе Даллеса. Он отметил, что потребление воды в городе удвоилось с 2002 по 2021 год, что поставило под угрозу протекающую здесь реку и отдельные виды обитающих в ней рыб. ДеВоу уточнил, что на долю Google приходится до 29 % всего городского потребления воды.

В свою очередь, Google и городские власти заявили, что заключённый контракт учитывает потребности города в воде и что компания обязуется выделить $28,5 млн на модернизацию систем поставки воды. Кроме того, она передала городу права на использование воды на своих промышленных землях в обмен на большее количество воды из городских резервуаров. Город обязался предоставить Google больше воды для новых ЦОД, начав перекачку не использовавшихся ранее подземных вод.

Понимая, что у общественности растёт обеспокоенность по поводу значительных объёмов расхода воды ЦОД, технологические компании весьма неохотно делятся такой информацией. Согласно исследованию Uptime Institute, лишь около половины компаний сообщает об использовании воды или выбросах углекислого газа в ЦОД.

На мероприятии 7×24 Exchange Fall Conference Meta✴ поделилась секретами сбережения воды при эксплуатации дата-центров. Компания повысила температуру в серверных до +32,2 °C, а влажность, наоборот, снизила — до 13 %. Ожидается, что это позволит сэкономить миллиарды литров воды ежегодно. Попутно компания также внедряет передовую систему обработки и фильтрации воды, а в перспективе Meta✴ намерена «восстанавливать» больше воды для окружающей среды, чем потребляет.

Для оптимизации работы собственных площадок Meta✴ прибегла к эксперименту — на половине территории некоторых ЦОД задавались различные значения температуры и влажности, после чего оценивались и сравнивались различные показатели, включая, например, процент отказов оборудования. Делается это всё ради уменьшение затрат энергии и воды на охлаждение. Поскольку у Meta✴ площадь ЦОД составляет более 3,7 млн м², даже небольшие улучшения ведут к большой экономии.

Источник изображения: Erda Estremera/unsplash.com

Это не первое повышение температуры и понижение влажности в дата-центрах компании. Ранее Meta✴ увеличила температуру до +29,4 °C, а влажность вообще планировалось поддерживать на уровне 20–30 %. Однако практические испытания показали, что оборудованию достаточно комфортно в новых условиях, и нет проблем, например, со статическими разрядами. Изначально все эти меры были предприняты для снижения энергопотребления, но они заодно помогают экономить и воду.

Также в компании обновили процессы промышленной обработки воды, используемой в ЦОД — от фильтрации до «смягчения». Одним из важных изменений стал процесс оптимизации т.н. «обратной промывки» загрязнённых фильтров — в Meta✴ смогли организовать его таким образом, что фильтрационные системы стали использовать намного меньше воды. Помогла и оптимизация процесса смягчения воды в некоторых ЦОД.

Источник изображения: Stephen Dawson/unsplash.com

Всего компания использовала 2,57 млрд литров воды в 2021 году, но водные затраты на электроэнергию составили ещё 3,31 млрд литров. Проекты по восстановлению воды позволили «компенсировать» 2,33 млрд литров, а новые технологии, как ожидается, в перспективе обеспечат «возврат» более 3,2 млрд литров воды ежегодно, так что в Meta✴ рассчитывают стать «водно-положительной» к 2030 году — заявление сделали после критики нового ЦОД в одном из засушливых штатов США.

Как сообщает DataCenter Dynamics, американская продовольственная компания Cargill разработала жидкость NatureCool 2000 для погружных СЖО, которая является более экологичной альтернативой для составов, полученных в результате перегонки углеводородов, поскольку на 90 % состоит из растительных масел. Разработчики подчёркивают, что, поскольку она получена из растений с естественным образом «связанным» углеродом, её можно назвать углеродно-нейтральной. Кроме того, новинка является биоразлагаемой.

Источник изображения: Robert Anderson/unsplash.com

При этом показатели NatureCool 2000 не только не уступают самым передовым синтетическим альтернативам, но и превосходят их по теплоотдаче на 10 %. Кроме того, жидкость соответствует всем необходимым стандартам безопасности. В частности, говорится о том, что температура вспышки составляет 325°C, а сама жидкость гаснет после устранения источника высокой температуры, тогда как традиционные синтетические жидкости в этом случае могут продолжать гореть.

Источник: Cargill

Известно, что Cargill уже присоединилась к инициативе Open Compute Project, причём члены команды продовольственной компании принимают активное участие в развитии спецификаций погружных СЖО. Cargill постепенно осваивает нишу продуктов для ЦОД, хотя пока подобный профиль деятельности не является основным для компании.

Как выяснили СМИ Нидерландов, в 2021 году местный кластер дата-центров Microsoft потребовал намного больше воды, чем обещали до его строительства власти и сам техногигант. Как сообщает Data Center Dynamics, ранее говорилось, что ежегодный расход составит 12–20 тыс. м3, однако оказалось, что только в 2021 году объекты компании потребляли 84 тыс. м3.

Предполагается, что в текущем году объект Microsoft в Холландс-Крон (Hollands Kroon) истратит ещё больше воды из-за засухи. Хотя проект в своё время встретил противодействие со стороны местных фермеров, строительство новых ЦОД было всё же одобрено в 2021 году рядом с уже существующим объектом. Здесь же расположены и мощности Google, тоже потребляющие огромные объёмы воды.

Обычно ЦОД Microsoft довольствуются для охлаждения забортным воздухом, но когда температура превышает +25 °C, вынуждены использовать воду. В 2021 году такое случалось лишь несколько раз, однако расход воды всё равно оказался в разы выше заявленного: 75 тыс. м³ ушло на охлаждение и ещё 9 тыс. м³ — на «другие нужды». Всего расположенные в окрестностях 28 ЦОД Microsoft, Google и других компаний суммарно потребили 550 тыс. м³, т.е. 0,5 % от общего объёма поставок питьевой воды. В этом году ситуация, как ожидается, будет значительно хуже.

Источник изображения: E Mens/unsplash.com

В июне совет Холландс-Крон объявил о приостановке строительства новых ЦОД в районе. Хотя девятимесячный мораторий на строительство ЦОД пока действует по всей стране, Холландс-Крон попал в число двух исключений из общего правила для гиперскейлеров, поэтому ограничения пришлось вносить самому совету. Второй «исключительный» проект планировала реализовать Meta✴ в Зееволде, но в прошлом месяце компания окончательно отказалась от его реализации, в том числе из-за активных протестов местного населения.

Ранее Microsoft под давлением местных фермеров пообещала, что будет собирать дождевую воду для использования в системах охлаждения. Однако идея пока не пошла дальше проекта и пока неизвестно приблизительно, когда начнётся хотя бы тестовый период. Кроме того, в США компания собиралась построить установку для очистки сточных вод своих дата-центров. Microsoft обещала стать «водно-положительной» к 2030 году, схожее обещание сделано и Google.

Дизель-генератор — неотъемлемая часть подсистемы резервного питания любого серьёзного ЦОД, но по природе своей он не может похвастаться нейтральностью выхлопа. Многие ищут традиционным генераторам замену, и в их числе Microsoft. На днях компания сообщила, что ей удалось достичь важной вехи в освоении водородных топливных элементов, которые, по замыслу Microsoft, и должны заменить традиционные дизель-генераторы в принадлежащих ей центрах обработки данных.

Компания начала тестирование новой генераторной станции мощностью 3 МВт, построенной на базе топливных ячеек с протонообменной мембраной (PEM). Она способна обеспечивать питание 10 тыс. серверов. С топливными элементами компания экспериментирует давно, ещё с 2013 года, но более ранние разработки использовали природный газ и не по факту не являлись такими уж экологичными.

Тестовая станция мощностью 3 мВт. Источник: Microsoft/John Brecher

Разработать водородные PEM-ячейки компании удалось в сотрудничестве с Plug Power. В течение нескольких недель июня компании совместно протестировали прототип генератора нового поколения. Новая система, выбрасывающая в атмосферу лишь нагретый водяной пар, сработала успешно, так что Plug Power уже работает над созданием коммерческой версии системы.

Протонообменная мембрана: конструкция и принцип действия. Источник: Encyclopedia Britannica

Первый же экземпляр будет установлен научно-исследовательском центре Microsoft, но пока конкретных сроков пока озвучено не было. У IT-гиганта большие надежды на подобные технологии: к 2030 году компания планирует обновить системы резервного питания во всех своих ЦОД.

В работе система выделяет только горячий водяной пар. Источник: Microsoft/John Brecher

Правда, в полной экологичности водородных топливных элементов есть сомнения: работают они без вредных выбросов, но само их производство может оказаться далеко не таким чистым, как эксплуатация. Тем не менее, администрация США одобрила план стоимостью $8 млрд по развитию производства водорода в рамках программы альтернатив ископаемому топливу. В Европе есть аналогичные инициативы — как совсем скромные (€2,5 млн), так и весьма крупные (€1 млрд).

Группа Climate Neutral Data Centre Pact (CNDCP), объединяющая 90 % европейских операторов ЦОД, предложила добровольно снизить потребление воды до 400 мл на 1 кВт·ч к 2040 году и добиться углеродной нейтральности намного раньше 2050 года. Соответствующая цель уже поставлена ЕС, но операторы намерены добиваться её без законодательного принуждения и с опережением графика, — сообщает Data Center Dynamics.

Хотя использование воды способно оказать значительное влияние на экологию, этот фактор часто недооценивают, учитывая только расход энергии. При этом многие ЦОД активно используют воду для охлаждения оборудования, благодаря чему снижается расход всё той же энергии, но растут затраты самой жидкости, что имеет критическое значение для некоторых регионов.

Группу CNDCP сформировали в 2021 году с намерением достичь углеродной нейтральности европейских ЦОД к 2030 году, а также обеспечить достойный ответ прочим экологическим вызовам, в том числе снизить расход воды. Для оценки эффективности использования воды используется коэффициент WUE, который отражает расход воды на каждый затраченный киловатт·час электричества. Например, исследование 2016 года показало, что на тот момент WUE для ЦОД в США составлял в среднем 1,8 л/кВт·ч.

Источник изображения: Christian Lue/unsplash.com

Цели поставлены с учётом жизненного цикла уже действующих систем охлаждения, поскольку их немедленная массовая замена может принести больше вреда, чем пользы из-за ущерба экологии в процессе производства самих систем. Поэтому в CNDCP заявили, что все 74 оператора ЦОД, участвовавшие в заключении пакта, добьются потребления не более 400 мл/кВт·ч только к 2040 году. Такой показатель вывели с учётом разницы технологий, климатических и иных условий, характерных для тех или иных ЦОД.

Источник изображения: Google

Отдельные участники рынка уже заявили о намерении добиться положительного водного баланса для своих дата-центров — ЦОД будут отдавать больше чистой воды, чем потреблять. Так, Meta✴ и Microsoft планируют добиться этой цели к 2030 году. Последняя также начала устанавливать станции для очистки сточных вод ЦОД. А вот Google отметилась тем, что пыталась всеми возможными способами скрыть расход воды своими дата-центрами даже от властей.

Помимо ограничения расхода воды, подписанты CNDCP предложили ввести и другие цели для дата-центров. Например, уже сформированы две рабочие группы для подготовки к переходу на «циркулярную экономику» со вторичным использованием материалов и переработкой различных ресурсов. В частном порядке аналогичную инициативу уже несколько лет развивает Microsoft в рамках проекта Circular Center.

Жители Северной Вирджинии всё более и более недовольны распространению дата-центров гиперскейл-класса и готовы активно противостоять их строительству. По данным DataCenter Dynamics, вслед за жителями округа Принс-Уильям (Prince William), жалующихся на невыносимый уровень шума ЦОД Amazon, обитатели округа Фокир (Fauquier) потребовали от властей запретить строительство дата-центра той же компании, которая за последний десяток лет вложила в местные ЦОД более $35 млрд.

Примечательно, что Северная Вирджиния десятилетиями является едва ли не крупнейшим хабом для строительства дата-центров в мире, последовательно привлекающим новые компании, объекты и инвестиции. Изначально ЦОД концентрировались преимущественно в округе Лаудон, а теперь распространяются на территорию округов Калпепер (Culpeper), Фокир и Принс-Уильям, жители которых начали вести организованную борьбу с инициативами IT-гигантов и местных властей.

Фото: Taylor Vick / Unsplash.com

В наиболее «пострадавшем» округе Лаудон предложили новые правила зонирования для дата-центров, определяющих, где будущие ЦОД можно строить так, чтобы не побеспокоить местных жителей. Кроме того, предложено пересмотреть экологические стандарты строительства и допустимого уровня шума. Ожидается, что в определённых местах будет прекращено и одобрение строительства ЦОД в ускоренном порядке.

Жители округа Калпепер подали в суд, требуя аннулировать разрешение на перезонирование и развитие ЦОД Amazon. В округе Фокир Amazon уже купила более 16 га земли, подала заявку на строительство нового дата-центра и договорилась с местной энергосбытовой компанией Dominion Energy. Изначально местные жители протестовали против строительства 230-кВ линий электропередач над их домами, но потом поняли, что они вообще не понадобятся, если дата-центра не будет.

Местных жителей беспокоит не только экология и комфортность окружающей среды, но и экономика — скупка земли для ЦОД поднимает её цены. Кроме того, всё чаще задаётся вопрос, почему налоги для жителей не падают по мере развития дата-центров. О полном отказе от ЦОД речь не идёт, поскольку они обеспечивают около трети местных налоговых поступлений.

Как сообщает портал Data Center Dynamics, домовладельцы и гражданские активисты округа Принс-Уильям (Prince William County) в Северной Вирджинии (США), пожаловались на «катастрофический» шум, издаваемый местными ЦОД.

Шум доносится из принадлежащих Amazon дата-центров, расположенных на территории кампуса Tanner Way. Сейчас техногигант ведёт строительство в городе Манассасе, но речь идёт не о шуме стройки. По словам активистов, непрекращающийся шум вызван работой систем воздушного охлаждения на крышах ЦОД, создающих неблагоприятную среду обитания для жильцов района Great Oak, состоящего из 291 домохозяйства.

Источник изображения: Elyas Pasban/unsplash.com

Круглый стол ассоциации домовладельцев округа совместно с ассоциацией города Манассас направили жёсткую жалобу в Наблюдательный совет округа, сообщив о «чрезвычайном промышленном шуме», продолжающемся круглосуточно и без выходных, никаких мер по устранению которого не принимается. По словам местных активистов, шум загрязняет окрестности непрерывно, чему есть аудио- и видеодоказательства.

От наблюдательного совета требуют найти решение проблемы. Активисты напоминают о прецедентах — аналогичные жалобы в Аризоне в 2018 году привели к прекращению развития ЦОД в регионе решением местных властей. По данным активистов, пока руководство совета не смогло напрямую решить проблему с ЦОД, и теперь жители требуют приостановки разрешений на работу дата-центров в округе Принс-Уильям до тех пор, пока проблема не будет устранена.

Основная беда в том, что Наблюдательный совет округа намеренно исключил шум от промышленных кондиционеров из правил 1989 года, в соответствии с которыми и строились дата-центры, в результате чего округ потерял законную возможность контролировать работу ЦОД в этом отношении, независимо от того, какой громкости звук издают объекты. Местные жители жалуются на проблемы как с собственным здоровьем, так и с состоянием домашних питомцев.

Благодаря местным регуляциям Северная Вирджиния крайне привлекательна для строителей и операторов дата-центров. Текущая ёмкость ЦОД в штате составляет порядка 1,7 ГВт, а через два года, как ожидается, она достигнет 2 ГВт. И это самый крупный в мире рынок ЦОД. Для сравнения — суммарная ёмкость сразу четырёх европейских рынков FLAP только-только добралась до 2 ГВт. Та же Amazon за последний десяток лет вложила в постройку дата-центров в Северной Вирджинии более $35 млрд.

Системы резервного питания ЦОД включают в себя не только дизель-генераторы, но и массивы резервных батарей достаточно серьёзной ёмкости (а иногда и только аккумуляторы), которые большую часть времени простаивают. Microsoft и Eaton считают, что такой подход нерационален, особенно в рамках курса на снижение углеродного следа и повышение эффективности энергосетей.

Компании объявили о сотрудничестве с целью постепенного оснащение ЦОД Microsoft нового поколения системами резервного питания, способными взаимодействовать с «умной» энергосетью и при некоторых условиях даже отдавать в неё запасённую в батареях энергию. В основе лежит разработанная Eaton технология EnergyAware UPS.

Контроллер Eaton EnergyAware. Источник: Eaton

Компании сотрудничают не первый год: ранее Eaton выбрала в качестве предпочитаемой облачной платформы Microsoft Azure, где развернула поддержку своих решений, включая мощные «умные» прерыватели питания. В прошлом году компании опубликовали исследование, в котором рассмотрена потенциальная роль ЦОД с интерактивными подсистемами питания в «зелёной энергетике». Теперь же от слов партнёры перешли к делу.

Между компаниями заключено стратегическое соглашение «о цифровой трансформации и переходе на возобновляемую энергетику» (digital transformation, sustainability and the energy transition), плодом которого станет оснащение центров обработки данных Microsoft соответствующими подсистемами питания, разработанными Eaton, и способными гибко взаимодействовать с внешней энергосетью, функционируя не только в качестве потребителя.

Источник: Eaton

В концепции композитной «умной» самобалансирующейся энергосети ЦОД, оснащённый оборудованием Eaton, сможет выступать в качестве полноправного участника, и при необходимости не только забирать из неё энергию, но и отдавать, компенсируя суточное или погодное падение выработки другими «зелёными» источниками, а заодно и получать от этого некоторую выгоду. Сама Eaton приводит некоторые цифры в описании технологии: нагруженный на 50% UPS EnergyAware мощностью 1 МВт может принести от $35 тыс. в год.

Это не единственный случай интеграции ИБП дата-центров в энергосети — аналогичные пилотные проекты есть у Google и Telia. Согласно исследованию Omdia, к внедрению такого подхода готово всё больше операторов ЦОД. Впрочем, есть и обратные примеры. Так, для изоляции собственного массива батарей Tesla MegaPack от местной энергосети оператору Switch в своё время пришлось получать специальное разрешение.

Компания Microsoft подала заявку на строительство специального объекта Circular Center в городке Куинси штата Вашингтон. После ввода в эксплуатацию здесь планируется перерабатывать старые серверы и компьютеры. Городские власти пошли навстречу компании, подтвердив, что проект не должен оказать значительно негативного влияния на окружающую среду.

Проект MWH90 CC предусматривает строительство здания площадью 1905 м² для переработки бывших в эксплуатации компьютеров, серверов и комплектующих. Для этого в Куинси будет расширен и доработан кампус компании, на территории которого уже имеется функционирующий ЦОД.

К 2025 году Microsoft планирует перерабатывать 90 % своего облачного оборудования, а к 2030 году этот показатель должен достигнуть 100 %. При этом в докладе за прошлый год упомянуто, что расширение инфраструктуры ЦОД и продажи Xbox привели к росту выбросов класса Scope 3 на 23 % — такие выбросы не являются прямым результатом деятельности компании, но она своей деятельностью косвенно влияет на их объёмы.

Новый Circular Center будет очередным из специальных центров, строительство которых началось в 2020 году. В переработку там идут облачные серверы и прочее оборудование, причём некоторые компоненты могут быть использованы заново, перепроданы или перепрофилированы для использования в иных целях. Например, отдельные части могут использоваться даже в электронных игрушках и игровых системах.

Изображение: ITRenew

В 2020 году работу начали три Circular Center в Амстердаме, Дублине и американском Бойдтоне. В компании утверждают, что она уже получила возможность заново использовать 83 % критически важных комплектующих, снизив выбросы на 145 тыс. т. В обозримом будущем планируется строительство ещё нескольких центров аналогичного назначения по всему миру — от США до ЕС и Австралии.

Прочие облачные компании, включая Google, Oracle и AWS реализуют похожие проекты, причём часть бывших в употреблении комплектующих используется в инфраструктуре самих компаний, а часть продаётся на вторичном рынке. Так, только Google и только в 2020 году продала 8,2 млн уже использовавшихся компонентов. А ITRenew, известный игрок на рынке утилизации оборудования гиперскейлеров, предлагает б/у серверы для микро-ЦОД и даже для отопления. Похожие решения есть и у Qarnot.

Ранее сообщалось, что у Microsoft довольно необычный подход к защите природы. В январе появилась информация, что компания намерена вырубить более 2500 деревьев в Техасе для строительства дата-центра. В качестве компенсации компания обещала высадить более 800 новых и заплатить в фонд защиты деревьев около $1,5 млн.