本文來(lái)自微信公眾號(hào)“數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理”。
近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心面臨著對(duì)環(huán)境影響的審查。評(píng)估其影響，以找到減少環(huán)境破壞的方法。
在國(guó)際能源署和聯(lián)合國(guó)等組織的壓力下，許多人認(rèn)為數(shù)據(jù)中心可以通過(guò)采取行動(dòng)減少環(huán)境影響來(lái)發(fā)揮作用。
全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心使用了大量的能源和資源來(lái)驅(qū)動(dòng)耗電的服務(wù)器，但與此同時(shí)，全球?qū)?shù)據(jù)中心服務(wù)的需求持續(xù)上升。這是當(dāng)今整個(gè)行業(yè)正在進(jìn)行的討論，無(wú)論是在高管層還是在數(shù)據(jù)中心層。但是，為了進(jìn)行有效的對(duì)話，從而實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性，請(qǐng)考慮數(shù)據(jù)中心如何使用資源以及如何影響環(huán)境。
數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境的影響
數(shù)據(jù)中心所面臨的環(huán)境問(wèn)題的嚴(yán)重性體現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域。
1、能源使用
從服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到支持這些設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)中心消耗大量的能源和電力。服務(wù)器需要大量的能量來(lái)運(yùn)行。
許多數(shù)據(jù)中心擁有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的服務(wù)器和IT設(shè)備，所有這些都需要電力來(lái)運(yùn)行和處理數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載。根據(jù)美國(guó)能源署的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心是能源最密集的建筑之一，每層空間消耗的能源是典型商業(yè)辦公樓的50倍。
根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的用電量占全球用電量的1%-1.5%。2021年全球數(shù)據(jù)中心用電量為220-320太瓦時(shí)，約占全球最終電力需求的0.9%-1.3%。與2015年相比，數(shù)據(jù)中心的能源使用增長(zhǎng)了10%-60%。
也就是說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載在同一時(shí)間段增加了160%時(shí)，這一增長(zhǎng)并不可怕。這在很大程度上要?dú)w功于能源效率和電力使用效率(PUE)的提高，這有助于數(shù)據(jù)中心跟上不斷增長(zhǎng)的需求，同時(shí)減輕對(duì)環(huán)境的影響。
然而，國(guó)際能源署表示，這些努力還不夠。數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)占能源相關(guān)溫室氣體(GHG)排放量的近1%，這些溫室氣體導(dǎo)致全球氣溫上升和氣候變化。為了在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放，到2030年必須將排放量減少一半。
2、水消耗
數(shù)據(jù)中心用水的主要方式是直接通過(guò)冷卻過(guò)程來(lái)防止服務(wù)器過(guò)熱，間接通過(guò)發(fā)電。
典型的冷卻系統(tǒng)包括各種設(shè)備，從冷卻塔和冷卻機(jī)到管道和空調(diào)，目的是維持溫度。大多數(shù)設(shè)備使用蒸發(fā)冷卻，將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移并釋放到外部環(huán)境中，并冷卻進(jìn)入的新空氣。加濕器也可以用來(lái)保持適當(dāng)?shù)臐穸人?，這一過(guò)程通常利用電來(lái)使水蒸發(fā)。
據(jù)Google稱，Google數(shù)據(jù)中心平均每天消耗大約45萬(wàn)加侖的水，大約相當(dāng)于一次灌溉17英畝草坪的水量。這是中間的頻譜。整個(gè)范圍包括每天可能使用大約10,000-15,000加侖的小型數(shù)據(jù)中心，以及每天可能消耗數(shù)百萬(wàn)加侖的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。
此外，數(shù)據(jù)中心往往建設(shè)在干旱地區(qū)。例如，NBC新聞報(bào)道了Apple于2021年被批準(zhǔn)在亞利桑那州建立一個(gè)數(shù)據(jù)中心。這個(gè)數(shù)據(jù)中心每天需要125萬(wàn)加侖的水來(lái)防止服務(wù)器過(guò)熱。
數(shù)據(jù)中心正在尋找水源的地方，這也是一個(gè)有爭(zhēng)議的領(lǐng)域。許多人從飲用水來(lái)源取水——由自來(lái)水企業(yè)維護(hù)的飲用水。例如，Google僅在25%的數(shù)據(jù)中心園區(qū)使用非飲用水。盡可能使用淡水的替代品，如再生水或循環(huán)水，特別是在缺水和干旱地區(qū)。
3、電子和有毒廢物
根據(jù)聯(lián)合國(guó)的規(guī)定，不正確處置的電氣和電子設(shè)備被稱為電子廢物或電子垃圾。這種廢物流可直接影響外部因素，如資源消耗、溫室氣體排放和有毒物質(zhì)的排放。
聯(lián)合國(guó)表示，在2019年，全球產(chǎn)生了53.6公噸的電子垃圾。自2014年以來(lái)，全球產(chǎn)生的電子垃圾增加了920萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2030年將增長(zhǎng)到7470萬(wàn)噸，僅在16年內(nèi)就幾乎翻了一番。大約8%的電子垃圾最終被填埋或焚燒。電子垃圾可能含有有毒的添加劑和有害物質(zhì)。在沒(méi)有適當(dāng)電子廢物管理基礎(chǔ)設(shè)施的中低收入國(guó)家，電子廢物通常難以安全管理和減少。
電子垃圾管理不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致全球變暖。例如，在一些溫度交換設(shè)備中發(fā)現(xiàn)的制冷劑是溫室氣體。2019年，不當(dāng)丟棄的空調(diào)共向大氣中釋放了9800萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量。這相當(dāng)于全球能源相關(guān)排放的約0.3%。由于數(shù)據(jù)中心可以容納數(shù)以萬(wàn)計(jì)的IT設(shè)備，其為如何重用、翻新和回收過(guò)時(shí)或損壞的設(shè)備樹(shù)立了榜樣。
4、土地使用
數(shù)據(jù)中心的建設(shè)地點(diǎn)和建設(shè)方式會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。小型的數(shù)據(jù)中心可能占用10萬(wàn)平方英尺，但大型的數(shù)據(jù)中心可能需要數(shù)百萬(wàn)平方英尺。這是需要大量清理的土地，這可能會(huì)摧毀一個(gè)地區(qū)的生物多樣性，并產(chǎn)生其他意想不到的廣泛影響。
以數(shù)據(jù)中心提案為例，該提案名為弗吉尼亞州威廉王子縣的威廉王子數(shù)字網(wǎng)關(guān)。建立數(shù)據(jù)中心需要重新規(guī)劃2100英畝的土地。據(jù)《海灣日?qǐng)?bào)》報(bào)道，包括國(guó)家公園管理局和弗吉尼亞州林業(yè)部在內(nèi)的30多個(gè)地區(qū)和國(guó)家組織表示，該項(xiàng)目的影響可能是不可逆轉(zhuǎn)的，并具有長(zhǎng)期的有形和無(wú)形的環(huán)境成本。
5、溫室氣體排放
溫室氣體是將熱量滯留在大氣中的氣體。這些氣體包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。當(dāng)這些氣體被捕獲時(shí)，可以在地球大氣層中停留不同的時(shí)間，從幾年到數(shù)千年不等。地球大氣層的增厚使地球變暖。
根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的說(shuō)法，全球變暖超過(guò)1.5℃是令人擔(dān)憂的重大原因。簡(jiǎn)而言之，這可能會(huì)導(dǎo)致我們的氣候發(fā)生劇烈變化，包括從極端天氣到完全物種滅絕的一切。
二氧化碳是人類活動(dòng)排放的主要溫室氣體，主要是通過(guò)燃燒煤炭、天然氣和石油等化石燃料排放的。數(shù)據(jù)中心的實(shí)際建設(shè)也可能是溫室氣體排放的主要來(lái)源。
如何使數(shù)據(jù)中心更具可持續(xù)性
數(shù)據(jù)中心可以采用多種策略來(lái)脫碳，并開(kāi)始走可持續(xù)發(fā)展的道路。
●投資可再生能源和更節(jié)能的設(shè)備，以優(yōu)化可再生能源。虛擬化還可以減輕物理設(shè)備的負(fù)擔(dān)。
●實(shí)施用水策略，盡可能使用替代水源，并探索不同的冷卻方法。
●制定處置計(jì)劃，,以無(wú)害的方式再利用、回收和分解舊設(shè)備。
●在建造一個(gè)新的數(shù)據(jù)中心或翻新一個(gè)舊的數(shù)據(jù)中心時(shí)，使用本地采購(gòu)的碳含量較低的材料，比如石灰石而不是混凝土。
●計(jì)算溫室氣體排放量，以追蹤實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的進(jìn)展。碳捕獲和封存也有助于大大減少二氧化碳的排放。
了解數(shù)據(jù)中心如何使用資源，以及如何影響環(huán)境。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，利益相關(guān)者可以共同努力重建和重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，使其更加環(huán)保和可持續(xù)。
