¿Qué significa CUE (efectividad en el uso de carbono) para los centros de datos?

El rápido crecimiento de la transformación digital en diversas industrias, junto con la aplicación generalizada de nuevas tecnologías como 5G, la inteligencia artificial y el Internet de las cosas, ha generado muchos más datos en la sociedad. Los centros de datos, que sirven como base digital para el funcionamiento de los sistemas de información en diferentes industrias, se han convertido en una infraestructura crítica indispensable en el panorama económico y social, desempeñando un papel crucial en el desarrollo de la economía digital. Sin embargo, los centros de datos utilizan mucha energía y generan muchas emisiones. Para abordar esto, necesitamos buenas medidas para reducir las emisiones y ver cuán sostenibles son. Ahí es donde entra en juego la métrica de eficacia del uso de carbono (CUE).

La cuadrícula verdeintrodujo la métrica de eficacia del uso de carbono (CUE) en 2010 para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) por unidad de consumo de energía de TI en los centros de datos. Se ha convertido en parte de ISO/IEC 30134-8 para evaluar la sostenibilidad de los centros de datos en términos de emisiones de carbono. CUE es análogo a la intensidad de carbono, considerando las emisiones de Alcance 1 y Alcance 2 pero divididas por la carga de TI, similar a la Efectividad del Uso de Energía (PUE). La métrica proporciona una forma eficaz de medir la huella de carbono de los centros de datos y evaluar su sostenibilidad en emisiones de carbono.

Para calcular el CUE cuando se utiliza electricidad de la red, las emisiones de carbono pueden basarse en los datos gubernamentales publicados para esa región. Cuando se utiliza energía generada in situ, lo ideal es utilizar datos de emisiones reales de medidores locales. Sin embargo, también es posible utilizar datos de fuentes de combustible y emisiones del fabricante del generador para los cálculos.

Para calcular CUE, la fórmula es la siguiente.

Una relación CUE más baja significa una huella de carbono más baja, lo que indica una mayor eficiencia en el uso de carbono en los centros de datos. El valor CUE ideal es {{0}}.0, lo que indica que no hay emisiones de carbono durante las operaciones del centro de datos.

Es fundamental tener en cuenta que CUE varía significativamente según las fuentes de energía de las que dependen los centros de datos. Los centros de datos alimentados por fuentes de energía renovables generalmente tienen un CUE más bajo, incluso con el mismo PUE, en comparación con aquellos que dependen de energía de combustibles fósiles.

En 2021, China introdujo los conceptos de "pico de carbono" y "neutralidad de carbono" en su informe de labor gubernamental. El pico de carbono tiene como objetivo alcanzar una meseta en las emisiones de dióxido de carbono para 2030, disminuyendo gradualmente después de alcanzar su pico. La neutralidad de carbono implica compensar el dióxido de carbono producido en el proceso de producción mediante medidas como la forestación y la conservación de energía, logrando "cero emisiones" de dióxido de carbono. Alineada con los esfuerzos globales para combatir el cambio climático y la estrategia de "doble carbono" de China, la industria de los centros de datos mejora continuamente los niveles de eficiencia energética, aumenta el uso de energía renovable y se esfuerza por lograr la neutralidad de carbono lo antes posible.

A medida que las tecnologías de refrigeración líquida maduran, en los centros de datos se aplican cada vez más diversos métodos de refrigeración líquida, como la refrigeración por inmersión, la refrigeración líquida por placa fría y la refrigeración líquida por pulverización. Más allá de la refrigeración líquida, los métodos de refrigeración de los centros de datos se han diversificado en los últimos años. Los métodos de enfriamiento emergentes, como el enfriamiento evaporativo indirecto y los enfriadores de levitación magnética, brindan nuevas opciones. La combinación de múltiples métodos de enfriamiento se ha vuelto común en los centros de datos.

La eficiencia de los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) también se ha convertido en un mercado importante para los proveedores de distribución de energía de centros de datos. El UPS de alta eficiencia, con una eficiencia superior al 97%, se considera estándar. Los UPS modulares con bajas tasas de carga han superado el suministro de energía de corriente continua de alto voltaje en eficiencia del centro de datos, lo que indica el potencial de los UPS de alta frecuencia para convertirse en una de las soluciones óptimas para la eficiencia energética en la distribución de energía del centro de datos.

Al mismo tiempo, con el continuo desarrollo de la tecnología, el sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) también se ha convertido en un mercado importante donde compiten los proveedores de distribución de energía de los centros de datos. Los principales actores nacionales e internacionales de la industria de distribución de energía, como Huawei, Vertiv, Kehua, ABB, Schneider, tienen diseños de productos correspondientes en este campo. Lograr una eficiencia superior al 97 % se considera ahora una "operación básica" en la industria de UPS de alta gama. Vale la pena señalar que, a velocidades de carga bajas, la eficiencia del centro de datos que utiliza UPS modular ha superado la del suministro de energía de corriente continua de alto voltaje. En opinión del autor, considerando las tendencias en el desarrollo tecnológico, es probable que los UPS de alta frecuencia se conviertan en una de las soluciones óptimas para reducir el consumo de energía y aumentar la eficiencia en la distribución de energía de los centros de datos.

Durante el funcionamiento de los centros de datos, los equipos de TI generan una cantidad significativa de exceso de calor. La utilización de la tecnología de bombas de calor para recuperar y reutilizar este exceso de calor ha encontrado muchas aplicaciones en los centros de datos, con un futuro prometedor. Estimaciones aproximadas indican que el exceso de calor total recuperable en los centros de datos de la región norte de China es de aproximadamente 10 GW, lo que teóricamente sustenta la calefacción de alrededor de 300 millones de metros cuadrados de edificios. Numerosos centros de datos en China, incluido el centro de datos Qindao Lake de Alibaba, el centro de datos Tianjin de Tencent, la base de computación en la nube Chongqing de China Telecom, el centro de datos Beijing 3 de Wanguo Data y el centro de computación en la nube Wulanchabu de UCloud, ya han implementado tecnología de recuperación de calor, proporcionando calefacción para ambos. las áreas internas y circundantes de los centros de datos.

Como se mencionó anteriormente, la refrigeración del centro de datos constituye más del 20% del consumo total de energía. Implementar centros de datos bajo el agua, utilizando la temperatura del agua de mar para disipar el calor generado por el centro de datos, podría reducir significativamente el consumo de energía, contribuyendo a la optimización de varios indicadores en las operaciones del centro de datos.

En China, HIGHLANDER fue el primero en introducir el concepto de centros de datos submarinos (UDC) e identificó tres ventajas principales de los centros de datos submarinos:

En primer lugar, el UDC, al estar ubicado bajo el agua y lleno de gas inerte, elimina el riesgo de incendio.

En segundo lugar, la UDC sigue siendo discreta en su ubicación bajo el agua, lo que hace imposible una localización externa precisa.

En tercer lugar, la supervisión continua de 24-horas del UDC ayuda a prevenir eficazmente posibles daños e infiltración en el centro de datos.

Los centros de datos submarinos tienen ventajas únicas tanto en conservación de energía como en seguridad. Sin embargo, están significativamente influenciados por factores geográficos, que requieren la proximidad al mar para la construcción. En el estado actual de la infraestructura de red, el autor cree que los centros de datos submarinos son adecuados principalmente para calcular datos calientes, almacenar datos fríos y calientes y atender a usuarios con requisitos de baja latencia, como aquellos que se dedican al aprendizaje automático y la renderización de vídeo, en particular. en ciudades costeras.

En resumen, para disminuir el impacto de los centros de datos en el medio ambiente, se necesita un plan diverso. El uso de equipos energéticamente eficientes, fuentes de energía renovables y mejorar la forma en que se utilizan los recursos son estrategias cruciales. Al aplicar estas soluciones, los centros de datos pueden reducir en gran medida el uso de energía, mejorar su funcionamiento y demostrar que están dedicados a ser sostenibles. A medida que crece la atención sobre la responsabilidad ambiental y aumentan los gastos de energía, reducir el impacto ambiental de los centros de datos ya no es una opción sino una obligación. Al adoptar un enfoque integral de la sostenibilidad, los centros de datos pueden obtener ventajas económicas y ambientales, sirviendo como modelo para otras industrias.