25 октября 2012 в 13:29

Дата-центр — двигатель энергоэффективности в мире. А в России?

В 1973 году, в самый пик мирового энергетического кризиса, когда цены на нефть достигли максимального значения, правительства западных стран были вынуждены подстраиваться к новым экономическим условиям. Таким образом, кризис стал отправной точкой начала энергетической перестройки. В этот же период в развитых странах были приняты развернутые национальные программы по энергосбережению.

На данный момент, да и в ближайшем будущем, крупнейшими потребителями электроэнергии являются центры обработки данных: на их долю приходится порядка 2 % всей электроэнергии, вырабатываемой в мире.

Сейчас ежегодно на энергоснабжение и охлаждение неиспользуемых серверных систем в дата-центрах расходуется около 24,7 млрд долларов США. Это около 15 % серверов в ЦОДах, которые простаивают и при этом потребляют электроэнергию. Среднегодовой расход электроэнергии сервера с 400-ваттным блоком питания составляет примерно $800 США.

Для операторов ЦОД достаточно быстро стало очевидным, что сокращение электроэнергии, используемой для технологических целей, позволит не только снизить сумму счетов от энергокомпаний, но и даст возможность использовать высвободившиеся мощности в коммерческих целях, что немаловажно в условиях серьезного дефицита электрических мощностей во многих регионах.


Получается, что по своей сути использование энергоэффективных технологий достаточно легко ложится в модель коммерческой компании, основной целью которой является максимальное извлечение выгоды. На деле же выходит, что стоимость энергоэффективного оборудование на порядок выше, чем аналоги, не отвечающие расположенностью к «зеленым» технологиям, а это, в свою очередь, увеличивает не только капитальные затраты на старте, но и окупаемость проекта в целом. Собственно, вывод напрашивается сам собой: зачем платить больше, если это, может быть, и принесет экономический эффект, но в далекой перспективе, а деньги нужны сейчас.

Что же движет компаниями, которые активно внедряют энергоэффективные технологии — неужели забота о природе? Конечно же, нет. Как мы уже говорили выше, компании интересует только извлечение прибыли, и если для этого необходимо вырубить все леса в той же Сибири, чтобы сжечь их и получить достаточное количество энергии, поверьте мне, они сделают это.

Государство

На Западе важнейшую роль во внедрении коммерческими компаниями дорогих «зеленых», энергоэффективных технологий является государство. Самым простым и очевидным способом регулирования является внедрение различных экологических норм и весьма внушительных штрафов за их нарушение.

В ближайшем будущем Агентство по охране окружающей среды США[1] планирует внедрить новые стандарты под названием Energy Star, предназначенные для дата-центров. Практика нормативного регулирования и связанные с ней налоги используются и в других развитых странах. Так, Министерство экономики, торговли и промышленности Японии[2] курирует программу Top Runner, предлагая заинтересованным сторонам основные принципы для выбора энергоэффективного оборудования, похожие на те, которые прописаны в Energy Star. METI проводит работу по созданию системы показателей эффективности ЦОДов и гармонизации такой системы с аналогичными разработками Министерства энергетики и Торговой палаты США, EPA и Green Grid[3]. METI и Министерство внутренних дел Японии независимо друг от друга публикуют рекомендации для операторов ЦОД, а в ближайшие годы чиновники планируют объединить все рекомендации в единый документ.

Налогообложение электроэнергии в настоящее время обсуждается в разных странах[4]. Япония отменила налоговый сбор для потребителей энергии, а в некоторых штатах США внедряется торговля эмиссионными квотами (программа cap-and-trade). Программа cap-and-trade (штат Калифорния) направлена на сокращение вредных выбросов[5]. Летом этого года заработал интернет-аукцион, в рамках которого 150 крупнейших «эмиттеров» штата могут купить квоты на выброс CO2. С 2015 года программа будет распространяться не только на промышленные предприятия, но и на дистрибьюторов топлива.

Безусловно, введения драконовских мер и заградительных норм негативно отразится на экономическом климате в стране и приведет к существенному оттоку инвестиций. Поэтому разумнее всего постепенно наращивать экологическое давление, при этом стимулируя компании не только «бичом, но и пряником», и это успешно происходило и происходит, но пока что в только в развитых странах.

Например, в тех же США правительство на федеральном и региональном уровне выделяет миллионы долларов в виде грантов и различных налоговых льгот не только для привлечения компаний в регионы, но и для стимулирования использования энергоэффективных технологий.

Таким образом компании имеют возможность закрыть существенную часть своих дополнительных издержек, возникших вследствие приобретения более дорогостоящего оборудования, и сообщить своим клиентом, что они пользуются услугами компании, которая заботиться об окружающей среде.

Общественные организации

Определенную роль играет и разница в менталитете: охранять природу, не разбрасывать мусор на улицах, а складывать его в контейнеры по видам отходов (бумага, пластик, стекло) на Западе и в Японии учат в школе, в более зрелом возрасте эти правила прививаются самим образом жизни, а также примером окружающих, поэтому и играть по правилам таким людям, когда они становятся у руля компаний, намного легче — их этому учили с детства. Кроме того, на тех, кто правила не соблюдает, налагаются огромные штрафы. Огромную роль играет имиджевая составляющая, возможность сказать во всеуслышание: Мы заботимся об окружающей среде и людях, поэтому используем более дорогие энергоэффективные технологии и возобновляемые источники энергии».



Помимо этого, немаловажную роль играют природоохранные организации, так, например, Facebook неоднократно получала предостережения и «черные метки» от Greenpeace за то, что дата-центры компании использовали электроэнергию, которая вырабатывается на угольных и атомных электростанциях, и потому ЦОДы рассматриваются как источники наиболее опасного загрязнения окружающей среды. Так же Greenpeace разработала свой индекс чистой энергии, в котором ранжирует крупнейшие ИТ-компании по степени использования «зеленых» технологий. Под давлением общественности Facebook начал делать шаг в сторону «зеленых» технологий, в том числе применять энергосберегающие и экологически безопасные источники энергии. Google между тем пошел еще дальше, начав использовать для охлаждения своего дата-центра в Финляндии холодные воды Финского залива, что существенно снизило электропотребление дата-центра. И подобных проектов по всем миру становится все больше и больше.

В России, где не уделяется достаточного внимания защите окружающей среды, и она ограничивается только запретами и штрафами, широкое распространение энергоэффективных технологий носит достаточно локальный характер, и применяются они в случаях, когда не требуется серьезное инвестирование.

В 1996 году в Российской Федерации был принят Закон «Об энергосбережении», который одновременно стал и стимулом к развитию энергоэффективности, и тормозом на пути этого процесса.

Своей декларативностью и неконкретностью закон создал барьеры на пути расширенного введения режима энергосбережения в регионах. Тем не менее более чем за 15 лет существования закона были сформированы команды энтузиастов, которые осознали всю необходимость программы энергоэффективности и возможные пути ее реализации. Было накоплено огромное количество информации по энергосбережению.

В ноября 2009 г. был принят Федеральный закон от N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (с изменениями и дополнениями)

Итоговое соотношение показывает, что энергоэффективность российской экономики в 2,5—3 раза ниже, чем среднемировой показатель энергоэффективности на весь период. Более того, оцененный потенциал энергосбережения за 16 лет возрос с 350 до 420 миллионов тонн условного топлива в год. На сегодняшний день по уровню неэффективности использования энергоресурсов Россия находится на 12-м месте в мире — между Казахстаном и Украиной. Энергоэффективность экономики европейских стран и Японии выше в 3,5 раза, экономики Китая — в 2,3 раза, Канады — в 2 раза, США — в 2,5 раза.

Следует отметить переломную тенденцию последнего времени: сочетание роста цен на энергоносители, увеличение спроса на вычислительные мощности, экологические проблемы и экономическое давление сделало «зеленые» дата-центры локомотивом преобразования всей ИТ-индустрии. Согласно недавнему отчету компании Pike Research, входящей в состав Navigant’s Energy Practice, мировой рынок «зеленых» дата-центров вырастет с $ 17,1 млрд в 2012 году до $ 45,4 млрд к 2016 году, совокупный годовой темп роста составит почти 28 %.

В настоящее время западные производители оборудования, в том числе и для ИТ, вынуждены активно заниматься вопросами повышения эффективности. Причиной тому является огромное давление со стороны общественности и всевозможных экологических организаций. Таким образом, эти изменения не могу не отразиться и на России.

В свою очередь мы также хотели бы обратить внимание на проблему использования энергоэффективных технологий в России и напомнить о том, что 11 ноября отмечается Международный день энергоэффективности. К этой дате мы совместно с компанией КРОК подготовили для всех подписчиков специализированного отраслевого журнала «ЦОДы.РФ» оригинальный подарок.

[1] Environmental Protection Agency;EPA

[2] Ministry of Economy, Trade and Industry — METI

[3] Глобальная организация с упором на повышение эффективности дата-центров

[4] Global taxes on carbon emissions/energy consumption: www.sbs.com.au/news/article/1492651/Factbox-Carbon-taxes-around-the-world

en.wikipedia.org/wiki/Carbon_tax

[5] San Jose Mercury News, August 30, 2012, “California’s cap-and-trade program to cut emissions starts trial run” by Dana Hull (dhull@mercurynews.com), www.mercurynews.com/business/ci_21428079/trial-run-california-cap-trade-program-thursday-cut-emissions

Мне вот интересно — насколько эти энергоэффективные технологии безопасны для окружающей природы?.. Вот например: охлаждение дата центров Google с помощью вод Финского залива. Не наносит ли это еще больший вред природе, чем тупое сжигание угля/нефти/газа?

Вода залива используется для охлаждения радиаторов, на которые передается вырабатываемое тепло. Никакого загрязнения нет. Нагрев есть — но думаю, что если сравнивать это с нагревом от солнечных лучей, данный эффект пренебрежительно мал.
Точно так же и в случае ЦОДов, охлаждаемых холодным наружним воздухом вместо кондиционеров. Во всех случаях воздух не подается напрямую в ЦОД), а просто обдувает радиаторы одного из внутренних контуров.

На счет воды вопрос не однозначный даже если вода не загрязняется, то учитывая мощности данного дата-центра и объемы сброса теплой воды в залив — это может привести к повышение среднегодовой температуры морской воды в этом районе, что в свою очередь может негативно сказаться на обитателях морской фауны.

А представляете, сколько.энергии передается морю в солнечный день? Да даже если и не в солнечный…
Море — динамическая и саморегулирующаяся система. Повысится температура на долю градуса — на долю процента повысится испарение и на долю процента повысятся осадки. Ужас.

Солнце это естественный процесс, а теплая вода это уже вмешательство извне. Зимой залив замерзает, а возле этой трубы он уже вряд ли будет покрыт льдом. В любом случае это вопрос нужно изучать и смотреть, какие происходят изменения.

Солнце это естественный процесс, а теплая вода это уже вмешательство извне.
Там вмешательство в пределах статистической погрешности.
Зимой залив замерзает
До самого дна замерзает?

И ещё — показатели залива:
приток воды — 109 км. куб. в год (3 456 кубометров в секунду)
объем воды — 1.125 тыс. км. куб (1 125 000 000 000 кубометров)
То есть от дата-центра поступит примерно 0,00578% от общей поступающей воды в залив, и если температура этой воды поменяется на градус (например, речка протекать будет по холодным местам :)), то это в сотни раз перекроет эффект от дата-центра. И это всё равно будет ничтожная величина от общего количества тепла содержащегося в более чем триллионе кубометров воды (чтобы поменять температуру всего на один градус нужно всего-ничего 4 716 000 000 000 000 000Дж или 7 477 лет работы дата-центра).

И ещё:
площадь залива 29.5 тыс. км. кв., каждую секунду на 1м2 поступает примерно 2,60кВт (http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_радиация), то есть 76 700 000МВт одной только солнечной энергии, в общем рекомендую задумывать об алгебре и физике прежде, чем начинать экологические истерики.

Вопрос стоит в том, на сколько безопасно использование данной технологии для окружающей среды?

Для этого необходимо понимать все особенности данного места, чтобы можно было хотя бы приблизительно оценить на сколько рассчитанный вами процент 0,00578% воздействия может повлиять на экологию. Вполне возможно что может оказаться так, что и 0,0000000001% будет губителен для каких-то видов фауны.

В любом случае любой искусственное воздействие нарушает гармонию заложенную природой.

В любом случае любой искусственное воздействие нарушает гармонию заложенную природой.
Умоляю… Выше уже было отмечено, насколько уродуются водоемы и атмосфера, чтобы вы могли по утрам принять душ.
И ни о какой гармонии природы и речи нет поблизости от крупных населенных пунктов. Наверняка неподалеку от ЦОДов гугла есть парочка заводов, сливающих в залив отходы.

Вопрос. Вы возражаете против того, чтобы вырабатываемое ЦОДом тепло отдавалось атмосфере как это делается сейчас? Ведь эффект от этого абсолютно не изучен, верно?
Да что там ЦОД, даже обычный костер на загородном участке тоже нарушает заложенную природой гармонию, прогревая атмосферу.

Я не писал о том, что я против энергоэффективных технологий! Я лишь подчеркиваю, что использование зеленых технологий не говорит о том, что они абсолютно безопасны для окружающей среды.

«Абсолютно безопасные для окружающей среды технологии» — это взаимоисключающие параграфы.
ЦОД кушает мегаватты энергии, выработка которой слегка (или сильно) вредит окружающей среде. Но есть способы сократить потребление энергии, оказав наиминимальнейшее влияние на экологию или на работу самого ЦОДа.
Передавать избыток тепла ледяной морской воде — моей фантазии не хватает, чтобы придумать более эффективное и экологичное решение для охлаждения ЦОДа. Оно ведь наверняка и очень дешевое.