推动数据中心的可持续发展

我们生活在一个物联网的时代, 云计算, 虚拟宇宙和人工智能聊天机器人——所有这些都可以通过数据中心实现. 预计到2025年, 每个人每18秒至少与数据中心进行一次交互.^[i] 随着数据应用和带宽需求的不断增长, 对数据中心服务的需求也是如此. 随之而来的是物理首页的巨大扩张，包括大型机械建筑, 电气和管道(MEP)设备, 在能源消耗方面.

根据国际能源机构的说法, 数据中心大约消耗220-320太瓦时的电力, 占比约为0.9 – 1.占全球电力需求的3%. 数据中心和数据传输网络也占全球能源相关温室气体排放量的近1%.^[ii] 随着全球变暖的影响越来越明显, 许多组织都专注于减少数据中心的能源消耗，并朝着更可持续的未来迈进.

数据中心的可持续性运动正在获得动力, 主要由组织的环境驱动, 社会和治理(ESG)承诺. 科技巨头正在将其ESG目标转化为整个价值链的切实行动和进展. 他们的努力, 例如向负碳运营和100%可再生能源转型, 为其他人树立一个重要的先例，帮助塑造数据中心行业更绿色的未来.

考虑这些因素并采取积极措施将其影响降至最低，对于构建和运营可持续的数据中心至关重要.

确定需要改进的地方, 可以减少浪费和能源使用的潜在解决方案和技术进步, 最大限度地利用资源和提高效率，以推动长期可持续性收益是重要的第一步.

然而，每个组织的可持续发展之旅都是不同的. 而有些人可能会投资于改变游戏规则的脱碳解决方案和技术, 其他人可能会关注设计优化和供应链脱碳. 下图展示了可持续性措施的一些例子，以及它们如何衡量潜在利益和实施难度. 

例如, 一些组织正在采取大胆的措施，投资于全天候无碳能源或绿色氢燃料电池, 哪些是目前具有挑战性的，但可以产生显著的好处. 相反, 其他组织则专注于更可行的短期解决方案，如虚拟电力购买协议或设计优化措施，如浸入式冷却或节能器.

例如, 我们的团队支持和管理了上述许多不同的可持续发展方法:

• 绿色氢燃料电池 -我们正在评估绿色氢燃料电池或氢往复式发动机作为一家全球科技公司的备用和全职动力的可行性，以减少数据中心的碳足迹.
• 浸没式冷却 -我们正在为一家全球数据中心客户提供包含浸入式冷却的设计支持，浸入式冷却是一种冷却计算机硬件(如服务器和其他IT设备)的方法，将其浸入非导电液体冷却剂中，以帮助减少冷却整个建筑物所需的显著功耗.
• 数据分析/人工智能/机器学习(ML) -支持客户的可持续发展努力, 我们正在与软件合作伙伴合作，通过使用人工智能和机器学习技术，帮助我们的客户更准确、更有效地计算范围3的排放量.
• 现场可再生能源 -尽管现场可再生能源可能无法产生足够的电力来完全为数据中心供电, 它仍然有助于碳补偿和其他优势. 例如, 太阳能光伏系统可以用作停车场的遮阳结构，并且易于实施. 我们帮助客户通过采用现场可再生能源解决方案来评估潜在的减排.
• 能量储存 (电池储能系统或BESS) -我们正在帮助许多客户评估BESS，以存储间歇性可再生能源，然后在需要时使用这些能源.
• 性能数字孪生 -我们可以通过性能数字双胞胎帮助客户评估数据中心的运营变化，以最大限度地提高效率，从而实现可持续性成果.
• 计算流体动力学(CFD) - CFD用于验证新的能效设计理念, 例如使用自然通风/热浮力来减少或消除风扇冷却能量. CFD允许我们测试虚拟原型，以帮助指导节能设计, 同时优先考虑能源弹性和确认操作一致性.
• 可持续性认证 -我们帮助全球数据中心客户根据全球公认的LEED框架认证他们的数据中心. 我们的客户可以达到白金, 黄金, 白银或认证取决于在水周围获得的学分, 能源, 碳, 浪费, 运输, 材料, 健康和室内环境质量. 我们最近还完成了对生活建筑挑战潜力的评估.  虽然该标准并未广泛用于数据中心, 它需要非常彻底的可持续性实践.

可持续选址

构建可持续的数据中心从选址开始, 以可持续性作为关键标准之一. 可持续选址优先考虑场地特征和可再生能源等关键因素, 现有的交通, 通信和能源首页, 资源的可靠性, 环境正义和公平考虑, 空气质量, 气候风险, 以及当前和预计的降水和温度. 地理信息系统(GIS)分析师使用地理空间技术和数据可视化工具来支持技术和数据中心公司在这一关键步骤. 这有助于作业者更好地了解现场的机遇和挑战，并通过比较和分析多个参数做出明智的决策.

体现碳

隐含碳是指在数据中心的建筑机械中排放的温室气体, 电气及水管系统, 还有材料, 设备, 运输和施工过程. 为了尽量减少隐含碳，在设计阶段考虑低碳选择是至关重要的.

混凝土和钢铁是建筑围护结构中隐含碳的两个最重要的贡献者. 通过从可持续来源采购绿色混凝土和钢材, 可持续设计可以保持结构的完整性，减少50%以上的隐含碳排放.

例如, 在图2中建模的各种场景中, 引入补充胶凝材料(SCM)和回收材料作为低碳替代品，可使混凝土的碳排放量减少50%以上. 这突出表明，采购更可持续的材料可能会大幅减少隐含碳，这是朝着更环保的数据中心建设方法迈出的重要一步.

水资源管理

数据中心可能消耗大量的水，而这些水主要用于冷却系统. 数据中心的用水量取决于其规模、位置和技术. 一个典型的1兆瓦的数据中心使用传统的冷却方法消耗大约6.每年7500万加仑的水.^[3] 随着对数据存储和处理能力的需求不断增加, 数据中心行业正以前所未有的速度增长，这使其成为促进水资源保护和可持续发展的理想平台.

数据中心可以通过使用先进的空气冷却技术来提高用水效率. 回收冷却塔排污, 在设施内使用市政或海水冷却方法(通过冷却模块泵送海水的过程)处理过的水来重复使用处理过的水，都有助于减少数据中心的饮用水使用量. 绝热冷却是另一种选择. 它使用温度低于29度的室外空气.4摄氏度，而不是水，来冷却设备. 另一种技术, 自然空气冷却, 当室外空气满足温湿度要求时，通过传感器进行检测, 然后关闭蒸发冷却系统(需要用水).)

除了, 数据中心可以与当地社区合作, 水管理组织和其他利益相关者实施节水计划, 推广节水技术，提高对水资源管理和流域保护重要性的认识. 通过参与这些倡议, 数据中心可以帮助促进节水文化，并在促进可持续水资源管理实践方面发挥领导作用. 通过展示他们对水资源管理的承诺, 数据中心还可以激励其他组织效仿并采取类似的行动来节约用水或进一步补充或改善流域.

社会价值创造

建立数据中心可以为当地社区创造巨大的社会价值. 通过考虑项目的社会影响和机遇, 组织可以帮助提高当地社区的整体生活质量, 与项目利益相关者建立积极的关系，为当地经济的长期繁荣做出贡献.

以下是一些例子:

• 解决数字鸿沟 -向当地社区提供免费数据有助于弥合数字鸿沟，改善获取信息和通信技术的途径. 组织可以支持本地公用事业, 首页运营商和供应商为所有人提供无障碍宽带服务.
• 参与社区活动 -重要的是，通过发展和参与居民的支持网络，让当地社区参与进来, 社区领袖和当地公司. 这提供了一个平台来帮助建立对项目的利益和机会的信任和理解, 并解决他们可能存在的潜在担忧.
• 创造就业机会 -数据中心可以为当地人才创造令人兴奋的就业机会，以支持建设, 设备的操作和维护. 另外, 促进弱势社区就业可以为所有人提供平等的就业机会.
• 保护环境 —建设可持续发展的数据中心，提升环境效益, 比如为子孙后代保护自然资源.  投资社区屋顶太阳能以抵消碳排放，并回收数据中心废热，为当地社区提供区域供暖，这有助于减少当地的总体能源消耗，提高当地的能源效率.
  
   
• 支持本地企业 -从当地供应商采购材料和服务有助于当地经济的增长，并产生积极的连锁反应. 除了经济效益, 与当地供应商合作，共同为项目创造解决方案，为开发商和业主提供了一个绝佳的机会，加强与当地社区的关系，并帮助建立项目开发的宣传.

在数据中心规划和建设中优先考虑社会价值创造, 组织可以创造积极的, 对周边社区的持久影响, 提高他们的声誉，并与当地社区和组织建立牢固的关系.

结论