Expertartikel

Anu Kätkä
E-mail Facebook Twitter LinkedIn

Anu Kätkä

Vaisala

Undvik att elda på datacentrets energikostnader

Såväl länder som företag står inför potentiellt katastrofala klimatförändringar. Därför är de angelägna om att försöka hitta sätt att minska sina växthusgasutsläpp – och en av de mest uppenbara lösningarna är ökad energieffektivitet. Branscher som förbrukar stora mängder energi utsätts hamnar därför ofta under luppen. I följande artikel förklarar vi hur mer effektiva kylsystem kan införas på energikrävande datacenter. Vi berättar också om de dramatiska kostnadsbesparingar och förbättringar när det gäller miljöprestanda som kan uppnås genom noggranna mätningar.

Bakgrund

Delegaterna på FN:s klimatkonferens COP26 i Glasgow i Storbritannien reste hem med den alarmerande nyheten i bagaget att de kombinerade nationellt fastställda bidragen (NDC:er eller Nationally Determined Contributions) för utsläppsminskningar inte skulle vara tillräckliga för att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 grader C över förindustriella nivåer. Länder och företag försöker därför snabbt hitta sätt att uppnå sina nettonollmål.

Enligt uppskattningar förbrukade världens 18 miljoner datacenter 200–250 TWh under 2020 (1) vilket motsvarar ungefär en procent av den globala elkonsumtionen. Datacentrens enorma energibehov beror på IT-infrastruktur (i genomsnitt ca 60 procent) och dess tillhörande kyl- och luftkonditioneringssystem (i genomsnitt ca 40 procent). Till dags datum har effektivitetsförbättringar på datacenter lyckats bryta sambandet mellan ökande datatrafik och energianvändning. IT-utrustningen blir alltmer effektiv, men det är också viktigt att kylsystemen övervakas och kontrolleras noggrant för att minimera energiförbrukningen. I och med att energikostnaderna stiger kraftigt är incitamenten för att optimera energieffektiviteten på datacenter kopplade till både miljö och ekonomi.

USA har för närvarande klart flest datacenter i världen, 2 670 stycken, följt av 452 i Storbritannien, 443 i Tyskland och ett stort antal i Kina, Nederländerna, Australien, Kanada, Frankrike och Japan (2).

Energikostnaderna för datacenter och andra IT-baserade aktiviteter kommer att beröras av strängare regelverk, när olika länder försöker öka sin motståndskraft inom energiförsörjning och göra framsteg mot sina nettonollmål. I Singapore, till exempel, står datacenter i dag för cirka 7 procent av elförbrukningen och stopp för nya datacenter har precis hävts (3). I framtiden kommer nya och befintliga datacenter att behöva effektiviseras. I Irland uppskattar man i en färsk rapport att 29 procent av den totala energiefterfrågan senast 2028 kommer från datacenter (4). I Storbritannien uppskattar konsultföretaget Carbon3IT att datacenter står för minst 12 procent av elförbrukningen i landet (5).

Kryptovalutor kräver enorma mängder energi. Bitcoin-brytning, till exempel, utförs i allt större utsträckning på nya, stora datacenter, varav vissa använder billig energi från fossila bränslen. Insikterna om kryptovalutornas miljöeffekter ökar och detta är en faktor som innebär både risker och utmaningar för branschen att bli mer energieffektiv. Som jämförelse har det uppskattats (6 och 7) att bitcoin-brytning på egen hand använder mer energi än vissa länder, inklusive Norge, Argentina, Nederländerna och Pakistan.

De senaste åren har den ökade efterfrågan på datacenter lett till att äldre, ineffektiva anläggningar har lagts ner, samtidigt som man har byggt nya, effektiva och enorma datacenter. Det har bidragit till att bromsa ökningen i energiförbrukning. Men i takt med att alltmer data lagras i molnet och utvecklingen av mer IT-baserade resurser som AI, maskininlärning, självkörande bilar osv. är det en vedertagen sanning att energibehovet kan växa avsevärt.

Vikten av att ta det kallt

Eftersom kylsystem och luftkonditionering står för ungefär 40 procent av energianvändningen behöver man självklart hantera dem så effektivt som möjligt, även om de inte ingår i själva IT-infrastrukturen. Noggrann temperatur- och luftfuktighetskontroll är emellertid också avgörande för att IT-utrustningen ska fungera korrekt. 

”På många moderna anläggningar förväntar man sig 99,999 procent drifttid, vilket motsvarar en årlig stilleståndstid på bara några minuter. De här extremt höga prestandanivåerna är nödvändiga, eftersom de data och processer som hanteras av IT-infrastrukturen är så viktiga och värdefulla, förklarar Industry Expert Anu Kätkä från Vaisala.

”Låg luftfuktighet ökar risken för statisk elektricitet och hög luftfuktighet kan leda till kondens. Felaktiga eller ojämna temperaturer kan också skada IT-enheter eller förkorta deras livslängd. Det är därför oerhört viktigt att övervaknings- och styrsystem understöds av sensorer som är stabila, exakta och tillförlitliga även på lång sikt. Vaisala-enheter ger en temperaturnoggrannhet upp till ±0,1 °C och RH-noggrannhet upp till ±0,8 %, vilket passar perfekt till datacenter. “

En av Vaisalas kunder betonar vikten av exakta sensorer och har uppskattat att överkylning på endast 1 °C skulle kunna öka de årliga kylenergikostnaderna med upp till 8,5 procent. 
”För att sätta detta i ett större perspektiv skulle de ökade energikostnaderna för ett litet datacenter bli över 0,4 miljoner euro på 10 år, och för ett stort datacenter skulle det kosta över 4 miljoner euro”, tillägger Anu Kätkä.

Utöver sitt kompletta utbud av sensorer för datacenter är Vaisala också världsledande tillverkare av meteorologisk övervakningsutrustning, vilket är viktigt eftersom många datacenter försöker spara energi genom att mäta utomhusmiljön för att bättre kunna optimera inomhusförhållandena och förbättra energieffektiviteten.

Tillgodoser det växande behovet av effektiva processmätningar

Traditionellt sett har luftkylning använts på datacenter, men i takt med att redena placeras allt tätare växer efterfrågan på mer effektiva kylsystem. Vätskekylningslösningar har ökat i popularitet, eftersom de leder bort värmen betydligt mer effektivt. För att möta den här trenden har Vaisala tagit fram en ny kvalitetssensor för att mäta temperaturen i kyl-/uppvärmningsvätskor. 

”Den nya, nedsänkningsbara temperaturtransmittern Vaisala TMI110 levereras med kalibreringscertifikat och ger utmärkta svarstider med en noggrannhet på ±0,1 °C. Den blir ett utmärkt tillskott till vår portfölj, eftersom våra kunder nu kan köpa alla sina viktigaste sensorer från en och samma leverantör – sensorer för lufttemperatur, luftfuktighet och differenstryck för rum och kanaler, meteorologiska utomhussensorer och nu även nedsänkningsbara temperatursensorer för kylsystem”, avslutar Anu Kätkä.

Sammanfattning

Jämfört med de ekonomiska och miljömässiga kostnaderna för ineffektiv energianvändning är investeringar i noggranna och stabila mätsystem försumbara. Precis som astronauter använder Vaisalas mätteknik på sina rymdfärder under de mest krävande förhållanden, väljer datacenterchefer samma lösningar för sina mest kritiska miljöer här på jorden.
Genom att noggrant kontrollera ventilations- och kylsystem med exakta och stabila sensorer kan datacenterchefer sänka energikostnaderna, minska koldioxidutsläppen och framtidssäkra branschen samtidigt som kraven på lägre växthusgasutsläpp intensifieras.

Referenser

  1. Internationella energirådet
  2. Globala datacenter
  3. Datacenter i Singapore
  4. Datacenter i Irland
  5. Datacenter i Storbritannien
  6. Universitetet i Cambridges index över elförbrukning för bitcoin
  7. Information från USA:s energidepartement
Anu Kätkä

Anu Kätkä

Vaisala

The expert interviewed in the article is Anu Kätkä, who represents Global Product Management at Industrial Measurements of Vaisala. She has extensive experience in building automation and management systems as well as metering and monitoring solutions.