如何设计、建造和运营更环保的数据中心

随着远程工作和数字化推动对数据中心的需求，该行业的能源需求也在增长。 由于冷却和运营需要大量的水和电力，该行业已经意识到必须做出改变，以最大程度地减少这些关键设施对环境的影响，并实现其运营所在国家/地区的可持续发展目标。 一些最大的数据中心运营商和供应商已经通过他们自己的可持续发展目标和碳中和承诺来回应这些担忧。

尽管运营策略需要与可持续性目标保持一致，但还需要考虑其他方面，例如施工对环境的影响。 与低碳方法相比，新数据中心的建设可产生多 13% 的隐含碳，比重复使用现有设施多约 78%。 这主要是由于设施的结构和材料要求。 但为了实现可持续发展目标，业主和运营商需要考虑新的解决方案，以减少从概念、建设到运营的整个过程中的碳排放和能源排放。

可持续设计

在检查数据中心的可持续实践时，需要考虑隐含碳。 隐含碳包括所有温室气体的总和，包括收集、制造、运输和安装建筑材料的所有过程。 新建筑的建造约占全球每年温室气体排放量的 40%； 因此，需要从项目一开始就考虑可持续的做法。 由于运营数据中心需要大量能源，因此运营碳影响可能是隐含碳影响的两倍以上。 业主和运营商需要考虑项目中使用的设计和材料——尤其是在运营变得更加可持续的情况下。

对于数据中心建设，混凝土占所用材料的近 40%，是碳密集度最高的选择之一。 平均而言，一吨水泥会产生 1.25 吨二氧化碳。 幸运的是，全球水泥和混凝土协会已承诺到 2050 年实现零排放混凝土，这将显着改善新数据中心项目的隐含碳。 在那之前，数据中心需要考虑混凝土的替代品，或者至少使用已经专注于减少排放的混凝土供应商。 一些公司正在将其数据中心的木结构作为一种环保解决方案。 在英国，Innovate UK 和司法部正在合作开发预制混凝土，通过专注于从水泥生产开始的整个混凝土制造过程，预计可以将碳排放量降低 40%。

燃料和钢材也占数据中心建筑材料的很大一部分，各占项目碳排放量的 10% 左右。 钢是一种更耐磨损或蠕变的材料，因此可以很容易地从其他项目中重复使用，以降低隐含碳。 如果它确实开始变质，也可以回收利用。 由回收材料或有机材料制成的建筑材料也越来越受欢迎。 随着该行业对可持续建筑材料的选择越来越感兴趣，这些产品的生产规模可能会更大，以减少总体碳排放量。

欧盟已推出物料追踪护照(BAMB)，以追踪建筑物料，并鼓励使用回收物料。预计这将激励供应商创造可重复使用的材料和循环经济。 跟踪项目建设中的材料可以更容易地重复使用或回收这些材料，因为设施被拆除和重建以跟上不断变化的需求和先进的技术，

幸运的是，改善数据中心项目的环境足迹并不太复杂。 尽早与设计和施工团队合作以制定减少环境影响的策略可以确保目标和项目保持一致。 客户还需要对使用低碳材料代替传统材料的可能性持开放态度。 在整个供应链过程中跟踪材料可以准确反映建筑物的碳排放量，帮助业主和运营商了解数据中心项目对环境的真正影响。

施工实践

为了更快地交付数据中心项目，大多数运营商使用标准化设计。 这一战略促进了一种低碳方法，因为一个项目的实践和标准可以很容易地复制到所有未来的设施中。 这些做法包括使用模块化结构和可重复使用的建筑材料，所有这些都是低碳建筑方法的一部分，旨在在建筑过程中减少 13% 的碳排放。 许多建筑公司建议使用模块化结构将可持续性提高高达 90%。通过在受控环境中开发数据中心的组件，可以减少材料浪费。 未使用的部分或拆除的设施可以在未来的建设项目中重新使用。 尽管模块化建筑依靠运输将元素运送到现场，但正在探索氢动力和电动汽车运输以进一步减少碳排放。

重新利用或翻新现有建筑物也是减少排放的一种方式 - 升级旧建筑物可以减少高达 78% 的碳排放，如上所述。 通过改造商业或仓储项目的现有外壳，数据中心可以减少排放，因为该项目需要更少的净新建工程。

运营策略

替代能源对于为数据中心供电非常重要，尤其是在北美用电量将增加 2.7% 的情况下。 许多供应商正在与太阳能和风能公司合作，为数据中心园区提供清洁的替代能源。 其他公司只是在他们的设施中安装太阳能电池板和集水，以提供他们可持续产品的灵活性。 尽管公司可以直接使用风能或太阳能，但在备选能源准备好应对需求和潜在停电之前，它仍需要与更可靠的电源结合使用。

拥有可靠的应急备用发电机对于数据中心来说至关重要，这样才能保持始终在线的标准和 100% 的正常运行时间。 2021 年初，得克萨斯州的风暴考验了备用发电机的能力，因为许多供应商长期依赖备用发电机。 但他们也再次确认了它们的重要性，因为数据中心提供商设法渡过难关并保持在线。 不幸的是，大多数发电机都是柴油发电机，这对环境有负面影响。 这就是为什么许多公司都在寻找新的来源来为备用发电机供电。 降低排放的一种解决方案是改用天然气为这些发电机提供动力，这些发电机燃烧干净，二氧化碳和一氧化二氮排放量较低。 这应该会提高效率而不会降低可靠性，因为燃料可以储存在管道中以备使用。

整体可持续性

随着越来越多的供应商寻求实现可持续发展目标，以及对可持续标准和认证的兴趣增加，对节能实践的支持正在增加。 虽然隐含碳可能更难测量，但它肯定会影响项目的整体能源效率； 认真投资于可持续发展目标的供应商需要开始从头到尾全面地审视他们的项目。 来自供应商、利益相关者、运营商和业主的协作方法有助于为可持续材料、施工和运营实践提供信息。 利用整个项目的数据也很重要，以确保所有方面的碳排放量都得到衡量。 为了提升竞争优势并应对气候危机，可持续性需要成为数据中心设计和运营的重中之重。

作者：Eoin Byrne，是 Linesight 的总监。