评估数据中心对环境的影响


近年来，数据中心面临着对环境影响的审查。评估其影响，以找到减少环境破坏的方法。

评估数据中心对环境的影响

在国际能源署和联合国等组织的压力下，许多人认为数据中心可以通过采取行动减少环境影响来发挥作用。

全球范围内的数据中心使用了大量的能源和资源来驱动耗电的服务器，但与此同时，全球对数据中心服务的需求持续上升。这是当今整个行业正在进行的讨论，无论是在高管层还是在数据中心层。但是，为了进行有效的对话，从而实现更好的数据中心可持续性，请考虑数据中心如何使用资源以及如何影响环境。

数据中心对环境的影响

数据中心所面临的环境问题的严重性体现在各个领域。

1、能源使用

从服务器、存储和网络设备到支持这些设备的基础设施，数据中心消耗大量的能源和电力。服务器需要大量的能量来运行。

许多数据中心拥有数以万计的服务器和IT设备，所有这些都需要电力来运行和处理数据密集型工作负载。根据美国能源署的数据，数据中心是能源最密集的建筑之一，每层空间消耗的能源是典型商业办公楼的50倍。

根据国际能源署(IEA)的数据，数据中心的用电量占全球用电量的1%-1.5%。2021年全球数据中心用电量为220-320太瓦时，约占全球最终电力需求的0.9%-1.3%。与2015年相比，数据中心的能源使用增长了10%-60%。

也就是说，当数据中心的工作负载在同一时间段增加了160%时，这一增长并不可怕。这在很大程度上要归功于能源效率和电力使用效率(PUE)的提高，这有助于数据中心跟上不断增长的需求，同时减轻对环境的影响。

然而，国际能源署表示，这些努力还不够。数据中心和数据传输网络占能源相关温室气体(GHG)排放量的近1%，这些温室气体导致全球气温上升和气候变化。为了在2050年实现净零排放，到2030年必须将排放量减少一半。

2、水消耗

数据中心用水的主要方式是直接通过冷却过程来防止服务器过热，间接通过发电。

典型的冷却系统包括各种设备，从冷却塔和冷却机到管道和空调，目的是维持温度。大多数设备使用蒸发冷却，将数据中心内的热量转移并释放到外部环境中，并冷却进入的新空气。加湿器也可以用来保持适当的湿度水平，这一过程通常利用电来使水蒸发。

据Google称，Google数据中心平均每天消耗大约45万加仑的水，大约相当于一次灌溉17英亩草坪的水量。这是中间的频谱。整个范围包括每天可能使用大约10,000-15,000加仑的小型数据中心，以及每天可能消耗数百万加仑的超大规模数据中心。

此外，数据中心往往建设在干旱地区。例如，NBC新闻报道了Apple于2021年被批准在亚利桑那州建立一个数据中心。这个数据中心每天需要125万加仑的水来防止服务器过热。

数据中心正在寻找水源的地方，这也是一个有争议的领域。许多人从饮用水来源取水——由自来水企业维护的饮用水。例如，Google仅在25%的数据中心园区使用非饮用水。尽可能使用淡水的替代品，如再生水或循环水，特别是在缺水和干旱地区。

3、电子和有毒废物

根据联合国的规定，不正确处置的电气和电子设备被称为电子废物或电子垃圾。这种废物流可直接影响外部因素，如资源消耗、温室气体排放和有毒物质的排放。

联合国表示，在2019年，全球产生了53.6公吨的电子垃圾。自2014年以来，全球产生的电子垃圾增加了920万吨，预计到2030年将增长到7470万吨，仅在16年内就几乎翻了一番。大约8%的电子垃圾最终被填埋或焚烧。电子垃圾可能含有有毒的添加剂和有害物质。在没有适当电子废物管理基础设施的中低收入国家，电子废物通常难以安全管理和减少。

电子垃圾管理不当也会导致全球变暖。例如，在一些温度交换设备中发现的制冷剂是温室气体。2019年，不当丢弃的空调共向大气中释放了9800万吨二氧化碳当量。这相当于全球能源相关排放的约0.3%。由于数据中心可以容纳数以万计的IT设备，其为如何重用、翻新和回收过时或损坏的设备树立了榜样。

4、土地使用

数据中心的建设地点和建设方式会对环境产生影响。小型的数据中心可能占用10万平方英尺，但大型的数据中心可能需要数百万平方英尺。这是需要大量清理的土地，这可能会摧毁一个地区的生物多样性，并产生其他意想不到的广泛影响。

以数据中心提案为例，该提案名为弗吉尼亚州威廉王子县的威廉王子数字网关。建立数据中心需要重新规划2100英亩的土地。据《海湾日报》报道，包括国家公园管理局和弗吉尼亚州林业部在内的30多个地区和国家组织表示，该项目的影响可能是不可逆转的，并具有长期的有形和无形的环境成本。

5、温室气体排放

温室气体是将热量滞留在大气中的气体。这些气体包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。当这些气体被捕获时，可以在地球大气层中停留不同的时间，从几年到数千年不等。地球大气层的增厚使地球变暖。

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的说法，全球变暖超过1.5℃是令人担忧的重大原因。简而言之，这可能会导致我们的气候发生剧烈变化，包括从极端天气到完全物种灭绝的一切。

二氧化碳是人类活动排放的主要温室气体，主要是通过燃烧煤炭、天然气和石油等化石燃料排放的。数据中心的实际建设也可能是温室气体排放的主要来源。

如何使数据中心更具可持续性

  • 数据中心可以采用多种策略来脱碳，并开始走可持续发展的道路。
  • 投资可再生能源和更节能的设备，以优化可再生能源。虚拟化还可以减轻物理设备的负担。
  • 实施用水策略，尽可能使用替代水源，并探索不同的冷却方法。
  • 制定处置计划，,以无害的方式再利用、回收和分解旧设备。
  • 在建造一个新的数据中心或翻新一个旧的数据中心时，使用本地采购的碳含量较低的材料，比如石灰石而不是混凝土。
  • 计算温室气体排放量，以追踪实现气候目标的进展。碳捕获和封存也有助于大大减少二氧化碳的排放。

了解数据中心如何使用资源，以及如何影响环境。从长远来看，利益相关者可以共同努力重建和重新设计数据中心基础设施，使其更加环保和可持续。