Datasentre verden over har et større negativt klimaavtrykk enn luftfartsindustrien. Nå er det en løsning på plass i Trondheim.
Datasenterbransjen er en klimaversting. Det er en av bransjene på verdensbasis som bruker mest energi og slipper ut mest CO2. Forskerne ved SINTEF ble overrasket over, hvor mye mer energieffektivt og bærekraftig et Green edge-datasenter er, sammenlignet med andre norske og ikke minst europeiske datasentre.
– Jeg ble veldig glad da jeg leste SINTEF-rapporten. Min første tanke var: Vi klarte det! Sier kommersiell direktør i Green Edge Compute, Patrik Hagelin.
Dybdeanalyse
Innsparingspotensialet for CO2-utslipp er på nær 90 % sammenlignet med europeiske datasentre og 60 % sammenlignet med norske, ifølge Hagelin.
– Reisen vår startet i 2017. Vi bestemte oss for å gjøre noe med den enorme, negative påvirkningen datasenterbransjen har på klimaet vårt. Det var et svært ambisiøst og utfordrende mål. Nå bare fem år senere har vi en bærekraftig løsning på plass som er dokumentert gjennom SINTEFs forskning og resultater, sier Hagelin begeistret.
SINTEF utførte en dybdeanalyse av energi- og CO2-utslippene. Green Edge Computes idé var å utvikle bærekraftige, kompakte, edge datasentre i urbane områder. Hovedtanken er å bruke velprøvde teknologier på nye og innovative måter. Det innebærer blant annet å bytte ut luftkjøling med væskekjøling, at datasentrene blir plassert i eksisterende bygninger og å gjenbruke spillvarmen fra datasentrene i fjernvarmesystemer. Spillvarme som hovedsakelig er ubrukt i dag. Det første datasenteret, CEC One, ble satt i drift i mai i år. SINTEF fikk oppdraget å beregne og verifisere energiforbruket og klimaavtrykket.
Overrasket over de høye tallene
Hovedformålet var å svare på dette spørsmålet:
Hvilke energi- og utslippsbesparelser kan oppnås med et kompakt, væskekjølt datasenter med spillvarmeutnyttelse, sammenlignet med tradisjonelle datasentre? De høye tallene overrasket forskerne ved SINTEF
– Vi forventet å finne et sparepotensial, men vi ble overrasket over de høye tallene. I dette tilfellet viser resultatene et innsparingspotensial for CO2-utslipp på opptil 90 % sammenlignet med den europeiske referansen og 60 % sammenlignet med den norske. Vi har gått grundig gjennom resultatene flere ganger, og de er konsekvente, sier prosjektleder og forsker ved SINTEF, Ole Marius Moen.
Moen fortsetter:
– I GEC One gjenbrukes spillvarme og erstatter den fossile energikilden LPG-gass i fjernvarmesystemet. Det har betydelig effekt. Væskekjøling gjør det i tillegg mulig å gjenvinne spillvarmen ved en mye høyere temperatur. I datasenteret i Trondheim har spillvarmen i utgangspunktet en temperatur på 50 grader. Det er mye mer effektivt for en varmepumpe å øke
temperaturen fra 50 til 90 grader enn fra 20 til 90 grader. Varmepumpens effektivitet bidrar også på selvstendig grunnlag til besparelser på energiforbruk og CO2-utslipp.
Hovedfunn i analysen:
• Innsparingspotensialet for CO2-utslipp er på nær 90 % sammenlignet med den europeiske referansen og 60 % sammenlignet med den norske.
• Reduksjonen utgjør over 1500 tonn CO2 (60%) årlig sammenlignet med det norske datasenteret.
• Reduksjonen utgjør over 8000 tonn CO2 (90 %) i året sammenlignet med det europeiske datasenteret.
• Et Green edge datasenter bruker også mye mindre energi enn andre europeiske og norske datasentre. Årsaken er væskekjøling og spillvarmegjenvinning ved høyere temperatur med en mer effektiv varmepumpe.
Med bærekraft som forutsetning
HPE (Hewlett Packard Enterprises) har vært en viktig strategisk partner for Green Edge Compute. HPE har levert serverne produsert av Intel, lagringsteknologi og annet avansert utstyr som brukes i datasenteret til kjøling og varmedistribusjon. Serverne er skreddersydd for å tåle tunge databelastninger. De både produserer og tåler mer varme enn tradisjonelle servere. Teknologien er velprøvd, men den satt sammen og designet på nye og innovative måter. Administrerende direktør i HPE, Thomas Kraft er imponert over resultatene.
– GECs gode idé har gjort det mulig for oss å være en del av dette banebrytende arbeidet for datasenterbransjen. Det har vært en svært spennende prosess, og SINTEF-rapporten viser at resultatet er vellykket. Det er nå bevist at det er mulig å bygge datasentre med bærekraft som forutsetning. Jeg tror andre land kan lære mye av det Green Edge Compute gjør i Trondheim. Resultatene kan tiltrekke internasjonale datasenteraktører til Norge i tillegg til flere lokale og internasjonale kunder til det nye datasenteret. Green Edge har nå ammunisjonen de trenger til å overbevise offentlig og privat sektor om at det er mulig å få til og bærekraftig digitalisering, sier adm.dir. Thomas Kraft.
– Som hånd i hanske
Det nye grønne datasenteret ligger i Sluppen-området i Trondheim. Det er et betydelig utviklingsområde med fokus på bærekraftig byomstilling. Kommunen står i spissen for en Smart City-transformasjon på Sluppen. Det EU-finansierte prosjektet +CityxChange har som mål å skape grønne, energipositive distrikter som kan skaleres og kopieres over hele Europa. Prosjektleder, Bjørn-Ove Berthelsen, er begeistret over resultatene.
– Sluppen er et viktig demonstrasjonsområde for energiressursoptimalisering og lokal produksjon og utnyttelse av fornybar energi. Vi ønsker å ikke bare kunne kalle oss selv, men faktisk være Norges teknologihovedstad. Green edges datasenter passer oss som hånd i hanske, sier Berthelsen, prosjektleder for Lighthouse City Trondheim og +CityxChange.
– SINTEF-rapporten beviser for andre potensielle samarbeidspartnere, og oss, at dette konseptet kan være avgjørende og forvandle framtiden til hele bransjen. Det gir oss en klar retning for hvordan vi kan løse det økende problemet med økende energiforbruk og manglende bærekraft. Det er en fjær i hatten at et slikt datasenter dukker opp i Trondheim først, sier Berthelsen.
– Teknologi skaper positiv miljøpåvirkning
I tillegg til teknologigigantene Intel og HPE, er Telenor en annen, viktig strategisk partner for Green Edge Compute. Telenor har levert cybersikkerhetsplattformen som beskytter alle datasenterkundene mot fiendtlige angrep. De vil kontinuerlig overvåke all trafikk, og samarbeidet sikrer at offentlige og private kunder drar nytte av høyest mulig sikkerhetstiltak. Telenor skal også etter hvert levere tilkoblingen mellom alle Green Edge Compute sine datasentre.
Adm.dir i Telenor Norge, Birgitte Engebretsen, er begeistret over de gode resultatene.
– Dette er et utmerket eksempel på hvordan teknologi kan skape en positiv miljøpåvirkning. Norske datasentre gir bærekraftige løsninger, sysselsettingsmuligheter og andre positive ringvirkninger for lokalsamfunn. Det er inspirerende for oss i Telenor å bidra med kritisk infrastruktur og sikkerhetsløsninger til Green edge sitt datasenterprosjekt, sier hun.
Spillvarmegjenvinning gjennom væskekjøling avgjørende
Når vi skal undersøke mer i dybden hvorfor GEC One er mye mer bærekraftig enn sine tradisjonelle motparter, må den norske og den europeiske referansen behandles separat.
Årsakene til at GEC One er mer klimavennlig enn det andre norske referansedatasenteret:
• Overskuddsvarmen som produseres av datasenteret kan gjenbrukes i fjernvarmeanlegg. Denne energikilden er hovedsakelig ubrukt i andre norske datasentre.
• Gjenbruksvarmen erstatter andre energikilder som fjernvarmeaktørene bruker i dag. I dette eksemplet er det ment å erstatte 30 prosent LPG (flytende petroleumsgass)
• Væskekjøling gjør at varme kan gjenvinnes ved høye temperaturer. Dette blir en svært effektiv energigjenvinningsmetode, kombinert med en varmepumpe som hever temperaturen til fjernvarmenivå.
• SINTEF har beregnet at energi- og utslippsbesparelsen er henholdsvis ca. 80 % og 96 % i sum for fjernvarme.
• Utslippsreduksjonen på fjernvarmesiden utgjør om lag 2/3 av den totale reduksjonen. Datasenteret er mer energieffektivt på grunn av væskekjøling, som er mindre energikrevende enn luftkjøling, men dette har liten betydning totalt sett. Den siste delen av reduksjonen (1/3) kommer hovedsakelig fra reduserte utslipp knyttet til produksjon av infrastruktur, og da spesielt IT-relatert infrastruktur.
Forventer stor utvikling av datakraft
– CO2-utslippene reduseres betydelig, fordi GEC bruker færre servere med samme datakraft i sine kompakte anlegg. Serverne og deres levetid er generelt avgjørende når vi skal vurdere CO2-utslipp, men her spilte det en overraskende avgjørende rolle. Analysen viser at utstyret og serverne står for de mest betydelige utslippene knyttet til livssyklusen. I tillegg er det en fordel at datasenterne til GEC plasseres i eksisterende bygg, men antall servere er mye mer kritisk, sier forsker og prosjektleder Ole Marius Moen.
Han understreker at det er noen usikkerhetsmomenter knyttet til funnene. Det er usikkerhet i kildematerialet. I tillegg ble livsløpsanalysen gjennomført med en totallengde på 30 år, mens serverne forutsettes byttet ut hvert fjerde år. Basert på historisk utvikling forventer vi at det vil skje mye i utviklingen av datakraft i den perioden.
Bruker 50 % mer energi på samme mengde datakraft
Grunnene til at GEC One er mer klimavennlig enn det europeiske datasenteret:
De viktigste energibesparelsene ligger i at det totale energiforbruket i et europeisk datasenter er mye høyere enn i den norske referansen.
– Et datasenter i EU bruker 50 % mer energi på å levere de samme datatjenestene og datakraften sammenlignet med det vi beregnet for GEC One. Referansen har en PUE – Power Usage Effectiveness (forholdet mellom totalt strømforbruk og IT-relatert strømforbruk) på 1,7, mens det for GEC One er beregnet til 1,1. Det ideelle er 1,0 fordi i et slikt tilfelle vil alt energiforbruk gå til datakraft. Det betyr et betydelig energisparepotensial. Når du legger til gjenbruk av spillvarmen til fjernvarme, får du en total energisparegrad på 46,5 prosent, sier forsker og prosjektleder Ole Marius Moen.
Ti ganger mer CO2
– Utslippsbesparelsene sammenlignet med den europeiske datasentervarianten er knyttet til det generelle energiforbruket gjennom hele livssyklusen. Utslippsfaktoren for elektrisitet i EU sammenlignet med Norge er mer enn ti ganger så høy. Det betyr at hver kilowatt elektrisitet som produseres i et europeisk datasenter slipper ut mer enn ti ganger mer CO2. Det har en betydelig innvirkning på resultatene. Sammenlignet med den europeiske referansen vil fjernvarmeelementet og serverne gi et relativt mye mindre bidrag enn i den norske fordi CO2-utslippene i utgangspunktet er så mye høyere, sier Moen avslutningsvis.
