在迈向数据中心可持续性和能源效率的大胆举措中,法国一家数据中心运营商与学术界合作,开创了一种新方法:利用数据中心余热种植藻类。
Data4集团与巴黎萨克雷大学合作开展了一个试点项目,旨在通过利用余热和捕获的二氧化碳(CO2)排放来培育生物质,为数据中心的循环能源开辟了新的可能性。
Data4集团的研究项目是为了应对再利用数据中心产生的热量和二氧化碳排放的“战略挑战”。国际能源署(IEA)和联合国都敦促数据中心减少二氧化碳排放,以应对气候变化,这一举措恰逢关键时刻。尽管多年来一直关注可持续性,但数据中心仍在努力控制热量输出。
调研机构Energy Innovation公司指出,大型数据中心产生的能源超过100MW,数据中心园区的电力容量可达300MW,足以为中型城市供电。据国际能源署称,数据中心和数据传输网络占能源相关温室气体(GHG)排放总量的0.6%。
数据中心运营商表款,尽管数据中心行业已经在探索能源再利用技术,例如为附近的家庭供暖,但这些解决方案只能捕获20%的热量。
这项最新计划旨在增加数据中心捕获的热量,并利用捕获的二氧化碳“重现自然光合作用机制”并种植藻类。然后,这些藻类将作为生物质被回收利用,以开发新的循环能源,并用于制造其他行业的生物产品,包括化妆品和农业食品。
巴黎萨克雷大学基金会主席Patrick Duvaut强调了这一概念的简单性,并将其与自然过程进行了类比,在自然过程中,藻类在热量和二氧化碳吸收的推动下生长,在塑造地球大气中发挥了关键作用。
Duvaut说,“30亿年来,地球大气中的二氧化碳含量是今天的1万倍,藻类可以吸收二氧化碳,利用来自太阳的热量生长,然后产生浮游生物和鱼类,最后出现人类。”
利用余热:数据中心可持续发展之路?
世界各地的数据中心公司都在投资可持续技术,重点关注热再利用潜力。
例如,Facebook公司在丹麦欧登塞的设施回收数据中心的热空气,为附近的家庭供暖,而法国初创企业Quarnot Computing公司通过数字加热器将数据中心的热量分配给客户,为客户提供免费供暖。在其他地方,在瑞典的SWE01基地,配备了一个用于风冷和液冷IT基础设施的回收系统。数据中心的所有余热都与当地的区域供热供应商合作回收利用。该项目满负荷运行后,将能够为该地区数万套公寓供暖。
瑞典的许多数据中心都致力于碳减排企业,如气候中和数据中心公约。atNorth公司的发言人Fredrik Jansson表示,他们正在积极寻求热量再利用方法,无论是在温室环境中还是在养鱼场中。
Jansson说,“从数据中心冷却过程中回收废热的能力也使客户能够使他们的数字基础设施脱碳,”
然而,在2022年正常运行时间研究所的报告中,为数据中心废热寻找替代用途的挑战是显而易见的。考虑到设计一个热再利用的数据中心在寒冷地区通常是可行的,尤其是在供暖占能源需求的50%,而其中70%依赖化石燃料的地区,探索替代方案至关重要,尤其是随着人工智能的作用不断扩大。
在今年的华盛顿数据中心世界大会上,来自美国能源部和学术界的专家强调了利用废热的重要性,并敦促业界开发创新的解决方案。
Kyle Mangini说,“通过寻找利用废热的方法,设施可以减少成本负担和碳足迹。”他负责阿默斯特学院科学中心(Amherst CollegeS cience Center)的所有实验室和机械系统。
重新构想废热管理
Data4集团几年来一直在解决数据中心热量浪费的问题。他们说,与巴黎萨克雷大学的新研发项目使他们能够在开发工业生态项目以减少消耗的同时集中资源。
Data4集团创新经理Linda Lescuyer说:“这个扩大的生物质项目满足了我们这个时代的两大挑战:粮食安全和能源转型。
Lescuyer说,正在展示的核心概念是使用一种统一的技术从数据中心提取热量,并将其引导到藻类培养中。这项技术包括藻类的收集,允许根据特定的商业模式灵活选择藻类的类型。
Lescuyer说:“温暖的国家不需要暖气,你可以想象,数据中心可以提供暖气,这些藻类可以用来生产鱼类,甚至可以用来生产一些可以吃的蔬菜。”
例如,在法国等不是本地生产鱼类的地区,藻类可以用作鱼类的农业食品,从而减少运输需求并降低食品的碳足迹。
Lescuyer说,这种方法可以创造新的当地企业、就业机会和食物来源。与其相反,在能源资源丰富但缺乏鱼类生产的地区,可以利用藻类进行能源生产,从而为生物循环能源系统提供所需的条件。例如,在西班牙等地区,制药业依赖藻类生产药物,当地的藻类生产可以减少与运输相关的二氧化碳排放,并且由于当地生产和社区成员的参与,可能会降低成本。
Omdia公司行业分析师Dominika Koncewicz表示,替代热再利用对数据中心的可持续性实践越来越重要,特别是在人工智能驱动下对电力和资源的需求不断增加的情况下。
Konecewicz说,“利用热量再利用来种植藻类是遏制二氧化碳排放的一个很好的例子,也是一个有希望的创新。这与主要数据中心参与者所追求的可持续发展目标是一致。然而,它的可扩展性和成功取决于有效的实施和集成到数据中心运营中。”
占领市场
巴黎萨克雷大学基金会主席Patrick Duvaut说,“从技术上来说讲,在可行性和可操作性方面几乎没有风险。这只是一个工程问题。这是非常有益的,然后增加了另一个循环步骤,因为可以将藻类转化为生物质子或生物氢气。”
在过去的十年里,欧盟一直在敦促成员国采用区域供热计划,为初创企业提供财政支持。这种推动背后的理由是,与传统的电力或天然气集中供暖系统相比,区域供暖效率更高,碳排放更少。
Duvaut表示,通过利用多余的热量和捕获二氧化碳来种植藻类,该项目将建立一个循环能源系统。或者,正如与初创公司“蓝色星球生态系统”合作进行的一项可行性研究所证明的那样,当考虑到相同的表面积时,藻类的碳捕获效率可以达到树木的20倍。
编译:Harris