Aussichten für die ökologische Nachhaltigkeit globaler Rechenzentren

Der globale Rechenzentrumssektor wird auf etwa 416 Terawatt geschätzt, was etwa 3 Prozent des gesamten Energiebedarfs entspricht. In Südostasien herrscht eine hohe Nachfrage, und der Energiebedarf steigt, da Länder in der Region neue Rechenzentrumsinfrastrukturen hinzufügen.

Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen von Rechenzentren haben einige Länder und Stadt-Staaten dazu veranlasst, Beschränkungen für den Bau neuer Einrichtungen aufzuerlegen. Beispielsweise hat Singapur 2019 die Entwicklung neuer Rechenzentren ausgesetzt. Jetzt ist dieses Moratorium vorbei --, aber neue Rechenzentren können nur "mit der besten-in-Ressourceneffizienz" gebaut werden.

Der Druck, die Umweltleistung von Rechenzentren zu verbessern, kommt nicht nur von Regierungen und Regulierungsbehörden. Betreiber von Hyperscale-Rechenzentren wie Google (Alphabet), Apple, Facebook (Meta), Amazon und Microsoft (GAFAM) suchen zunehmend nach Verbesserungen. Letztes Jahr hat sich Google Data Centers das Ziel gesetzt, alle seine Cloud-Rechenzentren bis 2030 rund um die Uhr mit kohlenstofffreier- Energie zu versorgen.

Aber was bedeutet der Wechsel zu saubereren, nachhaltigeren Anlagen für Geräte wie Dieselgeneratoren?

Es sollte beachtet werden, dass Generatoren in Rechenzentren keine großen CO2-Emittenten sind, da sie selten und nur für kurze Zeiträume verwendet werden. Dieselgeneratoren versprechen jedoch immer noch eine verbesserte Umweltleistung durch Generatoroptimierung, Reduzierung regelmäßiger Feldtests und Hinzufügen von Abgasnachbehandlung und Biokraftstoffen.

Entwickeln Sie einen Fahrplan für nachhaltige Entwicklung

Grob gesagt gehören zu den Rechenzentren in Südostasien drei große Energiekonzerne: Stromerzeugung oder -versorger vor Ort-; Anlagensysteme wie Kühlung und Stromverteilung; und IT-Systeme. Verbesserungen in jedem dieser Bereiche können erheblich zu mehr Nachhaltigkeit beitragen.

Generatoren gehören zur ersten Gruppe und stellen eine-kritische Stromerzeugung vor Ort-dar, hauptsächlich aus Diesel, aber manchmal auch aus Erdgas. Tier-1-Rechenzentrumsbetreiber in Ländern wie Singapur, Südkorea und Japan spezifizieren höher eingestufte Generatoren-, um ihnen zu helfen, betriebliche Effizienz zu erreichen und Kosten zu senken.

Ein 4-MW-Dieselgeneratorsatz liefert den größten Teil der erforderlichen Notstromversorgung. Sie reagieren höchst zuverlässig auf Stromausfälle im lokalen Übertragungsnetz. Größere Stromknoten packen hohe Leistung auf kleinem Raum – entscheidend, wenn der Platz knapp ist. Darüber hinaus ist Diesel in den meisten Regionen üblich und kann vor Ort sicher gelagert werden, während Ersatzteile und Reparaturen für Generatoren einfach zu arrangieren sind.

Diese geschäftskritische Rolle{0}} bedeutet, dass sie selten aufgerufen werden, wodurch die Kohlendioxidemissionen begrenzt werden. Die Hersteller sind sich jedoch der Notwendigkeit bewusst, die Umweltleistung kontinuierlich zu verbessern und damit die Generatoren erheblich zu optimieren.

Zum Beispiel sind Kohler-Generatoren so konstruiert, dass sie alle relevanten Emissionsnormen in Südostasien und anderen wichtigen Regionen, einschließlich Europa und den Vereinigten Staaten, erfüllen. Diese Konformität kann durch hochgradig optimiertes internes Generatordesign und Nachbearbeitung-erreicht werden.

Fortschritte in der Generatorwartung

Bei vielen Betreibern von Dieselgeneratoren kommt es häufig zu "Nassablagerungen", bei denen unter-unterbrannte Gase aus dem Abgassystem entfernt werden, was zu einer Verschlechterung des Generators und einer drastischen Verkürzung seiner Nutzungsdauer führt und auch zu Verstößen gegen die Emissionsvorschriften führen kann . Dies tritt vor allem dann auf, wenn Generatoren oft mit geringer oder gar keiner Last betrieben werden, weil die Rechenzentrumsgeneratoren nicht für die benötigte Leistung ausgelegt sind oder weil im Betrieb nicht immer genügend Last zur Verfügung steht.

Der effektivste Weg, einen nassen Stapel während des monatlichen Trainings zu vermeiden, besteht darin, den Generator mit der empfohlenen Mindestlast zu betreiben. Da die Betreiber von Rechenzentren jedoch nicht zum Aufbau von Lasten übergehen möchten, erfordern monatliche Praktiken die Verwendung von Lastbehältern, die zur Ergänzung oder Durchführung von Lastwartungsaktivitäten verwendet werden können. DasBank ladenDer Test dient dazu, die Belastung des Generators künstlich zu erhöhen, um die angesammelte Belastung zu verbrennen.

Viele Anlagen verfügen über Lastreserven, die auf vor vielen Jahren erstellten Wartungsplänen basieren. Moderne Dieselgeneratorkonstruktionen verwenden jetzt eine Vielzahl von Techniken, um die Betriebseffizienz zu verbessern und den Spalt zwischen dem Kolben und den Kolbenringen zu verringern, sodass unverbrannter Kraftstoff entweichen kann. Kombiniert mit Weiterentwicklungen wie Common-Rail-Systemen reduziert diese Weiterentwicklung Bewegungsbelastungen, indem sie Verbrennungsgase einschließt und die Bildung von geformten Ladungen fördert.

Die Einsparungen durch den Wechsel von monatlichen Belastungstests zu jährlichen Belastungstests sind erheblich. Beispielsweise verbrennt ein 3250-kW-Lastbankzyklus, der 30 Minuten pro Monat läuft, etwa 660 Gallonen Dieselkraftstoff und stößt 186 Pfund Schadstoffe pro Jahr aus. Im Vergleich dazu verbraucht dieselbe monatliche -Leerlaufübung weniger als 300 Gallonen pro Jahr, wodurch die Gesamtschadstoffemissionen pro Pfund um etwa 82 % pro Jahr reduziert werden.

Erneuerbare Biokraftstoffe kommen in den Mix

Ein weiterer Bereich des ökologischen Fortschritts ist die Einführung der neuesten erneuerbaren Kraftstoffe wie mit Wasserstoff behandelte Pflanzenöle (HVO), die häufig paraffinische flüssige Kraftstoffe auf Bio--Basis enthalten, die aus bestehenden landwirtschaftlichen Rohstoffen wie Raps-, Sonnenblumen- und Sojaöl hergestellt werden. Dies sind geradkettige Kohlenwasserstoffe, die frei von Aromaten, Sauerstoff und Schwefel sind und hohe Cetanzahlen liefern können.

Wichtig ist, dass HVO eine einfache und effiziente Lösung für erneuerbare Energien darstellt, die zu 90 Prozent CO2-neutral ist. Sie sind einfacher zu lagern als Biodiesel und bieten eine "Plug-in"-Lösung, die in herkömmlichen Dieselgeneratoren verwendet werden kann.

Es kann auch mit Diesel gemischt werden, um den Übergang zu erleichtern. Infolgedessen sind viele Diesel-Industriegeneratoren von Kohler bereits mit paraffinischen synthetischen HVO-Biokraftstoffen kompatibel.

Batterien und Brennstoffzellen

Was ist mit revolutionären schrittweisen-für-Lösungen wie Batterien und Brennstoffzellen?

Eine mögliche Lösung könnten -Batterien im Versorgungsmaßstab sein, die auf Fortschritten in der Lithium--Ionen-Technologie in Kombination mit erneuerbaren Energiequellen basieren. Einige Hyperscaler arbeiten an Batteriesystemen im Megawatt--Maßstab.

Interessanterweise könnten erneuerbare Energien- plus- Speichertechnologien potenziell in Grid-Service-Anwendungen eingesetzt werden – Vor--Batterien in Einrichtungen wie Rechenzentren könnten verwendet werden, um Versorgungsunternehmen bei der Bewältigung von Netzschwankungen zu unterstützen. Zu den Herausforderungen für batterie-basierte Systeme gehören Zuverlässigkeit, Qualität und Kosteneffizienz-, aber es werden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten unternommen, um diese Bedenken auszuräumen.

Auch als umweltfreundliche Notstromlösung stellen Wasserstoff-Brennstoffzellen eine spannende Technologie dar. Ebenso implementieren Rechenzentrumsbetreiber und ihre Industriepartner Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen, die Wasserstoff und Sauerstoff bei der Erzeugung von Wasserdampf und Strom kombinieren, zum Proof-of-Konzept. In einem Experiment wurde ein 250-Kilowatt-Brennstoffzellensystem verwendet, um eine Reihe von Rechenzentrumsservern 48 Stunden lang kontinuierlich mit Strom zu versorgen.

Die Herausforderungen für Wasserstoff liegen in der Skalierbarkeit und den Kosten. Es wird geschätzt, dass 100 Tonnen Wasserstoff benötigt werden, um 30 MW IT-Ausrüstung 48 Stunden lang zu betreiben. Ein Lieferwagen kann 2 Tonnen Wasserstoff transportieren, sodass ein zwei-tägiger Ausfall etwa 50 Wasserstofflieferungen erfordern würde. Wasserstoff bleibt jedoch eine spannende Möglichkeit, und Kohler entwickelt einen Prototyp eines 60-kW-Wasserstoffgenerators unter Verwendung der Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellentechnologie.

Rechenzentren der nächsten -Generation in Südostasien müssen umweltfreundlicher und nachhaltiger denn je sein. Diese Verschiebung könnte durch kontinuierliche Fortschritte an mehreren Fronten erfolgen – von neuen Wartungsstrategien und der Einführung erneuerbarer Brennstoffe bis hin zur Verwendung fortschrittlicher Brennstoffzellen und Batterien, um sicherzustellen, dass nachhaltigere Rechenzentren Realität werden.