ما أهمية مقاييس WUE في مراكز البيانات؟

مع زيادة عدد مراكز البيانات، يزداد الطلب على الكهرباء. تستهلك معدات تكنولوجيا المعلومات قدرًا كبيرًا من الطاقة، مما قد يؤدي إلى توليد الكثير من الحرارة. تعتمد العديد من مراكز البيانات بشكل أساسي على المياه لتبريد بنيتها التحتية. تعتبر المياه بشكل عام أكثر وفرة وفعالية من حيث التكلفة من الكهرباء. في عام 2011، أنشأت Green Grid مقياس WUE (فعالية استخدام المياه) لقياس استدامة مراكز البيانات من حيث استخدام المياه وعلاقتها باستهلاك الطاقة.

لفهم التأثير على البيئة، يأخذ مشغلو مراكز البيانات وحدات PUE على محمل الجد. نظرًا لأن حساب PUE لا يتضمن استهلاك المياه، فإن تحويل عبء التبريد من الكهرباء إلى الماء يمكن أن يحسن PUE. وفي حين أن هذا يوفر وسيلة لمراكز البيانات لتقليل استهلاك الطاقة، إلا أن ترجمتها إلى تأثير بيئي أقل لا تزال بعيدة المنال. تتطلب العديد من الخوادم في مراكز البيانات واسعة النطاق قدرة تبريد أكبر، مما يضع عبئًا كبيرًا على موارد المياه المحلية. وبالنظر إلى أن مراكز البيانات غالبا ما تقع في المناطق التي من المرجح أن ندرة المياه فيها في المستقبل، يصبح WUE مقياسا رئيسيا. عند دمجها مع PUE، يمكن أن توفر WUE نظرة عامة شاملة على كفاءة المنشأة.

لحساب WUE، تكون الصيغة كما يلي:

بالنسبة لمراكز البيانات التي تحتوي على أنظمة تكييف الهواء المبردة بالمياه، يشمل استهلاك المياه بشكل أساسي تبخر مياه التبريد، وتصريف مياه التبريد، ومياه الترطيب لغرف تكنولوجيا المعلومات، وتخفيف المياه للمعدات، ومياه صيانة المعدات، ومياه التشغيل والصيانة لنظام التبريد.

يشير انخفاض WUE إلى استخدام أكثر كفاءة للمياه في مركز البيانات. نظام التبريد بتبخر الماء في نظام التبريد يمكن أن يقلل من قيمة PUE، ولكنه يؤدي أيضًا إلى زيادة استهلاك المياه، وهناك علاقة سلبية معينة بين PUE وWUE.

وتشير التقديرات إلى أن صناعة مراكز البيانات تمثل 1% من الاستهلاك العالمي للكهرباء (جونز 2018). في المتوسط، تستخدم مراكز البيانات 1.8 لترًا من المياه العذبة لكل 1 كيلووات ساعة من طاقة تكنولوجيا المعلومات المستهلكة (Shepherd et al., 2016,28). للمقارنة، يتطلب الأمر 57 لترًا من الماء لتوليد 1 كيلووات ساعة من الكهرباء في الولايات المتحدة (Dieter et al. 2018,42). تقليديا، ركزت أهداف التنمية المستدامة على الطاقة بدلا من المياه، ولكن هذا الاتجاه بدأ يتغير.

يتطلب تحقيق حل تبريد مركز البيانات الأكثر استدامة تحقيق التوازن بين استخدام الكهرباء والماء. تأتي تقنية التبريد التي لا تستخدم المياه على الإطلاق (WUE 0) على حساب استهلاك الكهرباء، وبالتالي فهي ليست الحل الأكثر استدامة. ومع تطور التكنولوجيا، فإن الحلول الأكثر استدامة هي تلك التي تعتمد على كفاءة الطاقة الشاملة وإدارة المياه والتكلفة الإجمالية للملكية. على سبيل المثال، إذا تمت معالجة المياه بحمض مثل حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك أو حمض الأسكوربيك بدلاً من معدات معالجة المياه الإضافية، فيمكن إعادة استخدام المياه عدة مرات، مما يقلل من كمية المياه الإضافية المطلوبة.

"من الأهم أن نأخذ في الاعتبار جودة المياه المستخدمة. هل مياه الصرف الصحي المعالجة مناسبة لمراكز البيانات لتبريد وشطف مراحيضنا أو ري مروجنا؟ لدينا نموذج للبنية التحتية للمياه لمرة واحدة يعالج المياه بأعلى جودة وبعد ذلك يستخدم تلك المياه لأغراض لا تتطلب مياه صالحة للشرب، مثل تبريد مراكز البيانات." "قال الدكتور نيوشا ك. عجمي، كبير مسؤولي الإستراتيجية والتطوير للأبحاث في مختبر بيركلي لمنطقة علوم الأرض والبيئة.

تحاول الآن أسماء كبيرة مثل Microsoft وGoogle تمهيد الطريق أمام صناعة مراكز البيانات للتحرك نحو الطاقة المتجددة وطرق العمل الأكثر استدامة. تلتزم Google باستخدام بدائل المياه العذبة حيثما أمكن ذلك، سواء كانت مياه الصرف الصحي أو المياه الصناعية أو مياه البحر. وحتى الآن، يستخدم أكثر من 25 بالمائة من مراكز بيانات الشركة المياه المعاد تدويرها أو المياه غير الصالحة للشرب.

أما بالنسبة لمايكروسوفت، فقد قام نويل والش، نائب رئيس الشركة للعمليات السحابية والابتكار، بالتدوين العام الماضي حول كيفية بحث الشركة حاليًا عن حلول إبداعية ومبتكرة لعمليات مراكز البيانات للمساعدة في تحقيق أهداف الاستدامة الخاصة بها. لقد أصبح هناك الآن التزام بتقليل استخدام المياه في عمليات مراكز البيانات بنسبة 95% بحلول عام 2024، مما يعني أنه يجب مراجعة جميع جوانب العمل لتقليل استخدام المياه والقضاء عليه. على سبيل المثال، تم الآن تقديم نهج جديد لإدارة درجة حرارة مركز البيانات للمساعدة في توفير حوالي 5.7 مليار لتر من التخزين سنويًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء أبحاث حول التبريد بالغمر السائل للمساعدة في تحقيق مستقبل تبريد خالٍ من الماء.

بسبب تغير المناخ والنمو السكاني العالمي، ستصبح المياه العذبة نادرة في المستقبل. ستظل مراكز البيانات التي تم بناؤها اليوم تعمل لمدة 30 عامًا. يجب على مشغلي مراكز البيانات وضع خطط طوارئ لفهم كيفية الحفاظ على العمليات دون الاعتماد على المياه. لقد قامت العديد من شركات مراكز البيانات بعمل ممتاز في تحسين الممارسات المستدامة داخلها وفي الصناعة ككل. لكنهم بحاجة إلى إلقاء نظرة أطول على التحديات التي ستواجهها الصناعة والعالم في السنوات المقبلة.