Big Techin tekoälyn palvelinkeskuksen työntö synnyttää uuden lämpötalouden

Dublinin teknologiayliopiston opiskelijat nauttivat tekoälyn odottamattomasta edusta – se auttaa lämmittämään kampuksensa.

Vuodesta 2023 lähtien Dublinin teknisen yliopiston Tallaght-kampus on ollut yksi kasvavasta määrästä Lounais-kaupungin esikaupunkialueen rakennuksia lämmitetään läheisen Amazon Web Services -palvelinkeskuksen hukkalämmöllä.

Palvelinkeskukset ovat aina tuottaneet ylimääräistä lämpöä, mutta integraatio kaukolämpöverkkoihin on ollut hidasta, sillä näiden sähkönsyövän tilojen tuottama hukkalämpö on tyypillisesti liian matalaa lämmittääkseen suoraan muita rakennuksia.

Se on nyt muuttumassa. Tekoälybuumin edetessä ja palvelinkeskukset täyttyvät yhä useammin kehittyneiden sirujen hyllyistä, jotka vaativat jopa kolminkertaisen laskentakapasiteetin kuin ennen, operaattoreiden on täytynyt löytää uusia tapoja tasapainottaa tehokkuuden maksimointi kestävyydestä tinkimättä.

Tekoäly on “käänne”, joka tekee siitä houkuttelevamman, sanoo Adam Fabricius, lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointilaitteiden toimittaja Sav Systemsin kaupallinen johtaja ja sen sisaryrityksen EnergiRavenin lämpöverkkojen tutkija.

“Jännittävä asia on, että tekoäly voi antaa sinulle korkeampia lämpötiloja, ja vesijäähdytys tekee siitä paljon helpompaa. Tarvitset paljon vähemmän laitteistoa näiden järjestelmien yhdistämiseen”, hän kertoi CNBC:lle.

Lämmön toimittaminen kaukolämpöverkkoon antaa datakeskuksille “lisän sosiaalisen luvan”, Kansainvälisen energiajärjestön Brendan Reidenbach kertoi CNBC:lle.

“Se ei ehkä ole loppujen lopuksi kovin kustannustehokasta paperilla, mutta se edistää hyvää sosiaalista vaikutusta muuttamalla potentiaalisen huonon uutisen lisääntyneistä datakeskuksista hyväksi uutiseksi tarinaksi siitä, mikä lopulta on hiilidioksidipäästötöntä lämmöntuotantoa. Joten se on hyvin pitkälti win-win-tilanne”, hän lisäsi.

Big Tech on ottanut käyttöön oikeudenmukaisesti. Microsoft ilmoitti suunnitelmistaan ​​polttaa Høje-Taastrup kaukolämpöverkko Tanskassa; an Equinix datakeskus lämmittää 1 000 kotia Pariisissa; ja Google julkisti mittavan lämmön talteenottoprojektin Haminan tehtaallaan.

Irlanti oli yksi kahdesta Euroopan maasta, joka pakotti keskeyttämään uusien datakeskussovelluksien käytön, koska sähköä nälkäiset tilat rasittivat Dublinin verkkoa kuluttaen 22 prosenttia pienen maan sähköstä vuonna 2024. Irlanti lopulta helpotti moratorioaan viime vuoden lopulla, kun tekoälybuumi näki mielikuvien kääntyneen tilojen taloudelliseen potentiaaliin.

Irlanti on “käytännöllisesti katsoen tyhjä liuske”, koska maassa ei ole aiemmin ollut kaukolämpöjärjestelmää, sanoi IEA:n Reidenbach. Tallaght-järjestelmä osoittaa integroidun suunnittelun edut, koska se tuo yhteen voima- ja jakeluverkko-operaattorin, hän sanoi.

Vuonna 2020 paikallishallinto perusti Irlannin ensimmäisen voittoa tavoittelemattoman energiayhtiön, Heat Worksin. Läheisen AWS-palvelinkeskuksen hukkalämpö toimittaa 100 % lämmöstä verkkoon.

“Vaikka olemme vasta toista seurantavuotta, meillä on todisteita siitä, että projekti on rajoittanut altistumistamme markkinahintasokkeille yleisesti”, Rosie Webb, TU Dublinin hiilidioksidipäästöjen vähentämisestä vastaava johtaja, kertoi CNBC:lle sähköpostitse.

TU Dublinin laskelmien mukaan kampus vähensi noin 704 tonnia hiilidioksidia vuonna 2024 huolimatta kahden uuden rakennuksen lisäenergiantarpeesta.

AWS:n Tallaghtissa sijaitseva datakeskus tarjoaa “ainutlaatuisen mahdollisuuden” käyttää lämpöä uudelleen, sanoo yhtiön maajohtaja Niamh Gallagher. Järjestelmän, jonka mukaan AWS tarjoaa kierrätyslämpöä ilmaiseksi, suunniteltiin alun perin lämmittävän 55 000 neliömetriä julkisia rakennuksia, kolme kertaa kaupungin Croke Park -stadionin kentän kokoista aluetta, sekä liiketilaa ja 133 asuntoa.

“Se on win-win, kun voimme tunnistaa erityisen projektin, joka käyttää infrastruktuuriamme tukeakseen yhteisön ilmastotavoitteita”, Gallagher sanoi CNBC:lle.

Energiatutkimusyhtiö Wood Mackenzien sähköverkkopäällikön Ben Hertz-Shargelin mukaan Eurooppa on lämpöverkkojen suhteen paljon edistyneempi kuin Yhdysvaltoihin.

Jotkut keskikokoiset palvelinkeskukset, jotka sijaitsevat lähempänä suurkaupunkialueita, ovat todennäköisesti parhaimmassa asemassa hukkalämmön toimittamisessa, Hertz-Shargel sanoi. Hän lisäsi, että Equinix – joka, kuten AWS, ei tee voittoa toimittamastaan ​​hukkalämmöstä, on esimerkki tästä.

Kuitenkin lupaviiveet ja korkeat investointikustannukset lämpöverkkojen rakentamisessa ja datakeskusten integroinnissa järjestelmään tekevät mallin skaalaamisesta haastavaa.

Siellä on myös elinkaaren epäsuhta. Kaukolämpöverkolle annetaan tyypillisesti 30 vuoden käyttöikä, Reidenbach sanoi, kun taas konesalin laitteille annetaan vain seitsemästä kymmeneen vuotta. “Se jättää erittäin suuren riskin hukkaan joutumisesta”, hän lisäsi.

Nexalus, lämpö- ja tiedetekniikan yritys, joka patentoi teknologiansa Trinity Collegesta Dublinista Irlannissa, tutki tapoja saada lämpöä talteen palvelinkeskuksissa olevista kuumista GPU:ista ja prosessoreista.

Yritys käyttää jet Impingement -nestejäähdytystä parantaakseen lastujen suorituskykyä samalla kun se sieppaa hukkalämpöä paljon korkeammassa lämpötilassa. Sen sijaan, että se tuottaisi “matalalaatuista” lämpöä, järjestelmä tuottaa noin 55-60 celsiusastetta ilman lämpöpumppuja – tarpeeksi kuumaa käytettäväksi uudelleen suoraan kaukolämmössä, Nexaluksen toimitusjohtaja Kenneth O’Mahony kertoi CNBC:lle.

Muut datakeskukset tyypillisesti vapauttavat ylimääräistä lämpöä noin 30-35 celsiusasteessa, mikä tekee siitä paljon vähemmän käytännöllistä uudelleenkäyttöä varten, kertoo yritys, joka myös kartoittaa siruista tulevan lämmön, jotta se voi kohdistaa kuumimmat alueet jäähdytystä varten.

“Se on kuin suihkupää suihkussa. Jos sinulla on kipua olkapäässäsi, käännät sen kohtaan, johon haluat sen menevän. Näin teemme, ja kartoitamme sen maksimoidaksemme vaikutuksen jokaiseen yksittäiseen pelimerkkiin”, O’Mahony sanoi.

“Näemme datakeskukset energian lainaajina ja itse asiassa energiaa tuottavina”, hän lisäsi. “Haluamme, että palvelinkeskuksesi on upotettu kaupunkien rakennusvaiheeseen, kerrostalojen suunnitteluun… tuottaen tarpeeksi lämpöä koko rakennuksellesi.”

Nexalus ei ole ainoa yritys, joka tutkii tätä tekniikkaa. Nvidia äskettäin herätti hälytyksen jäähdytysmarkkinoilla, kun se julkisti seuraavan sukupolven Rubin-sirunsa, joita ei tarvitse jäähdyttää niin paljon kuin aikaisempia malleja.

Rob Pfleging, Modulaarista nestejäähdytystä tarjoavan Nautilus Data Technologiesin toimitusjohtaja, sanoi saaneensa “väreet” nähdessään Nvidian ilmoituksen, koska hän on pitkään keskittynyt veden lämpötilan nostamiseen “huomattavan määrän tehokkuuden lisäämiseksi”.

“Hieno asia siinä [Nvidia] ilmoitus on [that it’s] oikeaan suuntaan, koska se mahdollistaa nyt myös tuon lämmön paljon helpomman uudelleenkäytön”, Pfleging kertoi CNBC:lle.

Myös muut kuin Irlannin kaupungit haluavat omaksua tällaisia ​​malleja. Ison-Britannian viranomaiset vierailivat lokakuussa Tanskassa katsomassa, kuinka datakeskukset liitetään kaukolämpöverkkoihin, ja oppiakseen Pohjoismaiden menestyksestä. Iso-Britannia toivoo voivansa skaalata lämpöverkkoja 20 prosenttiin kansallisesta lämmöntarpeesta vuoteen 2050 mennessä nykyisestä 3 prosentista.

EnergiRavenin ja tanskalaisen energiakonsulttiyrityksen Viegand Maagøen analyysin mukaan datakeskusten hukkalämpö voisi tuottaa riittävästi lämpöä ainakin 3,5 miljoonaan kotiin vuoteen 2035 mennessä, jos lämpöverkkoja laajennetaan rinnakkain tekoälyinfrastruktuurin kanssa.

Ylimääräisen lämmön käyttäminen yhteisön tehoon mahdollistaa elektronien tehokkaan käytön kahdesti, väitti Matthew Powell, joka tekee tutkimusta EnergiRavenissa.

“Jokainen kilowatti energiaa, jota käytämme uudelleen, on kilowatti energiaa, jota meidän ei tarvitse tuoda”, sanoi Fabricius ja lisäsi, että jos se sitten korvaa maakaasun, se on geopoliittisesti ja taloudellisesti järkevämpää.

“Käytät sitä kerran laskentaan, ja sitten käytät lämpöä uudelleen ihmisten kotien lämmittämiseen, jotka olisivat muuten tuotettu kaasusta, jos se olisi kattila”, hän kertoi CNBC:lle.

Kun kysyttiin riskeistä, jotka liittyvät yksityiseen datakeskukseen luottaen ydinenergian toimittamiseen, TU Dublin sanoi, että Tallaghtin kaukolämpöjärjestelmä ei ole riippuvainen yhdestä lähteestä. Yliopisto tutkii geotermisen energian käyttöä ja suunnittelee ottavansa mukaan useita uusiutuvia lähteitä energiavalikoimansa monipuolistamiseksi.

Siitä huolimatta järjestelmä kattaa nyt 92 % kampuksen lämmitystarpeesta ja on yliopiston mukaan nopeuttanut merkittävästi TU Dublinin etenemistä kohti vuoden 2030 hiilidioksidipäästöjä.

Kaukolämpö kattaa tällä hetkellä noin 10 prosenttia rakennusten maailmanlaajuisesta lämmöntarpeesta, josta 90 prosenttia tulee fossiilisista polttoaineista. Jotta Ison-Britannian kaltaiset maat voisivat hyödyntää hukkalämmön uudelleenkäyttöä, meidän on siirryttävä pois kaasusta ja hankittava oikea infrastruktuuri maahan, sanoi EnergiRavenin Fabricius.

Järjestelmien monipuolistaminen on “luultavasti paras tapa, mutta se tulee olemaan tuskallista. Se ei tule olemaan helppoa”, sanoi Fabricius., mutta esimerkiksi Yhdistynyt kuningaskunta on sanomassa “meidän on itse asiassa tehtävä jotain toisin”.