คุณสมบัติพิเศษ: จากฟาร์ม (เซิร์ฟเวอร์) สู่ส้อม: ศูนย์ข้อมูลสามารถจัดหาผลผลิตได้หรือไม่

ครั้งต่อไปที่คุณทานสลัดซีซาร์ ลองดูฉลากเพื่อตรวจสอบแหล่งที่มา อาจมาจากศูนย์ข้อมูลในฟินแลนด์ก็ได้! นี่เป็นไปได้ในอนาคตอันใกล้ เมื่อศูนย์ข้อมูลเพิ่มฟังก์ชันการทำงานอื่นๆ เช่น การปลูกอาหารที่ฟาร์มแนวตั้งหรือเรือนกระจก หรือเป็นโครงสร้างพื้นฐานของเมือง

มิติของอาหารได้รับการสำรวจอย่างจริงจังถึงความเป็นไปได้ และช่วยแก้ปัญหาความยั่งยืนได้มากมายในคราวเดียว ความมั่นคงทางอาหาร การดำเนินการด้านสภาพภูมิอากาศ พลังงานสะอาด และการตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของศูนย์ข้อมูล AI ‘DC แบบครบวงจร’ อาจเป็นความฝันที่เป็นจริง ศูนย์ข้อมูลสามารถเปลี่ยนเป็นพื้นที่ชุมชนอเนกประสงค์ได้เช่นเดียวกับที่ฟาร์มแนวตั้งสามารถสร้างบนอาคารสูงได้ เป็นไปได้ที่จะคิดถึงศูนย์ข้อมูลอเนกประสงค์ นั่นคือสิ่งที่ Joe MacDonald เข้ามาเกี่ยวข้อง MacDonald สถาปนิกผู้มีวิสัยทัศน์ เป็นหนึ่งในผู้นำในการปฏิวัติศูนย์ข้อมูลโดยผสมผสานโซลูชันเทคโนโลยีสะอาดที่เกิดขึ้นใหม่ ด้วยความเชี่ยวชาญและความหลงใหลในการสนับสนุนด้านสภาพภูมิอากาศ MacDonald มองเห็นโอกาสอันยิ่งใหญ่ในการใช้พื้นที่ว่างภายในวิทยาเขตศูนย์ข้อมูล

“เราได้รับแรงบันดาลใจจากศักยภาพในการฝังความยืดหยุ่นด้านอาหาร พลังงานสะอาด และโครงสร้างพื้นฐานของชุมชน เช่น ตลาดเกษตรกรแบบบูรณาการ ภายในกระดูกสันหลังดิจิทัลของเมือง” MacDonald อธิบายถึงแรงบันดาลใจในการออกแบบสำหรับศูนย์ข้อมูลดังกล่าว

ในฐานะสถาปนิกโครงการสำหรับ URBAN A&O บริษัทสถาปัตยกรรม MacDonald มุ่งเน้นไปที่การผสมผสานโซลูชันเทคโนโลยีสะอาด เช่น เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMRs), พลังงานน้ำแบบสูบกลับ, พลังงานความร้อนใต้พิภพ และเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียว เพื่อขับเคลื่อนศูนย์ข้อมูลแห่งอนาคต นอกจากนี้ เขายังมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาหลักการวางแผนเมือง/วิทยาเขตอัจฉริยะและนวัตกรรมศูนย์ข้อมูลทั่วยุโรป สแกนดิเนเวีย อเมริกา และสหภาพยุโรป

The Helsinki Hybrid เกิดขึ้นจากวิสัยทัศน์ดังกล่าว คิดว่าเป็นศูนย์ข้อมูลขนาด 30-60 เมกะวัตต์ที่ห่อหุ้มด้วยฟาร์มแนวตั้งและเรือนกระจก Hybrid เป็นโรงงานสุทธิเป็นศูนย์ที่พึ่งพาตนเองได้ 100 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำได้โดยการกู้คืนความร้อนทิ้งมากถึง 63 เมกะวัตต์จากเซิร์ฟเวอร์ที่ระบายความร้อนด้วยการแช่ ความร้อนนั้นจะจ่ายไฟให้กับการผลิตอาหารทั้งหมด ทำให้เรือนกระจกและฟาร์มแนวตั้งอบอุ่นตลอดทั้งปี (แม้ที่ -10 องศาเซลเซียส) และยังคงเหลือส่วนเกินเพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่บ้านเรือนกว่า 1,000 หลัง

“เรายังปิดวงจรภายในด้วย – เครื่องย่อยมีเทนและโรงบำบัดน้ำเสียจะเปลี่ยนของเสียชีวภาพและน้ำทิ้งเป็นพลังงานสะอาดและการชลประทาน ไม่มีเชื้อเพลิงฟอสซิล ไม่มีการชดเชย เพียงแค่ระบบป้อนระบบ” MacDonald กล่าว พร้อมเสริมว่า Helsinki Hybrid เป็นศูนย์ข้อมูลแห่งแรกที่ได้รับการออกแบบมาให้มีคุณสมบัติตาม ระดับแรก ของ EU Green Taxonomy; “..ผู้ที่มีส่วนร่วมอย่างมากต่อเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศ” สำหรับตัวเลขการกู้คืนความร้อนทิ้ง ทีมงานได้ดำเนินการด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมและการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์อย่างกว้างขวาง โดยส่วนใหญ่ได้รับการสนับสนุนจากแบบจำลองการเพิ่มประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนด้วย AI “การคำนวณเหล่านี้อิงตามข้อมูลที่ตรวจสอบแล้วจากระบบเซิร์ฟเวอร์ที่ระบายความร้อนด้วยการแช่ แบบจำลองซองจดหมาย และการจำลองพลังงานภายใต้สภาพอากาศของเฮลซิงกิ ตัวเลขการกู้คืนความร้อน 63 เมกะวัตต์แสดงถึงสถานการณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงจากโหลด MW โดยมีการกู้คืน 60–70 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานประสิทธิภาพของระบบระบายความร้อนด้วยการแช่ขั้นสูงที่ใช้งานอยู่ทั่วโลก” เขากล่าว

“เรามั่นใจในตัวเลขมากและได้จัดโครงสร้างการออกแบบและโปรแกรมตามช่วงประสิทธิภาพที่อนุรักษ์นิยมถึงเหมาะสม” MacDonald กล่าว พร้อมเสริมว่าแม้ว่าโครงการจะยังไม่ได้สร้าง “การออกแบบกำลังถูกเปิดเผยด้วยแรงผลักดันอย่างจริงจัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการบูรณาการในเมือง ตรรกะด้านอาหาร-พลังงาน-น้ำ และความเหมาะสมด้านกฎระเบียบภายใต้ EU Taxonomy”

เขากล่าวเสริมว่า “Hybrid กำลังได้รับความสนใจและอยู่ระหว่างการตรวจสอบโดยผู้มีส่วนได้ส่วนเสียองค์กรรายใหญ่หลายรายที่ดำเนินงานในด้านโครงสร้างพื้นฐาน บริการคลาวด์ และการจัดหาอาหารที่ยั่งยืน เนื่องจากเป็นการนำเสนอการบรรจบกันที่หายากของการประมวลผลประสิทธิภาพสูง การผลิตอาหารในท้องถิ่น และการกระจายพลังงานในระดับเขต ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษจากการดำเนินงานได้อย่างมาก ในขณะที่ฝังคุณค่าในระดับสาธารณูปโภคในใจกลางเมือง”

สถาปนิกที่อยู่ในนิวยอร์กรายนี้เชื่อว่าสิ่งที่โดนใจผู้มีส่วนได้ส่วนเสียคือการที่โครงการสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDG) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 2 (ขจัดความหิวโหย), 7 (พลังงานสะอาด), 9 (นวัตกรรมโครงสร้างพื้นฐาน), 11 (เมืองที่ยืดหยุ่น) และ 13 (การดำเนินการด้านสภาพภูมิอากาศ) – และคุณสมบัติภายใต้ระดับแรกของ EU Green Taxonomy นอกจากข้อมูลรับรองด้านความยั่งยืนแล้ว Helsinki Hybrid ยังนำเสนอรูปแบบเชิงพื้นที่ใหม่สำหรับโครงสร้างพื้นฐานข้อมูล ทำให้มองเห็นได้ บูรณาการ และมีประสิทธิภาพภายในโครงสร้างของเมือง ร้านกาแฟเรือนกระจกบนชั้นดาดฟ้า (ภาพศิลปิน) ได้รับความอนุเคราะห์จาก  URBAN A&O[/caption]

ถาม & ตอบ กับ Joe MacDonald 

แรงบันดาลใจในการออกแบบของคุณสำหรับ The Helsinki Hybrid คืออะไรเราตั้งเป้าที่จะจินตนาการถึงศูนย์ข้อมูลใหม่ ไม่ใช่ในฐานะสาธารณูปโภคที่ซ่อนอยู่ แต่เป็นเครื่องยนต์ทางแพ่งและระบบนิเวศ ด้วยการรวมฟาร์มแนวตั้งเข้ากับเซิร์ฟเวอร์ที่ระบายความร้อนด้วยการแช่ เราจึงกำจัดการปล่อยมลพิษ Scope 3 ที่เชื่อมโยงกับอาหารนำเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฟินแลนด์ ซึ่งผลิตผลส่วนใหญ่ถูกนำเข้ามา เราได้รับแรงบันดาลใจจากศักยภาพในการฝังความยืดหยุ่นด้านอาหาร พลังงานสะอาด และโครงสร้างพื้นฐานของชุมชน เช่น ตลาดเกษตรกรแบบบูรณาการ ภายในกระดูกสันหลังดิจิทัลของเมือง ซึ่งสอดคล้องโดยตรงกับ SDGs 2, 7, 9, 11 และ 13

 ศูนย์ข้อมูลพึ่งพาตนเองได้ 100 เปอร์เซ็นต์ในด้านน้ำและไฟฟ้าหรือไม่ใช่—และมากกว่านั้น ความร้อนทิ้งจากเซิร์ฟเวอร์จะจ่ายไฟให้กับทั้งเรือนกระจกและฟาร์มแนวตั้ง (ซึ่งจำเป็นต้องลดความชื้น) ของเสียชีวภาพในสถานที่ถูกแปลงเป็นพลังงานผ่านเครื่องย่อยมีเทน น้ำถูกนำกลับมา บำบัด และนำกลับมาใช้ใหม่ นอกเหนือจากการพึ่งพาตนเองแล้ว โรงงานยังแจกจ่ายความร้อนส่วนเกินเพื่อทำให้บ้านเรือนใกล้เคียงกว่า 1,000 หลังอบอุ่นผ่านการทำความร้อนในเขต

 นี่ควรเป็นการออกแบบพิมพ์เขียวสำหรับศูนย์ข้อมูลในอนาคตทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศหนาวเย็นหรือไม่อย่างแน่นอนในบริบทของเมืองและสภาพอากาศหนาวเย็น แทนที่จะผลักดันศูนย์ข้อมูลไปยังพื้นที่ห่างไกล เรานำพวกเขาเข้ามาในเมืองที่ความร้อนทิ้งสามารถให้บริการระบบนิเวศและผู้คนในท้องถิ่นได้ การเปลี่ยนโหลดเซิร์ฟเวอร์ให้เป็นมะเขือเทศในท้องถิ่น บ้านเรือนอบอุ่น และห่วงโซ่อุปทานอาหารที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ นี่คือรูปแบบที่เราต้องการสำหรับเมืองที่ยืดหยุ่น

 คุณจะปรับเปลี่ยนศูนย์ข้อมูลประเภทเดียวกันนี้ได้อย่างไร แต่ตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมเขตร้อนหรือทะเลทรายแนวคิดหลักยังคงอยู่—ระบบทำงานร่วมกัน—แต่ปัจจัยนำเข้าเปลี่ยนไป เรารวม agrivoltaics, shading vertical farms ใต้หลังคาพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อลดภาระการระบายความร้อนในขณะที่สร้างพลังงานสะอาด การระบายความร้อนแบบระเหยแบบพาสซีฟ เรือนกระจกน้ำเค็ม และการกลั่นน้ำทะเลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่ขับเคลื่อนด้วยความร้อน ล้วนมีบทบาท ในสภาพอากาศอบอุ่น ความร้อนจะไม่สูญเปล่า แต่จะถูกเปลี่ยนรูป

 มีการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์อื่น ๆ สำหรับศูนย์ข้อมูลที่คุณกำลังดำเนินการอยู่หรืออยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือไม่ใช่—สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดอย่างหนึ่งคือบังเกอร์นิวเคลียร์เก่าที่เรากำลังพัฒนาใหม่เป็นศูนย์ข้อมูลใต้ดิน โดยใช้การระบายความร้อนแบบพาสซีฟและการบัฟเฟอร์ความร้อน นอกจากนี้เรายังกำลังสร้างหน่วยโมดูลาร์ต้นแบบที่ออกแบบมาสำหรับ microgrids เกาะที่มีการกลั่นน้ำทะเลและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบบูรณาการ อนาคตของศูนย์ข้อมูลคือแบบหลายระบบ—ไม่เพียงแต่ผลิตข้อมูลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงาน อาหาร และผลประโยชน์สาธารณะด้วย

 ในแง่ของค่าใช้จ่าย ต้องใช้ capex เพิ่มขึ้นอีกเท่าใดเมื่อเทียบกับศูนย์ข้อมูลแบบเดิมค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูงขึ้นประมาณ 25–30 เปอร์เซ็นต์—แต่ ROI นั้นแข็งแกร่งกว่าแม้ในระยะสั้น ต้นทุนการดำเนินงานลดลงอย่างมากจากการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และในไซต์ที่หันหน้าไปทางสาธารณะเช่นนี้ มันทำหน้าที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานของเมือง ในฟินแลนด์ สิ่งนั้นทำให้เกิดการร่วมลงทุนจากภาครัฐ ซึ่งหมายความว่าต้นทุน “พิเศษ” จะถูกดูดซับไปเพราะมันส่งมอบคุณค่าในด้านพลังงาน อาหาร และความยั่งยืน

หมายเหตุ: บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจาก Issue 9 ของนิตยสาร Cloud & Datacenters ของเรา