Компания Equinix, один из крупнейших операторов ЦОД, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, открыла городскую ферму на крыше своего дата-центра в Париже. Уникальный проект реализован в сотрудничестве со специалистами Reid Brewin Architects (RBA). Комплекс на объекте PA10 в Сен-Дени (коммуна в 9 км к северу от центра Парижа) включает теплицу площадью 430 м².

Источник изображения: RBA

Оптимальная температура здесь поддерживается за счёт датчиков и теплообменников, подключённых к системе охлаждения ЦОД. В теплице будут выращиваться сезонные фрукты и овощи с использованием гидропонной системы: это даст возможность максимально эффективно использовать пространство и свести к минимуму расход воды. Предусмотрены автоматические солнцезащитные панели, системы орошения и вентиляции для обеспечения идеального микроклимата в течение всего года.

Источник изображения: Equinix

Кроме того, на крыше дата-центра PA10 развёрнуты сады площадью 570 м², окружающие теплицу. Они будут засажены растениями, опыляемыми насекомыми. Предполагается максимальное потребление дождевой воды, что в числе прочего поможет снизить нагрузку на ливневые каналы. Сады приспособлены для маломобильных граждан. Есть естественно затенённые места отдыха для посетителей и персонала.

Equinix и RBA утверждают, что подобный проект реализован во Франции впервые. Однако сама идея вторичного использования тепла, выделяемого дата-центрами, далеко не нова. К примеру, ещё в 2020 году было предложено использовать б/у-серверы гиперскейлеров для обогрева теплиц с помидорами. Существует также проект использования тепла ЦОД для обогрева теплиц или рыбных ферм, где разводят форель и угорь, а также выращивают омаров.

Британская Deep Green эффективно использует микро-ЦОД мощностью 28 кВт для перифейриынх вычислений, одновременно обеспечивая теплом бассейн в британском Эксмуте (Девон) на юго-западе Англии. По данным DataCenter Dynamics, хотя проектов обогрева домов и офисов с помощью ЦОД немало, стартап пошёл своим путём.

Изображение: Deep Green

Если крупные операторы обычно делятся теплом больших ЦОД, то Deep Green разместила небольшой кластер, прозванный «цифровым бойлером», в помещении плавательного бассейна центра Exmouth Leisure Centre и бесплатно подогревает воду для пловцов. В Deep Green уже заявили, что их микро-ЦОД позволил на 62 % снизить затраты на газ — более, чем на $24 тыс. в год, одновременно снизив углеродный выброс бассейна на 25,8 т. Если в норме Exmouth Leisure Centre тратит 222 тыс. кВт·ч на обогрев воды ежегодно, то стартап позволяет сэкономить до 139,3 тыс. кВт·ч.

Изображение: Deep Green (via The Next Web)

В 2023 году компания намерена оснастить своими «цифровыми бойлерам» сразу двадцать бассейнов. Тепло они будут получать бесплатно, а расходы на установку и содержание оборудования Deep Green возьмёт на себя. От инициативы могут выиграть более 1500 бассейнов — около 79 % подобных центров в Англии оказались на грани закрытия из-за резко выросших в последние годы цен на энергию. Потенциальными заказчикам вычислительных мощностей Deep Green видит компании, которым нужны распределённые периферийные узлы, в том числе для формирования CDN.

Изображение: Deep Green (via The Next Web)

Deep Green пока сама занимается выпуском резервуаров (до 40 кВт), использующих в качестве теплоносителя минеральное масло, но уже ведёт переговоры с GRC и Submer. Тестовый микро-ЦОД включает узлы с одним процессором AMD EPYC, четырьмя ускорителями NVIDIA A100 и 4-Тбайт SSD. 12 серверов в Эксмуте используются для тренировки ИИ-моделей и машинного обучения, но их можно перепрофилировать для предоставления облачных услуг или обработки видео.

В Великобритании есть похожий проект — производитель «цифровых бойлеров» Heata и облачный оператор Civo уже предложили устанавливать серверы для отопления домов. Аналогичные решения уже несколько лет предлагает французская Qarnot, недавно привлёкшая €35 млн инвестиций. А в 2020 году ITRenew предложила задействовать микро-ЦОД для обогрева теплиц. Возможно, такие малые проекты окажутся эффективнее попыток обязать крупные ЦОД отдавать тепло на нужды общества, как предлагают Германия и Норвегия.

Власти Германии намерены законодательно обязать использование избыточного тепла дата-центров в местных отопительных системах. Однако представители индустрии относятся к инициативе весьма скептически. Как сообщает DataCenter Knowledge, теоретически подобные инновации способны снизить углеродный выброс, на практике же выясняется, что потенциальные потребители подобного тепла просто не желают его принимать. Эксперты подчёркивают — если закон примут без важных изменений, многие дата-центры могут столкнуться с непреодолимыми проблемами, а новые проекты, возможно, будут уже не столь привлекательны для реализации в Германии.

Избыточного тепла ЦОД в Германии довольно много, поскольку количество дата-центров в стране велико. Именно поэтому местные власти намерены принять в свете энергетического кризиса законы, обязывающие ЦОД передавать тепло в местные отопительные системы. Принуждение к использованию подобного тепла в результате может отпугнуть потенциальных IT-инвесторов. В рамках законопроекта предусматривается использование как минимум 30 % тепла новых ЦОД к 2025 году.

Источник изображения: geralt/pixabay.com

Проблема в том, что такое «мусорное» тепло не соответствует критериям отопительных систем и ему трудно найти какое-то масштабное применение в муниципальных коммунальных сетях — как минимум придётся закупать специальные тепловые насосы, чтобы поднять температуру носителя, что только повысит расход энергии и лишь увеличит углеродный выброс. Хотя операторы ЦОД готовы делиться теплом, тратить деньги на донагрев для систем отопления никто не хочет, пока это экономически нецелесообразно.

Источник изображения: Bloomberg

Обновление и обслуживание такой инфраструктуры для сотен германских ЦОД может обойтись в €680–730 млн в ближайшие десятилетия. Хотя представители отрасли выражают готовность участвовать в отопительных проектах, предлагается разделить ответственность с коммунальными службами, которых необходимо обязать принимать часть избыточного тепла. Эксперты также не исключают, что поставка тепла ЦОД может стать целесообразнее в случае применения новых технологий охлаждения, позволяющих сохранять более высокие температуры при передаче тепла жилым массивам.

Немецкая ассоциация коммунальных служб, например, прямо заявляет, что использование низкотемпературного тепла сложно и дорого. Впрочем, именно поэтому власти предлагают размещать новые ЦОД вблизи объектов, готовых принимать тепло, вроде плавательных бассейнов, а операторы должны дополнительно рассматривать строительство локальных систем отопления, установку тепловых насосов и соответствующей энергоинфраструктуры.

Провайдер облачных услуг Civo сообщил о сотрудничестве с компанией Heata с целью обеспечения горячей водой домов в Великобритании за счёт отвода тепла от размещённых локально серверов, подключённых к системам отопления. Heata позиционирует себя как разработчик инновационной экологически чистой распределённой вычислительной сети, которая использует «мусорное» тепло, генерируемое при обработке вычислительных нагрузок, для нагрева воды.

Компании планируют запустить совместный пилотный проект, в рамках которого клиентам Civo будет предоставлена возможность опробовать облачные нагрузки в сети Heata. Компании заявили, что это позволит клиентам Civo обеспечить тех, кто столкнулся с нехваткой топлива, бесплатной горячей водой.

Источник изображения: Heata

Компактные серверы Heata (36 × 28 см) устанавливаются на внутридомовых бойлерах. Заказчики платят Heata за обработку своих облачных нагрузок на этих серверах (в пакетном режиме), а отводимое от них тепло используется для нагрева воды в бойлере. Работа системы увязана с существующими системами отопления. Бойлеры были протестированы в сотрудничестве с British Gas. Один такой блок позволяет сократить выбросы углекислого газа на 1 т в год.

В настоящее время Heata вместе с Innovate UK занимается определением домов, где будет установлено вычислительное оборудование. Концепция «цифровых бойлеров» не нова. Наиболее известна такими решениями компания Qarnot из Франции, которая недавно привлекла €35 млн инвестиций. А вот компания Nerdalize, занимавшаяся производством «вычислительных» радиаторов, обанкротилась в 2019 году.

Стартап Qarnot, известный как поставщик «цифровых бойлеров», использующих для нагрева воды тепло от встроенных в них серверов, а также провайдер HPC-услуг, объявил о получении финансирования на сумму €35 млн. В нём приняли участие Société Générale Ventures, фонд Demeter, ADEME Investissement, Colam Impact и La Banque des Territoires. Сейчас в число клиентов Qarnot входят социальные арендодатели, застройщики, местные органы власти, плавательные бассейны и операторы тепловых сетей.

В результате раунда Qarnot привлёк €12,5 млн, а также договорился о кредитной линии в размере €22,5 млн. Стартап сообщил, что средства позволят привлечь в команду 50 новых сотрудников в 2023 году. В настоящее время в компании работает около 70 человек. Ранее компания суммарно привлекла около $9 млн инвестиций. В число инвесторов вошли Data4 Group, Société Générale и Banque des Territoires/Caisse des Dépôts, Королевский технологический институт KTH и анимационный дом Illumination. Кроме того, Société Générale также является клиентом компании.

Фото: Qarnot (via TechCrunch)

Согласно последним данным, Qarnot развернула на 25 площадках во Франции и Финляндии 100 «цифровых бойлеров», содержащих в общей сложности около 70 000 высокопроизводительных вычислительных ядер. Как сообщает ресурс TechCrunch, компания развернула пилотный центр обработки данных в Финляндии с вычислительной мощностью 100 кВт. Планы Qarnot включают размещение нескольких ЦОД во Франции и Европе с вычислительными блоками QBx мощностью от «сотен кВт до нескольких МВт». Система QBx, в которой используется восстановленное OCP-оборудование от ITRenew, позволяет нагревать воду до температуры выше +60° C.

Фото: Qarnot (via TechCrunch)

Масштабируемые «цифровые бойлеры» Qarnot объединяют до 12 OCP-серверов с процессорами AMD EPYC и Intel Xeon. Такой модуль подключается к системе отопления и до 95 % отработанного тепла серверов направляется на нагрев воды. «Идея состоит в том, что мы должны иметь возможность развёртывать ЦОД в местах, где люди потребляют тепло. Это совершенно другой подход по сравнению с традиционными ЦОД», — сообщил ресурсу TechCrunch соучредитель и гендиректор Qarnot Пол Бену (Paul Benoit).

В условиях энергетического кризиса, охватившего Европу, правительства различных стран изучают способы повторного использования энергии, потребляемой крупными дата-центрами. Как сообщает газета The Wall Street Journal, речь идёт о том, чтобы направить тепло, выделяемое серверами, на обогрев домов и офисных помещений.

О подобных инициативах мы уже неоднократно рассказывали. К примеру, Microsoft строит в Финляндии облачный кампус ЦОД, который сможет отдавать избыточное «безуглеродное» тепло для обогрева трёх районов в пригородах Хельсинки. А Interxion поставит тепло от дата-центра в систему отопления в голландском Схипхоле. Схожие концепции изучают правительства ряда европейских государств, в частности, Великобритании, Дании, Норвегии и Нидерландов.

В прошлом году Amazon, Apple и Microsoft начали подключение или объявили о планах подключения крупных ЦОД к системам централизованного теплоснабжения в Ирландии, Дании и Финляндии. Google изучает возможности рекуперации тепла своих дата-центров по всей Европе. Meta✴ поставляет тепло от ЦОД для обогрева домов в Дании с 2020 года. Проекты в этой области реализуют и другие операторы дата-центров, в том числе Equinix. Отмечается, что нынешний энергетический кризис в Европе стимулирует развитие проектов по использованию избыточного тепла ЦОД.

Источник изображения: OVHcloud

Так, например, по оценкам Dutch Data Center Association, в Нидерландах уже есть 10 дата-центров, поставляющих тепло, и ещё 15 таких инициатив реализуются или находятся на стадии рассмотрения. Кроме того, операторы ЦОД испытывают давление со стороны властей и общественности из-за высокого потребления электричества, а поэтому стремятся поднять свою энергоэффективность, что тоже способствует развитию проектов по использованию тепла ЦОД для отопительных нужд.

Но существует и ряд проблем. «Мусорное» тепло большинства ЦОД имеет не такую высокую температуру, которая требуется большинству муниципальных систем отопления. Поэтому для его использования необходимы станция донагрева или иные решения вроде тепловых насосов. Кроме того, дата-центр должен располагаться рядом с тепловой сетью, чтобы энергия не рассеивалась. Наконец, во многих регионах тепло для жилых и офисных помещений требуется не более шести месяцев в году, а поэтому подобные системы будут попросту простаивать.

Французская компания Qarnot предоставляет услуги высокопроизводительных вычислений компаниям вроде Adobe, Societe Generale, Illumination и Fix Studio. Изюминкой её деятельности является акцент на использовании тепла серверов в разных целях — на этот раз его применили для приготовления ужина.

Фото: Clément Pellegrini/LinkedIn

Вычислительные кластеры Qarnot OBx, по данным компании, позволяют использовать до 96 % выделяемого серверами тепла для нагрева, например, воды. Один из них и использовала Qarnot, подойдя к вопросу использования тепла с кулинарной изобретательностью. Так, в ёмкости c циркулирующей горячей водой появились утка, говядина и лосось. Чтобы охлаждающая жидкость не превратилась в бульон, продукты разместили в вакуумированной упаковке.

Пока система занималась 3D-рендерингом, температура в ёмкости поддерживалась на уровне +55 °C. Этого вполне достаточно, чтобы использовать французскую технологию приготовления мяса sous vide — она предусматривает приготовление блюд при относительно невысоких температурах. Правда, процесс приготовления в этом случае затягивается. Разумеется, в данном случае речь идёт лишь о демонстрации возможностей решений Qarnot.

Компания активно продаёт отработанное тепло, но оно обычно применяется более традиционными способами, преимущественно для отопления жилых и коммерческих зданий. По словам технического директора компании, её решения снижают энергозатраты на отопление на 65 %, а сопутствующие выбросы углерода — на 81 %. В 2018 году компания представила «криптообогреватели», представляющие собой комбинацию вычислительного устройства и обогревателя для дома, а в 2020 году предложила отапливать дома с помощью б/у серверов.

Оператор ЦОД QTS намерен использовать тепло серверов для отопления домов на севере Гронингена (Нидерланды). Как сообщает The Register, для этого компания заключила соглашение с местным поставщиком коммунальных услуг WarmteStad, в числе прочего снабжающим регион и теплом. Не исключено, что данный шаг обусловлен в числе прочего недовольством властей, тем что ЦОД потребляют слишком много энергии и воды.

Ожидается, что ЦОД фактически будут играть роль своего рода центральной бойлерной для зданий в округе, включая не только жилые дома, но и коммерческие объекты, а также образовательные учреждения. При этом мощности QTS будут запитаны от возобновляемых источников энергии, а насосы будут соединены с системой отопления от WarmteStad, недавно построившей новую теплостанцию для обогрева зданий.

Гронинген, Нидерланды. Источник изображения: Robin Mathlener/unsplash.com

Первой подобное соглашение с WarmteStad заключила Bytesnet, предоставляющая колокейшн-сервисы на площадке той же QTS. Ещё в апреле она объявила, что будет отдавать тепло местным коммунальным службам. Bytesnet использует OCP-серверы Supermicro и погружные СЖО Asperitas, от которых и передаётся тепло WarmteStad. Сообщается, что к 2026 году WarmteStad будет способна обогревать до 10 тыс. домохозяйств благодаря вкладу местных ЦОД, что позволит существенно снизить уровень выбросов углекислого газа в регионе.

Это не единственные операторы ЦОД, активно развивающие сброс избыточного тепла в европейские системы отопления. В Нидерландах есть похожие проекты в Амстердаме, Схипхоле, Венло и других городах. Хотя в странах вроде США сотрудничество ЦОД с местными коммунальными службами не слишком распространено из-за относительно мягкого климата, на севере Европы такая помощь вполне востребована. Кроме того, европейский бизнес серьёзно ориентирован на снижение углеродных выбросов в атмосферу. Такие проекты разрабатываются или уже реализованы, к примеру, в Австрии, Дании, Финляндии и Швеции.

Компания EcoDataCenter, реализовавшая свой первый экопроект ещё в 2015 году и недавно отметившаяся проектом деревянного ЦОД, выступила с новой инициативой. Как сообщает DataCenter Dynamics, шведский оператор дата-центров объединит усилия с компанией Wa3rm для снабжения «мусорным» теплом от ЦОД нуждающихся в дополнительной энергии теплиц и рыбных ферм.

Некоторые ЦОД уже отдают такое тепло на обогрев рыбных ферм, включая объекты в Норвегии (Green Mountain) и Японии (White Data Center). Развито использование подобного тепла и в сельском хозяйстве — соответствующими проектами занимаются TeleCity, ITrenew и BlockHeating, а также криптопровайдер UnitedCorp. Более того, оператор Digital Crossroad в США построил при дата-центре настоящие тестовые площадки для испытания сельскохозяйственных роботов.

Источник изображения: EcoDataCenter

EcoDataCenter и Wa3rm утверждают, что такие проекты обычно отличаются малым масштабом, т.е. фактически речь об экспериментальных площадках. Сами компании намерены установить стандарты для выращивания овощей и водных обитателей в промышленных масштабах. По словам главы EcoDataCenter Дэна Андерсона (Dan Andersson), важнейшей задачей является индустриализация циклических процессов в больших масштабах. Именно это будет отличать подобные проекты от более мелких систем, имеющих лишь символическую ценность.

Источник изображения: EcoDataCenter

По словам представителя Wa3rm, центры обработки данных «недоиспользованы» и имеют огромный потенциал для биосистем. Новое сотрудничество поможет сделать Швецию самодостаточной в производстве некоторых продуктов питания. Ожидается, что первый совместный проект будет анонсирован в скором будущем. С учётом нарастающего энергетического кризиса в ряде стран Европы подобные проекты становятся всё более актуальными.

Как сообщает DataCenter Dynamics, новый Центр вычислений и наук о данных Бостонского университета, открытие которого состоится в конце года, будет на 90% обогреваться и охлаждаться за счёт подземных теплообменников. По данным университета, это будет самое большое здание в Бостоне, где не используется ископаемое топливо для отопления и охлаждения.

Под зданием центра на глубине 1500 футов (457 м) будет циркулировать вода с постоянной температурой от 10 до 15 °C в течение всего года. Зимой её можно будет донагреть с помощью тепловых насосов, чтобы использовать для обогрева помещений, а летом её температуры будет вполне достаточно, чтобы обеспечить кондиционирование воздуха для охлаждения здания. Помимо тепловых насосов, в здании будут использоваться внешние солнцезащитные устройства, тройное остекление, светодиодное освещение и эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

Philip Arburg / Boston University

В 19-этажном здании площадью 345 000 кв. футов (32 тыс. м²) разместятся факультеты математики, статистики и компьютерных наук, а также Институт Харири, специализирующийся на вычислениях. Бостонский университет планирует стать углеродно-нейтральным к 2040 году. Также учебное заведение заключает соглашения о покупке электроэнергии (PPA) из возобновляемых источников.