Finlandia ogrzewa się danymi. Dosłownie

Za każdym razem, gdy wyszukujemy coś w Internecie, korzystamy z nawigacji samochodowej lub prowadzimy wideorozmowę, nasze dane są przetwarzane przez serwery generujące ogromne ilości ciepła. Tradycyjnie centra danych po prostu wyrzucają to ciepło do atmosfery, co stanowi kolosalne marnotrawstwo energii.

Finski pomysł, opisany w świetnym reportażu Bloomberga, jest genialnie prosty - zamiast pozbywać się ciepła, można je odzyskać i przesłać do miejskich sieci ciepłowniczych. Technologia wykorzystuje specjalne wymienniki ciepła, które przechwytują energię cieplną z serwerów i transferują ją do wody krążącej w zamkniętej pętli. Ta woda jest następnie kierowana do elektrociepłowni wyposażonych w pompy ciepła, które podnoszą jej temperaturę i przekazują energię do miejskiej sieci ciepłowniczej.

Czytaj też:

Szczególnie interesujące jest to, że system działa w hierarchii priorytetów: najpierw odzyskiwanie ciepła, potem darmowe chłodzenie (wykorzystujące zimne fińskie powietrze), a dopiero na końcu mechaniczne chłodzenie oparte na sprężarkach. To maksymalizuje efektywność energetyczną całego procesu.

Finlandia jest idealnym miejscem dla takiej technologii z kilku powodów. Po pierwsze, zimny klimat tradycyjnie sprzyjał lokalizacji centrów danych, gdyż ułatwiał chłodzenie serwerów. Po drugie, kraj posiada rozbudowane sieci ciepłownicze - pod koniec 2021 r. łączna długość fińskiej sieci ciepłowniczej wynosiła około 16 tys. km. Po trzecie, Finlandia intensywnie dąży do dekarbonizacji systemów grzewczych, wycofując się z paliw kopalnych.

Najciekawsze projekty wykorzystania ciepła z centrów danych powstają dzięki współpracy światowych gigantów technologicznych z lokalnymi przedsiębiorstwami energetycznymi. Google niedawno ogłosił partnerstwo z dostawcą energii Haminan Energia, aby odzyskiwać ciepło ze swojego centrum danych w Haminie. Centrum to, działające od 2011 r., wykorzystuje wodę morską do chłodzenia serwerów i już wcześniej odzyskiwało ciepło na potrzeby własnych biur. Teraz Google idzie o krok dalej - ciepło będzie przekazywane bezpłatnie do miejskiej sieci ciepłowniczej. Oczekuje się, że projekt pokryje aż 80 proc. potrzeb grzewczych całego miasta. Centrum danych w Haminie w 97 proc. zasilane jest energią odnawialną, co oznacza, że przekazywane ciepło również w 97 proc. pochodzi ze źródeł wolnych od emisji CO2.

Jeszcze bardziej imponujący jest projekt realizowany przez firmę Microsoft we współpracy z Fortum. Microsoft buduje dwa ogromne centra danych w miastach Espoo i Kirkkonummi, które dostarczą około 40 proc. ciepła sieciowego potrzebnego dla około 250 tys. użytkowników w regionie. To bezprecedensowa skala - nigdzie indziej na świecie nie istnieje koncepcja odzyskiwania ciepła z centrów danych o podobnym rozmiarze.

W ramach programu Espoo Clean Heat Fortum od 2024 r. produkuje ciepło sieciowe bez użycia węgla. Miasto Espoo sprzedało Microsoftowi około 21,6 hektara ziemi pod budowę centrum danych, które pomoże osiągnąć cel neutralności węglowej do 2030 r.

Prace nad elektrociepłownią w Kirkkonummi już trwają i mają zakończyć się do końca bieżącego roku. Zakład będzie wyposażony w pompy ciepła woda-woda, pompy ciepła powietrze-woda, dwa kotły elektryczne i zbiornik akumulacyjny ciepła o pojemności około 20 tys. metrów sześciennych wody. Oczekuje się, że recykling ciepła odpadowego doprowadzi do stopniowej redukcji emisji CO2 o około 400 tys. ton.

Telia Helsinki Data Center, otwarte w 2018 r. i będące jednym z dziesięciu największych komercyjnych centrów danych w Europie, również przyłączyło się do trendu. System zbierania ciepła został zbudowany w latach 2022-2023 we współpracy z miejską firmą energetyczną Helen i uruchomiony wiosną 2023 r.

Po zaledwie kilku miesiącach działania Telia była w stanie ponownie wykorzystać aż 60 proc. ciepła produkowanego przez centrum danych, z celem osiągnięcia poziomu około 80 proc. Obecnie ciepło gromadzone w centrum danych jest przekazywane do sieci ciepłowniczej Helen dla około 7000 biur lub domów w Helsinkach. W miarę zwiększania wykorzystania centrum danych, będzie więcej ciepła do dystrybucji - Telia planuje w ciągu kilku lat ogrzewać ponad 20 tys. domów.

Szczególnie innowacyjny jest projekt firmy MinersLoop, która we współpracy z Calefa uruchomiła w marcu ubiegłego roku pierwsze na świecie rozwiązanie wykorzystujące ciepło odpadowe z kopania kryptowalut do produkcji ciepła sieciowego. System równoważenia energii centrum danych MinersLoop wykorzystuje ciepło odpadowe z wartością COP (współczynnik wydajności) dochodzącą do 5.

Wizją MinersLoop jest integracja energochłonnych technik obliczeniowych z przemysłem energetycznym. Elektrociepłownia o mocy 2 MW została wyprodukowana i przetestowana w fabryce Calefa, a następnie dostarczona na miejsce jako gotowy moduł. Zakład był operacyjny zaledwie dwa tygodnie po dostawie.

Finlandia wyznacza trendy w wykorzystaniu ciepła odpadowego z centrów danych, ale technologia ta ma potencjał globalny. Biorąc pod uwagę, że centra danych odpowiadają już za około 2 proc. światowych emisji CO2 (porównywalnie do branży lotniczej) i że liczba ta będzie rosła wraz z rozwojem sztucznej inteligencji, odzyskiwanie ciepła staje się coraz bardziej istotne.

Google dąży do osiągnięcia zerowej emisji netto we wszystkich swoich operacjach i łańcuchu wartości do 2030 r., Telia do 2040 r., a Microsoft i Fortum zobowiązali się do produkcji neutralnego dla klimatu ciepła sieciowego w Finlandii do 2029 r. Te ambitne cele napędzają innowacje w odzyskiwaniu ciepła z centrów danych.

Dla entuzjastów elektroniki użytkowej ważne jest zrozumienie, że nasze codzienne korzystanie z technologii cyfrowych ma realny wpływ na środowisko. Ale dzięki innowacjom takim jak te wdrażane w Finlandii możemy sprawić, że każde wyszukiwanie w Google, streaming filmu czy trening modelu AI będzie nie tylko konsumował energię, ale również przyczyniał się do ogrzewania domów i biur.

Finlandia pokazuje, że transformacja energetyczna może iść w parze z rozwojem cyfrowym. Dosłownie ogrzewając się danymi kraj ten wyznacza drogę, którą mogą podążyć inne państwa. Może kiedyś, sprawdzając pogodę na telefonie, będziesz jednocześnie ogrzewał swoją łazienkę? W Finlandii to już się dzieje.