环境项目

自产能源:比利时数据中心成为第一个当地建设太阳能发电厂 Google 数据中心

2018 年 9 月
俯视图:野外一排排的太阳能电池板。

如果您的数据中心致力于提高能效,但它已经是全世界能效最高的数据中心之一,您会怎么做?当然是开始自己生产能源。

这是 Google 比利时圣吉斯兰数据中心的工程师们得出的结论。按照与比利时政府达成的一项自愿性协议,该数据中心在 2016 年开始集思广益,寻找二氧化碳减排方法。

“我们每年都会提交旨在提高能效的项目,但我们的能效已经非常高,”圣吉斯兰数据中心(2009 年开设)的设施经理 Alain Deprez 说,“我们不用机械冷却器就能冷却服务器,建筑内照明用的 LED 设备通过动作传感器控制,而且除非绝对必要,否则我们不启动设备。因此,要想进一步降低能源消耗对环境造成的影响,我们就必须另辟蹊径。”

Deprez 和工程师们决定解决数据中心的能源来源问题,他们提议:建设一个 2.8 兆瓦的太阳能发电厂,使用在当地生产的可再生电力来替代该数据中心园区每年消耗的部分电网能源。该发电厂于 2017 年 10 月启动,安装了 10665 块地面光伏太阳能电池板,有助于减少对比利时电网能源的需求、降低二氧化碳排放量、达成自愿性协议中的目标,并带动地区内的可再生能源发展。

该项目对于 Google 来说还属首次。虽然我们已经是全球最大的可再生能源企业采购者(2017 年采购的可再生能源达到公司运营用电量的 100%),但圣吉斯兰太阳能发电厂是我们在数据中心所在地建设的第一个太阳能发电厂。

采取措施,提高能效

长期以来,我们在数据中心内坚持不懈地推行积极的能效措施。通过先进的冷却系统、智能温控设备和机器学习等各种工具和技术,我们将全球所有 Google 数据中心的平均年度能效 (PUE) 降到了 1.11,而业界平均值为 1.7。1这意味着,我们数据中心的能源开销(照明、冷却、配电等设施消耗的能源)平均差不多仅为一般数据中心的六分之一。

2017 年,Google 圣吉斯兰数据中心的平均 PUE 为 1.09,在所有 Google 数据中心里名列前茅。该数据中心能够实现这一点,要归功于一系列旨在提高能源和资源利用效率的创新。与大多数 Google 数据中心一样,该数据中心也是使用水蒸发技术来冷却服务器。不过,它不是在冷却塔中使用饮用水,而是从附近的工业排污管道中抽取灰水,再在使用之前现场处理一下。得益于该冷却系统,圣吉斯兰数据中心成为了全球首个完全不采用高能耗机械冷却器的 Google 数据中心。最近,该数据中心还开始将二氧化碳注入冷却塔水以控制 pH 值,这样冷却水重复使用多达四次(而不是两次)后才会排放出去。

这些举措得到了表彰。2018 年,欧盟委员会向圣吉斯兰数据中心颁发了欧盟数据中心能效行为准则奖 (EU Code of Conduct for Energy Efficiency in Data Centers Award),表彰该数据中心过去十年在大型数据中心中首屈一指的表现。

黑暗中灯光明亮的大型服务器机房。
得益于能效计划,比利时数据中心实现了 1.09 的 PUE,在所有 Google 数据中心里名列前茅。

虽然圣吉斯兰数据中心很早就在探索和实践可持续发展,但在当地建设可再生能源项目则完全是另外一回事。尽管 Google 总体上已实现 100% 可再生能源采购目标,但出于多种原因,我们以前从未在数据中心所在地安装过发电设施。

首先,适合建设数据中心的地点不一定适合风能或太阳能发电。其次,太阳能或风能发电项目要大到足以为数据中心供电,必须占用大量的土地,而我们的数据中心附近极少会有这样的土地资源。第三,可再生能源无法全天候提供稳定的电力,但数据中心可不能中断运行。即使附近的可再生能源项目能够为数据中心提供足够的电力,我们仍必须与电网保持连接,以便全天候为客户提供可靠的服务。

因此,为了实现 100% 可再生能源采购目标,我们主要依靠购电协议 (PPA) — 一种直接从新的风能发电厂和太阳能发电厂购买可再生能源的大规模长期合同。

但在大力倡导太阳能项目的同时,圣吉斯兰数据中心的工程师们也在积极宣传小规模可再生能源项目在减少我们对运营所在社区的环境影响方面可以发挥的作用。尽管该太阳能发电厂只能满足数据中心电力需求中的一小部分,但仍然降低了我们对当地电网能源的需求。它每年能够产生足够的电力来为数据中心的水处理设备供电,从而降低数据中心的能源需求和碳足迹。

“我们认真履行作为比利时公民需要承担的职责,希望尽自己的一份力,”Deprez 说,“在减少公共事业能耗方面,任何可行的举措都意义重大。”

提议者也致力于确保这个耗资 300 万欧元(约合 370 万美元)的项目具有经济效益并带来适当的投资回报。

“这是一个非常有趣的项目,真的是土生土长,”Google 欧洲数据中心公共政策和政府关系经理 Andrew Hyland 说,“圣吉斯兰的人们在地方上为这个项目极力争取,因为他们看到了这个项目的重要性。他们一次又一次推动相关方采取行动,直到这个项目成为现实。”

两个人站在旷野中的大型太阳能电池板前。
该发电厂有 10665 块地面光伏太阳能电池板,预计每年可产生 2.9 吉瓦时的可再生能源。

带动当地可再生能源发展

像圣吉斯兰太阳能发电厂这样的项目会产生一个非常有趣的附加效应,就是带动社区内发展可再生能源。

“我们原本以为发电量会非常少,”Hyland 说,“但就在开始运营之前,我们意识到这座发电厂比我们想象中大得多。事实上,它是比利时瓦隆地区三大太阳能发电厂之一。这对社区来说是一件大事,因为我们不仅投资于数据中心,还投资建设先进的太阳能发电厂。”

诸如此类的项目使圣吉斯兰以及整个比利时成为数字领域的领跑者。这些地区兼具数字专业知识和环保基础设施,备受其他大型技术投资商青睐。

该太阳能发电厂也是 Google 致力于可再生能源的一个鲜明例子。“一走近我们的发电厂,您就会看到太阳能电池板,”Deprez 说,“它比北海的海上风能发电厂更有存在感,毕竟很少人有机会能够看到该风能发电厂,而且该发电厂与 Google 的关联也不是很明显。虽然这个当地太阳能发电厂对于 Google 来说规模尚小,但可让人们更容易了解我们在身体力行地实践自己的理念。”

这反过来又使当地领导人和社区成员对可再生能源产生了更浓厚的兴趣。Hyland 提到了荷兰的一个风能发电厂,从 Google 宣布建设到开始投入运营共历时两年。“在该发电厂开始运营后,我再次拜访了那里的社区,”他说,“在这两年间,当地领导人对帮助消费者自行生产可再生电力的兴趣大大增加了。它激发了当地人的兴趣,当地对可再生能源项目的专案资助申请也随之增加了。”

圣吉斯兰项目才刚刚上马,因此现在说当地社区是否会有类似反应还为时过早。但比利时的团队持乐观态度。

野外一排排的太阳能电池板。
该太阳能发电厂每年的发电量足以为数据中心的水处理设施供电。

该太阳能项目也展现了技术公司通过不懈探索更好方式来塑造能源未来的潜力。

“数字经济与可再生能源的快速发展息息相关,”Google 欧洲能源市场开发负责人 Fabien Vieau 说,“我们的清洁能源政策就是一个鲜明的例子。我们协助开创了企业采购可再生能源的崭新结构,而且刚刚在数据中心所在地建设了太阳能发电厂。我们不断问自己还可以做些什么,并因此而不断取得进步。

“对于 Google 来说,最重要的问题就是,接下来要做些什么?”

1国际正常运行时间协会 2014 年的数据中心行业调查显示,受访企业最大数据中心的总体平均 PUE 约为 1.7。