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自給供電:比利時資料中心成為第一座現場生產太陽能的 Google 資料中心

俯視畫面:曠野旁有一排排的太陽能板。

當你的資料中心已是世上最節能的資料中心之一,但仍希望提高能源效率,該怎麼做?當然是自行生產能源囉!

在比利時 Saint-Ghislain 的 Google 資料中心,這正是工程師所得出的結論。他們在 2016 年與比利時政府達成自願性協議後,便集思廣益、想方設法,致力減少二氧化碳排放量。

Saint-Ghislain 中心於 2009 年開始營運。該中心的設施經理 Alain Deprez 表示:「我們每年都會提出節能專案,但其實我們的節能效率已相當高。我們的伺服器降溫機制不使用機械冷卻器,我們的建築物照明設備採用動作感應 LED,而且我們只有在必要時才會啟動設備。在這種情況下,我們必須尋找其他方法來減少在能源方面的影響。」

Deprez 和工程師們決定解決該中心的能源來源問題,而提議建造一座 2.8 百萬瓦太陽能發電廠,這樣該資料中心園區每年耗用的電網能源,就能有一定比例改用現場生產的可再生能源。該發電廠於 2017 年 10 月啟動,配備 10,665 片地面型太陽能光電板,讓資料中心對比利時電網的需求得以降低,並減少了二氧化碳排放量,不僅協助達成自願性協議的目標,更推動了該地區發展可再生能源。

這項專案在 Google 是史無前例的創舉。我們目前已是世上最大的可再生能源企業買家;在 2017 年,Google 購買的可再生能源生產電量在營運用電量中佔到 100%。不過,Saint-Ghislain 太陽能發電廠是第一座在 Google 資料中心現場建造的太陽能設施。

主動提高能源效率

我們長期以來的目標一直是積極提高資料中心能源效率。透過先進的冷卻系統、智慧型溫度控制設備和機器學習等工具和技術,我們將全球資料中心的年平均電力使用效能 (PUE) 降至 1.11,而業界平均值為 1.7。1 這意味著與一般資料中心相比,Google 資料中心在照明、冷卻與配電等處的多餘能耗平均起來少了將近六倍。

2017 年,Google Saint-Ghislain 資料中心的平均 PUE 為 1.09,在所有 Google 資料中心裡名列前茅。該中心之所以能達成這個目標,得歸功於多種提高能源與資源使用效率的創新措施。Saint-Ghislain 資料中心與 Google 大多數的資料中心同樣採用蒸發冷卻技術來為伺服器降溫。然而,該中心不是使用冷卻塔中的飲用水,而是從附近的工業運河抽取灰水,就地處理後再行使用。拜這種冷卻系統之賜,Saint-Ghislain 中心成為全球第一座在營運上完全不使用高耗能機械冷卻器的 Google 資料中心。最近,該中心也開始在冷卻塔水中注入二氧化碳來控制 pH 值。這樣一來,資料中心的冷卻水就能重複使用四次 (而不只是兩次),再排放出去。

這種種努力並沒有被忽視。在 2018 年,Google Saint-Ghislain 資料中心獲得歐盟委員會頒發歐盟資料中心能源效率行為準則獎,肯定我們做為大型資料中心在過去十年的卓越表現。

黑暗中燈火通明的大型伺服器機房。
歸功於節能計劃,Google 比利時資料中心的 PUE 為 1.09,在所有 Google 資料中心裡名列前茅。

雖然我們的 Saint-Ghislain 資料中心採用永續能源的歷史悠久,想建立一座現場生產可再生能源的發電廠卻又是另一回事。儘管 Google 整體的可再生能源使用率達到 100%,但由於種種原因,我們先前並未在資料中心規劃過現場發電設施。

首先,資料中心的最佳地點不一定是風力或太陽能發電的最佳場所。其次,要為整個資料中心供電,無論是太陽能或風力發電設施都需要大量土地,而 Google 資料中心據點附近很少有這樣的資源。第三,可再生能源無法全天候穩定供電,但我們的資料中心需要不間斷地運作。即使鄰近的可再生能源發電廠能為資料中心提供足夠的電力,我們仍必須與電網保持連接,以便為客戶提供可靠的全天候服務。

因此,為達成 100% 使用可再生能源的目標,我們主要是採用購電協議 (PPA),透過這種大規模的長期合約,直接向新的風力和太陽能發電廠購買可再生能源。

然而,Saint-Ghislain 工程師支持打造太陽能發電廠,積極表示小規模的可再生能源專案也能發揮作用,減少中心營運對所在社區的環境影響。即使太陽能發電廠為該中心提供的電力比例相對較少,但仍降低了使用當地電網的需求。這個發電廠每年產生的電力足以為該中心的污水處理廠供電,進而減少該中心的能源需求和碳足跡。

Deprez 表示:「我們十分重視自己的比利時公民角色,也希望善盡公民責任。只要能減少公用事業能源消耗,我們能做的每件小事都有其重要性。」

這項計劃的支持者也致力確保計劃的 300 萬歐元 (約 370 萬美元) 經費符合經濟效益,並提供合理的投資報酬率。

Google 歐洲資料中心的公共政策與政府關係經理 Andrew Hyland 指出:「這是一項很有趣的專案,因為真正是由在地人士所發起與主導。Saint-Ghislain 的夥伴們深知這項專案的重要性,因此在地方上極力爭取。在他們堅持不懈地推動下,一切終於成真。」

兩個人站在曠野中的大型太陽能板前。
該中心有 10,665 片地面型太陽能板,預計每年可產生 29 億瓦時的可再生能源。

帶動當地使用可再生能源

Saint-Ghislain 太陽能發電廠這類專案還衍生出一項有趣的副產品,就是為當地社區注入的改變動力。

Hyland 說道:「我們原本以為這只是一座小型的發電廠,但在即將啟用之際,我們發現它比想像中來得大。事實上,它成為比利時瓦隆地區三大太陽能設施之一。這對社區來說是一件大事,因為我們不僅投資了資料中心,還投資了一座先進的太陽能發電廠。」

這類專案讓 Saint-Ghislain 以及整個比利時成為數位時代的佼佼者;因為具備數位專業素養和完善環境建設,於是更能受到大型科技投資者的青睞。

這個太陽能發電廠也成為 Google 致力於可再生能源的明顯範例。「你一接近我們的園區,就會看到太陽能板。」Deprez 說道,「它比北海的離岸風力發電廠更有存在感,畢竟大多數人很難看到北海的發電廠,也很難察覺它與 Google 的關聯。雖然在 Google 整體供電設施中,這座現場太陽能發電廠的規模相當小,卻能讓民眾感受到我們言出必行的決心。」

這連帶地使當地領導人和社區成員對可再生能源產生更多興趣。Hyland 提到了 Google 在荷蘭的一座風力發電廠,該發電廠從宣佈建造到實際開始運作歷時了兩年。他指出:「那座發電廠啟用後,我再次拜訪了該社區。在這兩年間,當地領導人變得更加積極,希望幫助消費者自行產生可再生能源。它激發了當地民眾的興趣,有更多人提出可再生能源專案資助申請。」

Saint-Ghislain 專案才剛推行不久,因此現在要定論當地社區是否會有類似迴響還言之過早,但比利時當地小組對此抱持相當樂觀的態度。

曠野旁有一排排的太陽能板。
太陽能發電廠每年可產生足夠的電力,為資料中心的污水處理設施供電。

這項太陽能專案也展現出科技公司秉持擇善固執的精神,塑造能源未來的潛力。

Google 歐洲能源市場開發負責人 Fabien Vieau 表示:「數位經濟與可再生能源的快速發展息息相關。我們的清潔能源政策就是一個明顯的例子。我們協助開創了企業採購可再生能源的嶄新結構。我們在資料中心園區建造了太陽能發電廠。我們不斷自我要求,而有了飛躍性的成長。

「對 Google 來說,最重要的問題就是:下一步是什麼?」

1 根據 Uptime Institute 的 2014 年資料中心產業問卷調查結果,受訪對象之最大型資料中心的電力使用效能指標 (PUE) 全球平均約為 1.7。