Británie čelí krizi s vodou kvůli datovým centrům

Rychlý rozvoj umělé inteligence přináší neočekávané problémy pro vodní hospodářství. Zatímco datová centra potřebují obrovské množství vody pro chlazení výkonných serverů, Británie se potýká s nedostatkem pitné vody. Vodohospodářské společnosti proto navrhují nové řešení - místo pitné vody používat pro chlazení AI infrastruktury čištěnou odpadní vodu.

Geoff Darch, vedoucí strategického plánování aktiv společnosti Anglian Water, uvedl, že jeho firma obdržela "projevy zájmu o AI růstové zóny, ale také o konkrétní datová centra". Pokud by se k nim obrátil developer s žádostí o běžné připojení k pitné vodě pro velké datové centrum v zatížené části jejich regionu, "naše okamžitá odpověď by byla, že to bude problematické". Společnost proto "povzbuzuje lidi, aby hledali alternativní zdroje vody" včetně "čištěných odpadních vod". Darch vysvětlil: "Je možné, že nebudeme muset používat pitnou vodu k chlazení těchto zařízení. Mohli bychom používat věci jako čištěné odpadní vody, které by mohly být stejně dobré pro chlazení těchto datových center."

Vodní krize v regionu s nejvyšší koncentrací technologií

Anglian Water zásobuje vodou domácnosti a podniky v Northamptonshire, Bedfordshire, Milton Keynes, Norfolk, Lincolnshire a částech Cambridgeshire, Buckinghamshire, Hertfordshire, Suffolk a Essex. Právě Cambridge Water, sousední dodavatel v Cambridgi - jednom z nejdůležitějších technologických center země - uvedla, že by "byla v pozici podporovat žádosti" o AI růstovou zónu ve své oblasti pouze "pokud věříme, že voda může být dodávána udržitelně a bez dopadu na naše stávající zásobování zákazníků a odolnost".

Cambridge Water připomněla, že "problematika vodních zdrojů v oblasti Cambridge" je "dobře zdokumentovaná" a že spolupracuje s Anglian na transferu z Grafham Water, stejně jako na novém rezervoáru o rozloze 5 čtverečních kilometrů v cambridgeshirských močálech, aby pomohla posílit zásoby. Tyto plány by podle společnosti podpořily "plánovaný růst v regionu" a snížily množství vody, kterou společnost čerpá z křídových vodonosných vrstev, které zásobují křídové potoky oblasti.

Konflikt mezi experty: Malá nebo obří spotřeba vody?

John Booth, který předsedá výboru pro energetickou účinnost a standardy Data Centre Alliance, řekl, že by "neviděl problém" s používáním "čerpané odpadní vody z úplně posledního stupně čistírny odpadních vod" pro chlazení. Voda by podle něj byla datovým centrem upravena před vstupem do chladicího systému. Booth však věří, že obavy z využívání vody datovými centry vychází z toho, co spotřebovávají americké lokality.

Vysvětlil, že americká centra často používají "odpařovací chlazení", které zahrnuje stříkání vody na tepelný výměník a bylo navrženo pro situace, kdy venkovní teplota dosáhne 28°C. Velká datová centra, která navštívil ve Spojeném království, používají "uzavřené chladicí systémy", které nevyžadují kontinuální zásobování vodou. "Údaje, které dostávám od manažerů datových center, odrážejí velmi malé množství spotřeby vody na roční bázi - a měříme to v galonech, ne kubických metrech za rok."

Naopak Darch z Anglian Water varoval, že datová centra a výroba vodíku budou dva významné budoucí průmyslové požadavky na vodu. Řekl, že by mohly představovat pouze "jednociferné" procenta celkové vody, kterou Anglian dodává, ale to by se mohlo rovnat "desítkám milionů litrů vody denně". "Náš region je vodně nedostatkový region - nemáme nutně okamžitě k dispozici takový objem vody - takže to, co se nyní snažíme dělat, je identifikovat tyto nové požadavky na vodu a začít plánovat infrastrukturu, takže věci jako nové nádrže, potrubí, které skutečně může splnit požadavky, které tyto věci v budoucnu budou vyžadovat."

Inovativní metody chlazení: Od ponorného po přímé čipové chlazení

Současné technologie nabízejí několik alternativ k tradičnímu vzdušnému chlazení. Kapalinové chlazení přímo na čip (direct-to-chip) dodává chladivo přímo k serverovým komponentám a nabízí větší účinnost a podporuje vyšší hustoty racků (stojanů) než vzdušné chlazení, s potenciálem významných úspor stavebních nákladů od 15 do 30 procent. Ponorné chlazení (immersion cooling) ponořuje hardware do nevodivých tekutin a dosahuje nejvyššího výkonu a hustoty - až desetinásobku tradičního vzdušného chlazení.

Elizabeth Orchard z Institution of Civil Engineers uvedla, že datová centra "převážně" používají uzavřené chladicí systémy, které jsou "emerging best practice" (vznikající nejlepší praxí). Vyžadují "velkou počáteční poptávku" po vodě k "nabití", ale ne kontinuální zásobování. K používání čištěných odpadních vod dodala: "Je to známá, životaschopná technologie - je to velmi rozumné. Pokud je v blízkosti vhodný zdroj čištěných odpadních vod, pak ano - jděte do toho."

Vládní strategie a kritická infrastruktura

Vláda se zavázala k budování další AI infrastruktury a vyzvala oblasti, aby se ucházely o to stát se "AI růstovými zónami", přičemž první byla vyčleněna pro Culham v Oxfordshire. Žadatelé musí mít dopis podpory od svého místního dodavatele vody. Datová centra byla v září označena za "kritickou národní infrastrukturu", což znamená, že by dostala dodatečnou vládní podporu během velkého incidentu, jako je kybernetický útok, IT výpadek nebo extrémní počasí, za účelem minimalizace narušení.

Darch také uvedl, že Anglian zkoumá odsolování, takže by bylo možné používat mořskou vodu na pevnině. Řekl, že rovnováha mezi nabídkou a poptávkou po vodě se stává "stále těsnější" a že "musíme začít uvažovat více v jakémsi nedostatkovém myšlení". Britská Environmental Agency varovala, že bez dramatických opatření bude mít Anglie, která používá 14 miliard litrů vody denně, do roku 2055 denní nedostatek více než šesti miliard litrů.

Budoucnost efektivního chlazení

Alternativní metody jako adiabatické chlazení využívají odpařování vody pro předchlazení, což snižuje potřebu mechanických chladičů, ale stále spotřebovává vodu. Volné vzdušné chlazení využívá venkovní vzduch, když to klimatické podmínky dovolují, což výrazně snižuje spotřebu vody a energie, ale je regionálně omezené. Uzavřené kapalinové chladicí systémy minimalizují spotřebu vody recirkulací chladiva a jsou vhodné pro regiony s nedostatkem vody a pro aplikace s vysokou hustotou AI.

Pro datová centra zaměřená na AI ve vodně zatížených regionech nabízí uzavřené kapalinové chlazení - zejména ponorné technologie a přímé čipové chlazení - nejlepší kombinaci účinnosti, hustoty a minimální spotřeby vody, což řeší jak technologické, tak udržitelnostní problémy. Tyto systémy vyžadují malý nebo žádný průběžný přívod vody a umožňují větší energetickou účinnost a hustotu serverů.