照片:Mina.Blue.22通过维基共享资源
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有气泡和绿藻的玻璃管的特写。

利用藻类来抵消数据中心的碳成本

在我们日益在线和互联的世界里,支持云计算服务的数据中心网络已成为基础设施的关键部分。尽管它们提高了互联网接入的质量、效率和体验,但每个数据中心都背负着与能源消耗和碳排放相关的巨大环境成本。数据中心使用了全球约1%的电力,并对全球约0.25%的碳足迹负责。仅在2020年,数据中心的碳排放量就约为1.6亿吨。更糟糕的是,全球向在家办公的转变极大地加速了世界各地新数据中心的建设。

热量浪费的解释

当你整天运行这些电脑时,它们会变热,我们需要给它们降温。通风系统的本质是将冷空气推入电脑,带走部分热量,然后将热量排出大楼。这是相当低等级的热量,在传播过程中会消散。然而,利用这些热量而不是浪费它的一种方法是将其投入区域热网。

最终,当办公室被加热,然后在一天结束时腾空,区域热网将把这些热量转移到更有用的地方,比如住宅区。当一座建筑断电时,另一座建筑就会以温水的形式供电。利用这些建筑产生的热废物是减少碳足迹的潜在方法。

正面有玻璃的建筑物。

话虽如此,要成功执行这一策略仍存在几个障碍:

  • 热量在数据中心从空气到水的转换过程中损失掉了。
  • 由于数据中心通常位于偏远地区,热量在传输到最近的住宅基础设施的过程中也会损失。

在这两种情况下,废热的温度都必须显著提高,这既低效又昂贵,因此大多数废热都是在没有尝试任何形式的转换的情况下排出的。

寻找解决方案

我们需要找到一种方法来利用从数据中心获得的温水。因此,我们开始使用藻类——一种非常容易在商业上获得的东西——来减少我们严重依赖的“云”对碳的影响。这是一个需要解决的大问题,我们都有责任,因为我们都在使用它。

具体来说,如果我们将热量转化为水,数据中心每天产生的水量与流入泰晤士河的水量相同。我们可以在1秒内装满333个浴缸,1分钟内装满19,900个浴缸,1小时内装满119万个浴缸。为了更大的规模感,不到2小时就能把伦敦的O2竞技场填满。

我们的研究探索了如何利用数据中心的废热进行室内农业。为了进行这项研究,我们采访了专家工程师,对世界各地的案例研究进行了回顾,并进行了进一步的案例研究回顾,以研究藻类的有效生长,以及如何最大限度地利用藻类来减少碳排放。

一个人走在服务器机房里。

概览

  • 典型的“超大规模”数据中心(本研究的重点)在运行过程中会产生大量可用的热水。
  • 加热的水为某些藻类的生长创造了理想的条件,这些藻类具有广泛的商业和工业用途,包括生物燃料。
  • 通过将藻类生长整合到数据中心,我们可以显著减少二氧化碳排放,同时还可以创造出可用的藻类作为副产品。

我们的研究结果

从我们的研究中,我们想探索在几个假设的解决方案中可以捕获多少碳。首先,我们探索了一个100立方米的池塘系统,看看能收获多少藻类。从本质上讲,这些都是巨大的人造池塘,里面生长着藻类,藻类作为一种活的植物,可以吸收碳。这是利用数据中心的温水并抵消其碳足迹的好方法。一旦水池满了,藻类就会被收获,用于药物、食品和化妆品等方面。这种方法将允许每年大约17个收获周期,捕获14000公斤碳。

我们还计算了在样本数据中心周围使用生物活性façade可以产生多少碳。在建筑外部增加一个藻类生长面板系统,每年可以使用3万升水,并捕获2.5万公斤碳。如果专门培养这种藻类来产生沼气,还可以进一步减少碳排放,而沼气又可以用作替代气体加热源。

façade方法比池塘更有效的原因是有更高的藻类周转,由于增加的表面积和光照,单个面板允许比一个深池塘。然而,面板系统和池塘系统都被证明是非常有效的减碳方法。

下一个步骤

与数据中心相关的碳排放使得建造数据中心的供应商不可能实现其ESG目标。如果他们不能满足他们的环境要求,他们还能在一开始就建造它们吗?

这一切都始于意识;虽然数据中心的影响可能不为人所知,但总有一天,建造数据中心将违反建筑标准。他们——或者我们——将不得不创造增长或抵消的解决方案,以使数据中心可行。

这是一个进一步研究的机会,首先与藻类行业确认使用这些方法的可行性,并与他们合作制定潜在的实际解决方案。其次,该计划将把这个解决方案改造成一个数据中心,以最好地开发一个真正可行的“未来数据中心”,并解决碳排放的巨大来源。开云体育网上投注

世界变化很快,但还不够快。证明像这样的碳汇方法,对地球来说是必要的,我们想强调这只是我们做到这一点的一种方式。我们不能继续“一切如常”,只是想知道我们能做些什么,所以让我们承担起责任,把我们的话变成行动。

如有媒体查询,请发送电子邮件.

马特·雷丁
马修是一位充满活力和弹性的建筑师,也是被动式住宅设计和模块化建筑的倡导者。他广泛的经验包括住宅、高等教育、学校和竞赛,并辅以对可持续和环境友好型建筑方案的深入了解,以促进在过程的每个阶段进行负责任的设计。马修在英国伯明翰与他联系.
Joost Lansbergen
作为该公司欧洲关键设施实践领域的领导者,Joost是BIM和现代建筑技术方面的专家,拥有高技术项目的经验,专注于关键任务项目的流程、设备和系统。Joost在英国伯明翰.
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