Biogaz w służbie Billa Gatesa

Biogaz tylko w rolnictwie? Nic bardziej mylnego. Międzynarodowe firmy decydują się na coraz bardziej zaawansowane rozwiązania technologiczne uwzględniające m.in. energię z biogazu. W ciągu kilku najbliższych lat mogą one znaleźć zastosowanie także w Polsce.

Według Microsoft, jednej z największych firm z branży technologii informatycznych na świecie, centra danych zużywają łącznie 2 proc. energii produkowanej przez USA. Liczba ta prawdopodobnie podwoi się w ciągu kilku kolejnych lat. Koncern inwestując w alternatywne źródła energii chce z jednej strony zwiększyć wydajność swoich obiektów, z drugiej uniezależnić się choćby częściowo od krajowej sieci energetycznej.

Idea

W listopadzie Microsoft otworzył w Cheyenne w stanie Wyoming pierwsze centrum przetwarzania danych zasilane biogazem „zero – carbon data center” – centrum wolne od emisji dwutlenku węgla. Koncepcja inwestycji narodziła się w 2012 i była elementem strategii Microsoft na rzecz zrównoważonego środowiska, wykorzystania odnawialnych źródeł energii, a przede wszystkim podwojenia efektywności energetycznej swoich centrów danych. Zgodnie z szacunkami amerykańskiego Urzędu ds. Energii krajowa sieć energetyczna traci rocznie średnio ok. 7% energii w procesie przesyłu i dystrybucji na terenie Stanów Zjednoczonych. Microsoft wspólnie z Uniwersytetem Wyoming oraz Fuel Cell Energy opracował system ogniw paliwowych zainstalowanych w serwerowni, zasilanych biogazem z lokalnej oczyszczalni ścieków Dry Creek. Celem eksperymentu było stworzenie bardziej energooszczędnych systemów zasilania – specjaliści koncernu wyliczyli, że ogniwa paliwowe zasilane biogazem podniosą o ok. 20 proc. efektywność energetyczną centrum danych w porównaniu do konwencjonalnych źródeł energii.

Plan

Większość ludzi w pobliżu oczyszczalni ścieków zakrywa nos. Ale nie Sean James z Microsoft, główny pomysłodawca rozwiązań zastosowanych w Cheyenne. – Czuję energię – podsumował James opisując założenia projektu w Wyoming. Największą różnicą pomiędzy obecnie stosowanymi rozwiązaniami a pomysłem Microsoft, jest koncepcja umieszczenia źródła energii w samej serwerowni. Duże ilości energii są tracone w procesie dostarczania jej do współczesnych centrów obliczeniowych. – Microsoft udowadnia, że dzięki integracji małych generatorów ze sprzętem IT można w znaczący sposób uprościć system poprzez eliminację procesu dystrybucji energii w sieci oraz w samym data center – mówił James w trakcie realizacji projektu.

Realizacja

Projekt centrum danych zasilanego biogazem realizowany był przez 2 lata. W inwestycję zaangażowane – poza Microsoft – były Fuel Cell Company i Siemens. Firmy wspólnie zaprojektowały i zainstalowały technologię, która pozwala mierzyć wydajność ogniw paliwowych. System pozwala na zasilanie obiektu wysokiej jakości energią non stop – 24 godziny na dobę. Dzięki temu oprogramowaniu, alternatywne źródła takie jak biogaz mogą być sprawdzonym źródłem energii w kluczowych instalacjach, nie tylko z branży IT.

Centrum danych działa w oparciu o ogniwa paliwowe zasilane energią z biogazu, który wytwarzany jest w procesie fermentacji beztlenowej w miejscowej oczyszczalni ścieków. Moc 250 kW zasila 200 serwerów komputerowych Microsoft, ok. 100 kW wraca z powrotem do Dry Creek, co m.in. pomaga oczyszczalni w obniżeniu rachunków za prąd. Budowa i uruchomienie niewielkiego stosunkowo centrum przetwarzania danych (wielkością obiekt przypomina kontener transportowy) pochłonęła 7,6 mln dolarów – informatyczny gigant pokrył niemal 80 proc kosztów.

Innowacyjność w wybudowanym przez Microsoft centrum danych „Data Plant” polega na zastosowaniu ogniw paliwowych zasilanych biogazem oraz uproszczeniu infrastruktury dystrybucji energii przez połączenie elektrowni i serwerowni w celu znaczącej poprawy efektywności.

Przyszłość

Podczas ceremonii otwarcia centrum danych w Cheyenne symbolicznie, zamiast tradycyjnej czerwonej wstążki, przecięto kabel. – Rozwój sektora technologicznego jest priorytetem dla stanu Wyoming – powiedział gubernator Matt Mead. – Ten projekt to nie tylko zasilane energią odnawialną centrum przetwarzania danych. To także laboratorium do badań nad biogazem i ogniwami paliwowymi – dodał. Zero – carbon data center zyskało wsparcie wielu partnerów, także z sektora publicznego, co pokazuje jak ważne w realizacjach tego typu innowacyjnych przedsięwzięć jest współdziałanie władz miejskich i biznesu.

Microsoft przez kolejne 16 miesięcy będzie rejestrował dane i efektywność energetyczną w serwerowni, następnie obiekt zostanie udostępniony do badań Uniwersytetowi Wyoming.

Microsoft rozważa kolejne inwestycje wykorzystujące odnawialne źródła energii. Takie rozwiązania jak w Wyoming pozwolą koncernowi w realizacji polityki obniżenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery, poza tym gwarantują firmie większą elastyczność w lokowaniu swoich serwerowni i uniezależnianiu ich od krajowe sieci energetycznej. Microsoft planuje wydać 274 mln dolarów na rozwój swoich centrów danych na Zachodnim Wybrzeżu USA.

O innowacyjnym projekcie Microsoft opowiada Sean James, Senior Research Program Manager

Jolanta Kamińska: Na czym polega innowacyjność centrum danych Microsoft w Wyoming i jaka jest efektywność kosztowa takiego rozwiązania w porównaniu do tradycyjnych serwerowni?

Sean James: Innowacyjność w wybudowanym przez Microsoft centrum danych „Data Plant” polega na zastosowaniu ogniw paliwowych zasilanych biogazem oraz uproszczeniu infrastruktury dystrybucji energii przez połączenie elektrowni i serwerowni w celu znaczącej poprawy efektywności. Żeby zasilić ogniwa „Data Plant” wykorzystuje biogaz wytwarzany przez recykling odpadów z miejskiego zakładu oczyszczania ścieków Dry Creek. Ogniwa paliwowe przetwarzają biogaz w energię elektryczną, która napędza serwery Microsoft. „Data Plant” produkuje 250 kW energii odnawialnej, ale wykorzystywać będzie tylko 100 kW. Pozostała energia wraca z powrotem do oczyszczalni ścieków.

JK: Jak ocenia Pan wydajność centrum danych Wyoming po 2 miesiącach działań? Czy Microsoft będzie stosować podobne rozwiązania w innych centrach danych?

SJ: Microsoft kontynuuje strategię energetyczną, której celem jest ograniczenie zapotrzebowania na energię niezbędną do zapewniania usług w chmurze (red. cloud computing – model przechowywania aplikacji i informacji na serwerach umieszczonych poza lokalną siecią, a nie na komputerze użytkownika) – przez realizację umów na zakup ponad 285 MW energii wiatrowej w USA, po innowacyjne rozwiązania w centrach danych, takich jak zasilane biogazem centrum danych w Wyoming. Inicjatywy te łączą się w jednym celu – przekształcania łańcucha dostaw energii w kierunku istotnego zwiększenia wydajności i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko. Aby go osiągnąć, musimy się zastanowić w jaki sposób przeprojektować obecne systemy, tak aby efektywnie integrowały nowe rozwiązania technologiczne. Placówka „Data Plant” w Wyoming to pilotażowy program, który pozwoli zbadać taką możliwość. Cieszymy się, że partnerzy z sektora prywatnego i publicznego w Wyoming podzielają nasze zaangażowanie w odkrywaniu innowacyjnych odnawialnych rozwiązań, które mogą poprowadzić nas do bardziej zrównoważonej przyszłości dla wszystkich.

Zdjęcia: Materiały prasowe firm Microsoft i Siemens