Vitán felül áll, hogy a modern üzleti élet elképzelhetetlen lenne adatközpontok nélkül, az általuk biztosított számítási teljesítménynek azonban ára van. Olyan ára, melyet akarva-akaratlanul mindannyian megfizetünk. Nem mindegy azonban, hogy mennyit és milyen környezeti terhelés mellett. Az amerikai adatközpontok durván 70 milliárd kilowattóra elektromosságot igényeltek 2014-ben, ami önmagában az USA teljes energiafogyasztásának két százalékát jelentette. Ez megegyezik 6,4 milliónyi átlagos amerikai otthon éves igényével.

Egyre hatékonyabbak a világgazdaság motorjai

Miközben az Egyesült Államokban az évtized első felében elképesztően nőtt az adatközponti kapacitás bővítése iránti kereslet, az energiafogyasztás ezzel párhuzamosan csak egészen mérsékelten bővült. Az amerikai kormányzat adatközponti energiafelhasználást vizsgáló tanulmánya pontos számokba is öntötte a hihetetlent: állításuk szerint mindössze 4 százalékkal lett több jelen évtized első öt évében az adatközpontok energiaéhsége. Az óriási eredmény, hiszen 2010-2015-ös időszakban még 24 százalékkal, az ezredforduló utáni öt évben pedig 90 százalékkal nőtt az energiaigény.

Eközben pedig egyáltalán nem lanyhul az adatközpontok iránti igény bővülése. A JLL ingatlanbefektető felmérése [.PDF] szerint a több bérlőt kiszolgáló adatközpontok piaca globálisan folyamatosan nő, éves szinten a 2015-2018 alatti időszak alatt 12 százalékkal. Ennek közel felét (44 százalékát) az észak-amerikai régió adja.

Ha a bővülés nem párosulna hatékonyságnövekedéssel, akkor az csak 2014-ben plusz 40 milliárd kWh energiafelhasználást jelentett volna. Ez pedig nem csupán gazdaságossági és környezetvédelmi szempontokból jelentett volna gondot az üzemeltetőknek, hanem például a hűtési rendszerek és a szükséges bővítések helyigényének tervezésénél is. Az energiafogyasztás mérséklése versenyképesség-növelő tényező, derül ki az amerikai Energiaügyi Minisztérium, a Stanford Egyetem, a Northwestern Egyetem és a Carnegie Mellon Egyetem közös kutatásából.
 

Mindeközben a német Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium (BMWi) felmérése [.PDF] szerint a Németországban üzemelő adatközpontok energiaigénye közel 20 százalékkal nőtt 2010 és 2015 között: 10,5 milliárd kWh-ról 12 milliárd kWh-ra. Ez várhatóan az évtized végéig 14,3 milliárd kWh-ra nő, 2025-re pedig 16,4 milliárd kWh-t jósol a BMWi. Vagyis Európa gazdasági szívében is egyre mérséklődik az adatközpontok energiaéhsége, még ha nem is olyan agresszív ütemben, mint az Egyesült Államokban.

Lefogyasztott fogyasztók

Az informatikai eszközök, az energiaellátó rendszerek és a hűtés együttese adja egy-egy adatközpont teljes fogyasztását. Ezek közül az első és a harmadik számít igazán fontos tényezőnek energiaigény szempontjából, az ellátórendszerek fogyasztása a teljes terhelés alig 4-5 százalékát teszi ki. Az energiahasználat-hatékonyság (Power Usage Effectiveness – PUE) 10-20 százalékot javult az évtized eleji átlagokhoz képest a Schneider Electric szerint, ami jelentős részben a hűtési hatékonyság fejlődéséből következett.

A hűtési költség ugyanakkor csökkenthető azzal is, ha a környezeti hőmérséklet általánosságban alacsony. A Facebook ebből a megfontolásból telepítette egyik, 27 ezer négyzetméteres szerverközpontját a svédországi Luleå városába. A sarkkörhöz közeli létesítmény sokat profitál az olykor akár mínusz 40 Celsius-fokig süllyedő hőmérsékletből, így Mark Zuckerberg cége meghökkentően jó PUE értékről számolhatott be ennek kapcsán: a száz százalékig megújuló energiára alapuló adatközpont 1,07-es hatékonysági mutatóval bír.

Az energiafogyasztás hatékonyságának folyamatos javulásában szerepet játszott az adatközpontokban dolgozó szerverek erőforrásigényének optimalizálása is. A korábbinál hatékonyabb energiatakarékos üzemmódokat alkalmazó, fejlettebb gyártástechnológiával készülő szerverprocesszorok révén egységnyi számítási teljesítmény kevesebb felhasznált és disszipált energia mellett érhető el. Ezáltal nemcsak a folyamatos működéshez szükséges befektetendő energia mértéke csökkenhet, de a processzorok, memóriachipek és tárolók által termelt hőmennyiség is alacsonyabb lehet, ami figyelembe vehető a hűtési rendszerek kialakításakor és bővítésük során.

A jövő megújulóké

Az elektromos áramot szolgáltató cégektől való függőséget csökkenti, ha helyben telepített, megújuló erőforrásra alapuló energiatermelést alkalmaznak az adatközpontban. A hagyományos, fosszilis energiahordozóktól független energia-előállítás egyre olcsóbbá válik, még a Donald Trump támogatta szénlobbi előretörése ellenére is.

Kedvelt energiaforrás a hidroelektromosság, például a Google egyik adatközpontja is az olcsó, megújuló vízenergia miatt került az oregoni Dalles-gát mellé. A Microsoft pedig tavaly kísérletezett  olyan, kapszulába zárt, tengervízbe merített szerverekkel. A hullámzás energiájának kihasználásával megoldhatónak tartotta a kiszolgálóeszközök energiaellátását, a hűtésről pedig a víz alacsony hőmérsékletének kellett gondoskodnia. Ez a konstrukció ugyanakkor nem teszi lehetővé a szerverek rendszeres, fizikai ellenőrzését, ezért a szervereknek öt éven keresztül külső beavatkozás nélkül kell működniük, vonta le a következtetést a Microsoft.

Előszeretettel alkalmaznak napenergiát is az adatközpontok. Az észak-karolinai Maidenben található Apple létesítmény például szintén a napsütésből kinyerhető energiára támaszkodik: a nagyméretű napelemeket egy üzemanyagcellás rendszerrel kombinálva saját energiaigényének 60 százalékát képes ebből a forrásból fedezni. Ráadásul a Steve Jobs alapította vállalat a maradék 40 százalékot is megújuló forrásokból – például szélerőművekből származó árammal – fedezi. Szintén erőteljesen igénybe veszi a Napból származó energiát az Apple arizonai szerverközpontja, mely mellé 50 megawatt teljesítményű erőművet telepítettek (lásd nyitóképünket).

Akad azonban egy komoly gond a megújuló energiaforrásokkal: bizonytalan ideig és mennyiségben állnak rendelkezésre. Ha nem (vagy túl erősen) fúj a szél, nem süt a nap, kevesebb hó olvad a hegyekben, akkor az energiaellátás folyamata megszakadhat, ami az adatközpontokban elfogadhatatlan áramszüneteket eredményezhet. Ezért alkalmaznak vagy hibrid megoldásokat, ahol a megújulókat hagyományos erőművekből származó áram egészíti ki, vagy olyan puffereket (jellemzően akkumulátorokat), ahol az energiatermelés időszakában keletkező felesleg eltárolható az energiaszegény időkre.

Földrajzi, folyamatossági, termelési kihívások

Van még egy fontos jellemzője a megújuló energiaforrásoknak: földrajzi helytől függően hatalmas különbség lehet hatékonyságukban. Nagy-Britanniában például sokkal jobban megéri (vízre telepített) szélerőműveket alkalmazni, Norvégiában vízerőműveket építeni, Spanyolországban pedig napenergiára támaszkodni. Az adott terület földrajzi adottságai sokat nyomnak tehát a latban, a kiválasztandó megújuló energiaforrások ennek függvényében nagyon eltérő megtérülési időket produkálhatnak az adatközpontok üzemeltetői számára.
 

Mindezek felett hiába állnak a megújuló energiaforrások gyakorlatilag korlátlanul rendelkezésre, a hatékony kinyerésükhöz és hasznosításukhoz azonban olyan anyagokra van szükség, melyekhez nagyon korlátozottan lehet hozzájutni. Mintegy ötven olyan anyag van – köztük ritkaföldfémek, mint az indium, a gallium –, melyeket évente mindössze néhány ezer tonna mennyiségben bányásznak, és az összes anyag mennyisége nem éri el a 200 ezer tonnát.

A ritkaföldfémeket használják a chipgyártásban, de nélkülözhetetlen elemei például a nagy hatékonyságú szélturbináknak és a modern akkumulátoroknak is. Mindhárom terület komoly kihívás előtt áll; a Nemzetközi Energiaügynökség egyik ajánlása szerint például 2030-ra a szélenergia-kapacitást a jelenleginek legalább a négyszeresére kellene emelni.

Közel sem tudhatjuk magunk mögött a fosszilis tüzelőanyagokról megújulókra való átállás fő problémáinak megoldásait, és ezzel az adatközpontok üzemeltetőinek is számolni kell. A jövő azonban a zöldebb, környezetet kevésbé terhelő szervercsomópontok felé mutat, ami nem csak a fejlődést segít fenntartani, de hosszabb távon az adatközponti szolgáltatásokat igénybe vevők – tehát közvetve gyakorlatilag mindenki – pénztárcájának is könnyebbséget jelent.