Dataliikenteen energiankulutus on ilmastohaasteen ydinkysymys
Digitaaliset prosessit

Kuva: Telia Oyj

Dataliikenteen energiankulutus on ilmastohaasteen ydinkysymys

Maailman datakeskusten toiminnasta syntyy syntyy yhtä paljon hiilidioksidia kuin lentoliikenteestä. Hukkalämmön siirtäminen kaukolämpöverkkoon on osaratkaisu, paljon muitakin toimenpiteitä tarvitaan.

Kuinka moni suoratoistopalvelun käyttäjä tietää, että elokuvan katselu tarkimmalla teräväpiirtoasetuksella kuluttaa sähköä ja vettä nelinkertaisen määrän keskilaatuun verrattuna?

Entä mahtaako megatähti Luis Fonsi olla tietoinen Despacito-hittinsä viraaliversion ympäristövaikutuksista?

Pian ilmestymisen jälkeen, huhtikuussa 2018, videota oltiin ladattu You Tubesta viisi miljoonaa kertaa, ja letkeiden latinorytmien striimaus oli muutamassa viikossa kuluttanut sähköä yhtä paljon kuin 40 000 amerikkalaista kotitaloutta vuoden aikana.

”Erilaisten kulttuuritallenteiden, sosiaalisen median ja muiden digitalisoitujen palvelujen siirto datakeskusten servereiltä kuluttajien laitteisiin kuluttaa runsaasti energiaa, ja muodostaa merkittävän osan globaalista sähkönkulutuksesta”, toteaa Telian datakeskusasiantuntija Eero Lindqvist.

”Osa datakeskuksista jättää kustannussyistä hukkalämmön hyödyntämättä, sillä lämmön siirtämiseksi kaukolämpöverkkoon täytyy rakentaa miljoonia euroja maksava lämpöpumppujärjestelmä.”

Valtioluokan sähkösyöppö

Suuruusluokan hahmottamiseksi Lindqvist vertaa datakeskuksia Ranskan valtioon.

”Viime vuonna datakeskukset kuluttivat sähköä arviolta 420 terawattituntia. Ranskassa yhteiskunnan kaikkien toimijoiden yhteenlaskettu sähkönkulutus oli 440 terawattituntia.”

Tällä hetkellä datakeskusten toiminta syö kolme prosenttia maailman sähköntuotannosta, ja digitalisaation jatkuessa nykytahtiin kymmenen vuoden kuluttua jo kahdeksan prosenttia.

”Datakeskusten energiankäyttö on ydinkysymys, kun etsimme ratkaisuja ilmaston lämpenemisen hidastamiseen. Hiilidioksidia datakeskusten toiminnasta syntyy yhtä paljon kuin lentoliikenteestä”, Lindqvist kertoo. (Vertailu perustuu tilanteeseen ennen keväällä 2020 koronaviruksen vuoksi voimaantulleita lentoliikenteen rajoituksia.)

Ennen kuin päästään pohtimaan ratkaisuja, on ymmärrettävä datakeskustekniikan pääperiaatteet. Sähköä – jota toistaiseksi tuotetaan pääsääntöisesti ilmaston kannalta huonolla fossiilisella energialla – tarvitaan sekä datan siirtoon verkkoon että palvelintilojen viilennyksessä käytettävän veden jäähdyttämiseen.

Haasteena sijainti

Yhtenä hiilikuorman vähentämiskeinona onkin esitetty hukkalämmön siirtoa kaukolämpöverkkoon, jolloin kiinteistöjen lämmitykseen tarvittavan primäärienergian määrä pienenee ja päästöt vähenevät.

”Sinänsä hyvä idea, mutta toimii vain pienessä osassa maailmaa”, Lindqvist sanoo.

Lindqvist huomauttaa, että 90 prosenttia datakeskuksista sijaitsee maapallon lämpimillä alueilla.

”Kun lämpötila on ympäri vuoden hellelukemissa, eikä taloja lämmitetä, niin kysyntää datakeskusten hukkalämmölle ei ole.”

Miksi sitten datakeskuksia ei siirretä alueille, joissa taloja lämmitetään? Lindqvistin mukaan Euroopan isoissa kaupungeissa – esimerkiksi Lontoo, Pariisi, Amsterdam, Frankfurt – vastaan tulee sähköverkkojen riittämätön kapasiteetti.

”Amsterdamiin ei toistaiseksi saa rakentaa yhtään uutta datakeskusta, sillä se vaatisi ison remontin sähköverkkoon. Saksassa sähkö puolestaan on niin kallista, että se saa monen toimijan miettimään onko investointi muualle kannattavampi”, Lindqvist taustoittaa.

Arktisen alueen valtit

”Ei siis ihme, että hiilineutraaliutta tavoittelevien datakeskusoperaattoreiden katseet ovat kääntyneet Pohjoismaihin”, Lindqvist kommentoi ja ryhtyy luettelemaan arktisen vyöhykkeen valtteja.

”Viileässä ilmastossa palvelintilojen jäähdytys pystytään toteuttamaan tehokkaasti. Uusiutuvaa, hiilineutraalia sähköä on saatavilla. Pohjoismainen sähkön yhteismarkkina toimii luotettavasti, ja verkossa riittää kapasiteettia.”

”Pitää kuitenkin muistaa, ettei maailman kaikkia datakeskuksia voida siirtää pohjoiseen.”

Lindqvist huomauttaa, että Ruotsissa ja Suomessa datakeskusten hukkalämpöä siirretän jo nyt kaukolämpöverkkoon. Esimerkkinä hän mainitsee Tukholman, jossa Fortum on ollut käynnistämässä datakeskusyhteistyötä. Suomessa pioneereina liikkeelle lähtivät venäläinen datakeskusoperaattori Yandex ja Mäntsälän kaupunki.

”Pitää kuitenkin muistaa, ettei maailman kaikkia datakeskuksia voida siirtää pohjoiseen.” Siirtonopeus on keskeinen syy, jonka vuoksi palvelimia on sijoitettava käyttäjien läheisyyteen.

”Esimerkiksi tehtaiden tuotannonohjaus, pörssikauppa ja älyliikenne ovat prosesseja, joissa tiedon on kuljettava reaaliaikaisesti. Tämän toimialan kasvu on väistämätöntä. Kun datakeskuksia suunnitellaan, pitäisi lähtökohta aina olla se, että maksimoimme positiiviset ja minimoimme negatiiviset vaikutukset”, Lindqvist sanoo.

Kohti puhdasta surffailua

Vaikka hukkalämmön hyödyntäminen onnistuu vain osassa datakeskuksia, kirvestä ei kuitenkaan pidä heittää kaivoon – keinoja hiilijalanjäljen pienentämiseen on muitakin.

Lindqvist kiittää Googlea, joka on ostanut useiden tuulipuistojen koko tuotannon, minkä ansiosta yhtiön käyttämästä sähköstä liki sata prosenttia on hiiletöntä.

”Hyvän trendin vastakohta löytyy Aasiasta – erityisesti Kiinasta ja Intiasta. Siellä datakeskusten määrä kasvaa vauhdikkaasti, ja toistaiseksi esimerkiksi Kiinan sähköstä kaksi kolmasosaa tehdään hiilestä”, Lindqvist toteaa.

Datakeskusten ekotehokkuus paranee myös teknologian kehittymisen myötä. Palvelimien lämmönsieto paranee Lindqvistin mukaan jatkuvasti: uusimmat koneet toimivat mainiosti 25–27 celsiusasteessa edellisten sukupolvien vaatiman enintään 19 asteen sijaan.

Myös sovellusten energiankäyttöä voidaan tehostaa. ”Kun eräs yleisesti käytössä ollut ohjelmanpätkä koodattiin uudelleen, saatiin 60 000-kertainen parannus aiempaan verrattuna”, Lindqvist kertoo.

 

Telian datakeskuksesta lämpöä 25 000 kotiin

  • Kesällä 2019 valmistuneen Telia Helsinki Data Centerin hukkalämpö siirtyy suoraan Fortumin kaukolämpöverkkoon.
  • Datakeskuksen palvelimista saadaan lämpö 25 000 espoolaisasuntoon.
  • Hiilijalanjälkeään Telia pienentää myös käyttämällä vesivoimaenergiaa Pitäjänmäen datakeskuksessa.
  • Kesäkuukausina Fortum lämmittää käyttövettä datakeskuksen hukkalämmöllä.
  • Yhteistyö vähentää Fortumin hiilipäästöjä 100 000 tonnia vuodessa, mikä vastaa 55 000 henkilöauton vuosittaisia hiilipäästöjä.

Lähteet: Eero Lindqvistin haastattelun lisäksi www.telia.fi, Janne Kaijärven teksti

 

Datakeskusten energiankäyttöä suitsitaan maailmalla

  • Amsterdamin kaupunki on rajoittanut uusien datakeskusten rakentamista ja asettanut velvoitteen uusien datakeskusten energiatehokkuudelle.
  • Santa Claran kaupunki edellyttää, että datakeskuksen varavoima tuotetaan ei-fossiilisilla polttoaineilla.
  • Singapore on rajoittanut datakeskusten rakentamista maan- ja energiankäytöllisistä syistä.
  • Sanghai edellyttää uusilta datakeskuksilta vähintään 1,3 PUE*-tehokkuutta.
  • Power Usage Efficiency (PUE) kertoo kuinka paljon datakeskuksessa kuluu sähköä muuhun kuin ict:hen.

Lähde: Eero Lindqvist, Telia

Lue seuraavaksi