上個月(yuè),荷蘭(lán)水圈出了一則大新聞——穀(gǔ)歌(gē)荷蘭要和當地的水務公司聯合投資,在一個汙水廠內新建一套水處理係統,目的是為穀(gǔ)歌在荷蘭的其中一(yī)個數據中心提供冷卻水。
這則新聞為什(shí)麽在荷(hé)蘭引起關注?因為這標誌著穀歌不再(zài)使用自來水,而是用地(dì)表(biǎo)水來(lái)冷卻(què)Eemshaven數據中心的服務器。其次,穀歌還表示正在考察使用汙水廠出水作為冷卻水的可行性。IT巨頭進軍汙水圈(quān),日後會不會還直接收購汙(wū)水廠呢?我們馬上(shàng)看(kàn)看項目的來龍去脈。
汙水處理和(hé)IT巨頭的(de)跨界
穀歌作(zuò)為(wéi)全球*大的(de)數據供應商之一(yī),為(wéi)其歐洲的大部分用(yòng)戶提供服務。自2007年以來,穀歌在歐洲建立了四個大型數據中心,其中*個在2007年(nián)建於比利時的St. Ghislain,並於2010年全麵投產。第二(èr)座於2012年落戶芬蘭Hamina,第三座靠(kào)近Google在愛爾蘭都柏林的歐(ōu)洲總部,也在2012年投產。第四個數據(jù)中心(xīn)選擇(zé)在了(le)荷蘭的格羅寧根,並於(yú)2016年投產運營。
穀歌聲(shēng)稱自己從2007年就開始了碳中和計劃,並於2017年實現能量自給,根據荷蘭的計劃,穀歌也要(yào)在2030年實現所有數據中心和辦公室的碳中(zhōng)和目標。
電耗怪物
穀歌這(zhè)目標能不能實現尚(shàng)且是(shì)個(gè)未知數,但荷蘭政府已經從電費(fèi)單看(kàn)到這些大型數據中心是堆耗電怪物——據統計,荷蘭目前有大大小小約6600個數據中心,其中6000個都是小規(guī)模的,隻相當於一(yī)個中小企業的辦公室(shì)的房間。其餘的600個的麵積則超過100㎡。其中(zhōng)有三個巨型數據中心,每個的麵積都在十幾個足球場以上。2019年,這些數據中心消耗了荷蘭全國2.5%的電耗,而那三個巨(jù)型數據中心就(jiù)占了全國電耗的0.7%。這是什麽概念?一個數據中心的電耗相當於格羅寧根所(suǒ)有居民的用電量。
這三個巨無霸是穀歌和(hé)微軟建造的,它倆(liǎng)還計劃(huá)在荷蘭的Wieringermeer和(hé)Zeewolde多建3個數據中心。數據預(yù)測,到2030年,這幾個巨型數據中心將消耗荷蘭全國3.5-7%的(de)電耗。
冷卻水的(de)需求
除了耗電,這些數據中心還要用到大量的水。
這些電腦全天候工作,機器會產生大(dà)量熱能。要服務器正常運作(zuò),必須給它們降溫散熱。風冷是主流的(de)散熱方式,但是在夏天,風冷還不足以抵消機房產生的熱能,所(suǒ)以(yǐ)需要用到冷卻水。
荷蘭三角洲研(yán)究(jiū)所做過估算,在*熱的夏季,荷蘭的所有數(shù)據中心每天*多使用112000立方米(mǐ)的(de)水。這種水可以為130萬人用(yòng)水量!
穀歌在Eemshaven的數據中心每天消耗2600立方米的冷卻水。而你可能有所不知的是,穀歌用的這些水,全是自來水!三角洲的數據還顯示,這個數(shù)字到2030年要漲到21600立方米(mǐ)。
要知道,荷蘭的自來水(shuǐ)大多取自地下水。當荷蘭人知道這些互聯網巨頭用寶貴的水源來(lái)冷卻電(diàn)腦,自然也會表示愕然和不滿。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)水文學(xué)領域*席學者Hubert Savenije教授就認為“數據中心用自來水是(shì)不可持續的,後者是優質(zhì)用(yòng)水,不應該用來作冷卻用(yòng)途”。
受到輿論的壓(yā)力,格(gé)羅寧根水務公司(WBG)也開始表示想停止使用(yòng)自來水,他們的負責人也表示這並不是理想水源,也是不可持續的。
地(dì)表水是替代水源。但(dàn)是(shì),數據中心附近並沒有足夠的地表水源,*近的淡水源是Eems運河,也在(zài)幾十公裏之外。
怎麽辦呢(ne)?
冷卻水自給自足
這(zhè)就有了穀歌建淨水廠的新聞了。
格(gé)羅寧根(gēn)水務公司和荷蘭水務公司Evides聯合成了一家叫North Water的公司,他們決定在格羅寧根城邊Garmerwolde汙水廠裏,建一套新的處理係統,將Eems運河中的(de)水(shuǐ)處理到工業冷卻水級別。同時(shí),North Water還將建一條28公裏的管道,將(jiāng)淨(jìng)化的出水運到Eemshaven的數據中心。
格羅寧根水務公司的宣傳片顯(xiǎn)示,他們從汙水廠一(yī)角作為取水口,運河的水繞著Garmerwolde汙水廠外圍進入冷卻水淨化係統。
穀歌的(de)荷蘭(lán)分公司是這個係統的*個用戶,它自己也將投資4500萬歐元到這個項(xiàng)目中。
工藝原理
由於是處理運河抽上來的水,所以工藝組合不用想(xiǎng)生活汙水那麽複雜,主要是用(yòng)鐵(tiě)鹽作絮凝沉澱,然後用高效(xiào)斜板沉澱池作固(gù)液分離,*後(hòu)再經過一層沙濾去除剩(shèng)餘雜質(zhì)。這套係統(tǒng)的年處理量據稱達1000萬立方米。
減少地下水的使用
North Water是格羅寧根水務針對荷蘭夏天降雨減少的問題而成立的公司,目的是要減少地下水的使用。
格羅寧根水務擔心地下水使用(yòng)的可持續性(xìng),因為他們預料到氣候變化(huà)會使荷(hé)蘭的(de)夏天變得越來越幹旱。沒(méi)有了地表降雨的捕集,人們將更加依賴地下水的開(kāi)采;同時,旱季的延長(zhǎng)也會減少地下水的補(bǔ)給,*終形成(chéng)惡性循(xún)環,造(zào)成海水倒灌等問題。
用地表水生產工(gōng)業供水就是其(qí)中的一個(gè)探索實踐。目前North Water生產的工業用水的價格為1歐元/m3,和自來水的價格相當,所以還是企業(yè)能(néng)夠接受的。
組合式水冷係統
除了改用(yòng)地表水作為水源,穀歌還在考察其他選項。穀歌荷蘭的投資組合經理Rita Margarido女士在接受采訪時表示:“我們也在考察(chá)海水淡化的方案,但是反滲(shèn)透工藝本身又需要(yào)大(dà)量能耗,而且還(hái)需要對濃水進行處理。”
但她也表示如果之後這個技術有更多的(de)突破,穀歌是(shì)不排除在以後的項目中考慮膜技術的。
據(jù)Margarido女士介(jiè)紹,新水廠的(de)出水除了用來冷(lěng)卻,還可以作為熱源,通過熱交換器進一步利用水中的餘熱。
水冷的散熱能力是風(fēng)冷的24倍,這說明水冷的方法更節能。穀歌稱會用到閉合和開(kāi)放兩種水冷(lěng)的形式:在閉合係統裏,水將盡(jìn)可能多次地持續循環;在(zài)開放係統裏,他們使(shǐ)用水塔來(lái)降低閉合係統的溫度(dù)。這種結合係統會比一次性的水冷(lěng)係統的水耗減少50%。
汙水廠出水回用
為什麽將冷取水處理單元放到(dào)Garmerwolde汙水廠呢?這個選擇背後(hòu)是在下一盤大棋——他們真的在考慮將汙水處理廠的出水用作冷卻水的水源!
North Water和Google在新廠發布會上對此都沒有避諱,都談到了汙(wū)水廠出水加工成為數據中心冷卻用(yòng)水的可能性。但他們也表示,這個可能性還需(xū)要更多具體的研究去確認是否真(zhēn)的可(kě)行。
在此前的《碳中和時代汙水廠如何升級轉型?| 荷蘭案例分享》中,我們已經介紹過Garmerwolde汙(wū)水廠。它是(shì)荷蘭汙水廠在碳中(zhōng)和時代升級轉型的代表。如今,這個汙水廠不僅(jǐn)同(tóng)時應用了厭氧氨氧化和好氧顆粒汙泥工藝(yì),現在(zài)和跟(gēn)互聯(lián)網IT巨頭直接合作,商業想象力確實值得同行效仿。
互聯網公司會(huì)收購(gòu)汙水廠(chǎng)嗎?
小編在開頭提出過這麽(me)個假設:IT巨頭日後會否(fǒu)收購(gòu)汙水廠?
我算了算(suàn)一筆賬,覺得這並不是沒可能(néng)。
我搜了一下格羅寧根水務的自來水價格,目前是約1.68歐/立方米。穀歌預(yù)計自己在未來的水耗會去到20000立方米/天,一年下來,穀歌的自來水賬單高(gāo)達1200萬歐(ōu)。穀歌現在花了4500萬(wàn)歐元合夥去建一個規模為2.7萬噸/天的淨水(shuǐ)廠(chǎng),如果當地政府因此免了它的水(shuǐ)費,其實(shí)是一筆劃算的投資(5年後回本?)。要知道,穀歌隻是這個新水(shuǐ)廠的*個用(yòng)戶,這些出水也可以(yǐ)其他需要冷卻水的周邊企業。
再大膽一點聯想:數(shù)據中心的耗電問題不僅是穀(gǔ)歌、微軟要麵對的問題(tí),我們國內的百度、阿(ā)裏和騰訊等互(hù)聯網巨頭一樣要麵對數據中心的能耗和水耗(hào)問題。如果穀歌(gē)在荷蘭(lán)嚐到甜頭,會(huì)不會繼而考慮直接買個汙水廠(chǎng)來運營呢(ne)?國內的BAT們為了完成自己的碳中和任務指標,會不會也(yě)效仿呢?
未來十年,阿裏騰訊收(shōu)會不會有自己的再(zài)生水廠(chǎng)呢?