Google potřebuje pro svá datová centra miliardy litrů vody

Stále více lidské činnosti se přesouvá na internet – což by se dělo i bez pandemie koronaviru. Ta celý proces jen výrazně urychlila. Jenže přesun do virtuálního světa se bez akce v tom skutečném neobejde, protože je nutné kvůli tomu postavit obrovskou infrastrukturu složenou z dlouhých řad serverů.

Takové datové centrum však dokáže pořádně topit, takže kromě spotřeby elektřiny na svůj vlastní provoz potřebuje další dávku energie na své chlazení. Teplota by se v něm totiž měla obvykle držet kolem 21 stupňů Celsia.

Své o tom ví například společnost Google, která v posledních letech rozšiřovala svá vysokokapacitní datová úložiště napříč celými USA. A na řadě míst se už kvůli tomu dostala do sporu s místními ekologickými organizacemi, protože pro svůj provoz potřebují chlazení vodou. Spoustou vody.

Obyvatelé Spojených států patří mezi největší spotřebitele vody na světě. Například i v pouštních oblastech Arizony na jihozápadě USA spotřebuje průměrný Američan 120 galonů, tedy 456 litrů vody za den. V porovnání s necelými sto litry na osobu a den v na vodu relativně bohatém Česku jde o pořádný rozdíl.

Místní úřady se snaží spotřebu průměrného Američana snížit, ale na druhé straně velmi stojí o datová centra od Googlu, která za den potřebují tolik vody, že by to průměrnému Arizoňanovi stačilo na téměř 23 let. To je případ centra rostoucího ve žhavém písku mezi kaktusy u města Mesa nedaleko Phoenixu.

Konkrétně toto centrum uzavřelo s městem dohodu o dodávce milionu galonů vody denně (1 galon = 3,8 l), a pokud se centrum rozroste, může „vypít“ až čtyři miliony galonů za 24 hodin.

Samotná společnost informaci o tom, kolik vody na chlazení rozsáhlých počítačových polí potřebuje, tají a ohání se obchodním tajemstvím. Podle agentury Bloomberg však lidé mohou do jejího byznysu nahlédnout například i díky rozhodnutím soudů.

Vyšlo najevo, že světový lídr vyhledávačů spotřeboval pro chlazení pouze za loňský rok ve třech státech USA neuvěřitelných 14 miliard litrů vody.

A není zdaleka jediný. Napříč Amerikou vzniká nejen více jeho datových center, ale boj o zákazníky lačné po cloudových službách vedou samozřejmě také Microsoft nebo Amazon. Všichni chtějí stavět v blízkosti hojně osídlených oblastí, takže se o vodu musejí přetahovat s místními i dalšími podniky.

„Datová centra se rozšiřují, jsou všude. Musí být postavena způsobem, který zajistí, že nebudou odebírat kritické zdroje od společenství s nedostatkem vody,“ řekl pro agenturu Bloomberg Gary Cook, ředitel globálních kampaní proti změně klimatu.

Google ve Spojených státech aktuálně provozuje 21 datových center, za rok 2019 do nich nalil 13 miliard dolarů a letos plánuje na půdě Nového světa utratit dalších deset miliard dolarů. „Snažíme se postupovat udržitelně do všeho, co děláme,“ řekl pro Bloomberg Gary Demasi, ředitel pro strategii datových center ze společnosti Google.

Dodává, že některá datová centra patří ve spotřebě elektrické energie k vůbec nejefektivnějším na světě, což však neznamená, že v tom není háček.

Při ochlazování Google spoléhá na odpařovací zařízení. Ta ženou vodu do speciálních trysek, vytvářejí z ní velmi jemnou vodní mlhu, která se rychle odpařuje. Při tomto procesu odnímá mnohem více tepla než například klasická klimatizace, a to při nižší spotřebě elektrické energie.

Jenže, co se ušetří na elektřině, to se projeví ve vyšší spotřebě vody. „Pokud spotřeba vody klesne, spotřeba elektřiny stoupne. A naopak,“ řekl Otto Van Geet, hlavní inženýr v Národní laboratoři pro obnovitelné zdroje energie. Voda je na mnoha místech levnější než elektřina, takže tento způsob chlazení vyjde levněji.

V posledních letech však inženýři Googlu zjistili, že stejnou službu dokáže odvést také recyklovaná voda, a pokud to jde, umí využít také mořskou vodu. A firma zdůrazňuje, že každý použitý litr vody projde jejím chladicím systémem hned několikrát.

Konkurenční Microsoft chlazení vodou posunul na ještě vyšší úroveň. U skotských břehů udělal experiment pojmenovaný Natick, při kterém potopil do mořských hlubin u Orknejských ostrovů speciální kontejner s téměř 28 petabajty dat (27 milionů gigabajtů). Nejde tedy o žádného trpaslíka.

Podle předpokladů by měl experiment běžet pět let a náklady na chlazení by měly díky studené vodě klesnout zhruba na čtvrtinu. Firma chce také monitorovat dopady datacentra na jeho okolí. A podle Microsoftu jde o velký úspěch, použitelný samozřejmě jen ve vodách, které jsou dostatečně chladné.

Chlazení datových center je velké téma také v Česku, především kvůli letním vlnám čtyřicetistupňových veder z posledních let. Trendem dneška je chlazení vnějším vzduchem nazvané free cooling. Tuto technologii používají v Česku například společnosti VSHosting, T-Mobile či Seznam.cz.

„Do určitého bodu chladíme teplotou venkovního vzduchu, ten přes výměník ochlazuje vnitřní oběh vzduchu na sále,“ vysvětlujete technický ředitel Seznamu Vlastimil Pečínka. Díky tomu se do datového centra nedostává prach zvnějšku a vzduch má i správnou vlhkost. „Nevýhodou je snad jen to, že na výměníku vzduch-vzduch se ztrácí ‚část chladu‘, jde asi o tři až čtyři stupně Celsia,“ dodává manažer.

Když je pak venku tepleji a samotný vnější vzduch by na chlazení nestačil, rozprašují se do něj drobné kapičky vody, které na sebe vážou teplo, odpařují se a venkovní nasávaný vzduch tím ochladí. A když ani to nestačí, nastoupí v těch největších parnech klasická klimatizace.

Teplota však není jedinou proměnnou, hodně záleží také na vlhkosti. Vpád horkého suchého vzduchu ze Sahary sice může přinést 40stupňová vedra, ale v datacentrech o to lépe funguje ochlazování pomocí rozprašované vody.

„Z pohledu chlazení jsou nejhorší horká léta s vysokou vlhkostí, třeba po bouřce, protože vzduch je teplý, nasycený vodními parami a už neodvádí teplo tak dobře. Takže musí pracovat kompresory a s tím roste i spotřeba elektřiny,“ říká Pečínka.

Snižovat spotřebu v datacentrech lze i jiným způsobem, například používáním komponentů, které nejsou na teplotu v provozu tak citlivé, a tím pádem lze využívat chlazení vnějším vzduchem i při vyšších venkovních teplotách.