Δρ. Ανδρέας Πουλλικκάς
Τα κέντρα δεδομένων (data centers) αποτελούν κρίσιμη υποδομή για την αποθήκευση, επεξεργασία και διαχείριση δεδομένων. Η κατανάλωση ηλεκτρισμού στα κέντρα δεδομένων είναι ένα σημαντικό ζήτημα, καθώς συνδέεται τόσο με την οικονομική βιωσιμότητα όσο και με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις αφού οι κυβερνήσεις και οι διεθνείς οργανισμοί πιέζουν για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα. Τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας για τη λειτουργία των διακομιστών (servers), την ψύξη, τα συστήματα αποθήκευσης και τις υποδομές δικτύου. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, η κατανάλωση ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων αυξάνεται διαρκώς λόγω της αύξησης της παγκόσμιας ζήτησης για υπηρεσίες cloud, big data και τεχνητής νοημοσύνης.
Πολλές εταιρείες, όπως η Google, η Microsoft και η Amazon, επενδύουν σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή, αιολική, υδροηλεκτρική) για να μειώσουν το αποτύπωμα άνθρακα των κέντρων δεδομένων τους. Ορισμένα κέντρα δεδομένων κατασκευάζονται κοντά σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για άμεση τροφοδοσία. Τεχνολογίες όπως η ψύξη με νερό, η φυσική ψύξη και οι ενεργειακά αποδοτικοί επεξεργαστές συμβάλλουν στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Τα κέντρα δεδομένων συχνά διαθέτουν συστήματα αδιάλειπτης παροχής ενέργειας και γεννήτριες για την αντιμετώπιση διακοπών ρεύματος. Ορισμένα κέντρα δεδομένων χρησιμοποιούν μπαταρίες ή ακόμα και υδρογόνο για εφεδρική ενέργεια.
Μερικά παραδείγματα κέντρων δεδομένων γνωστά για τις τεχνολογικές τους καινοτομίες, την κλίμακα λειτουργίας τους και τη χρήση βιώσιμων πηγών ενέργειας αφορούν τις εγκαταστάσεις (α) της Google Data Centers που βρίσκονται ανά τον κόσμο, με σημαντικά κέντρα στις ΗΠΑ, Ευρώπη (Βέλγιο, Ιρλανδία, Φινλανδία) και Ασία όπου χρησιμοποιούν 100% ανανεώσιμη ενέργεια (κυρίως ηλιακή και αιολική), (β) της Microsoft Azure Data Centers σε πάνω από 60 περιοχές παγκοσμίως, με μεγάλα κέντρα στις ΗΠΑ, την Ευρώπη (Ολλανδία, Δανία) και την Ασία και με επενδύσεις σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή και αιολική) και πρωτοπόρος στη χρήση υποβρύχιων κέντρων δεδομένων, (γ) της Amazon Web Services σε περιοχές όπως οι ΗΠΑ, η Ευρώπη (Γερμανία, Ιρλανδία) και η Ασία με χρήση ηλιακής και αιολικής ενέργειας (π.χ., το κέντρο δεδομένων στο Δουβλίνο της Ιρλανδίας λειτουργεί κυρίως με αιολική ενέργεια) και (δ) της Facebook (Meta) με μεγάλα κέντρα στις ΗΠΑ, Ευρώπη (Δανία, Σουηδία) και Ασία όπου χρησιμοποιούν 100% ανανεώσιμη ενέργεια (κυρίως ηλιακή και αιολική) και επενδύουν σε καινοτόμα συστήματα ψύξης, όπως τη χρήση αέρα από το εξωτερικό περιβάλλον (π.χ., το κέντρο δεδομένων στην Οντένσε της Δανίας αξιοποιεί τη θερμότητα που παράγεται από τους διακομιστές για τη θέρμανση κοντινών κατοικιών).
Η χρήση πυρηνικής ενέργειας για την τροφοδοσία κέντρων δεδομένων είναι ένα θέμα που έχει αποκτήσει αυξανόμενο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Ο συνδυασμός των αυξανόμενων ενεργειακών απαιτήσεων των κέντρων δεδομένων, η ανάγκη για χαμηλές εκπομπές άνθρακα και η ανάγκη συνεχόμενης και αξιόπιστης παραγωγής ηλεκτρισμού έχει οδηγήσει σε συζητήσεις για την αξιοποίηση της πυρηνικής ενέργειας ως λύση. Ιδιαίτερα, της χρήσης των μικρών αρθρωτών πυρηνικών αντιδραστήρων (Small Modular Reactors – SMRs) που μπορούν να εγκατασταθούν κοντά σε κέντρα δεδομένων, εξασφαλίζοντας αυτονομία. Τέτοιοι πυρηνικοί αντιδραστήρες θεωρούνται ιδανικοί για την τροφοδοσία κέντρων δεδομένων, καθώς προσφέρουν (α) μικρότερο μέγεθος και κόστος σε σχέση με τους παραδοσιακούς πυρηνικούς αντιδραστήρες, (β) αυξημένη ευελιξία για συγκεκριμένες τοποθεσίες και μικρότερη γραφειοκρατία στην αδειοδότηση και (γ) μικρότερο κίνδυνο ατυχημάτων λόγω προηγμένων συστημάτων ασφαλείας. Για αυτό η επένδυση στους μικρούς αρθρωτούς αντιδραστήρες μαζί με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας φαίνεται να αποτελεί τη νέα τάση για την κάλυψη των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών των κέντρων δεδομένων των τεχνολογικών κολοσσών, Microsoft, Google και Amazon.
Επίσης, η γεωγραφική θέση ενός κέντρου δεδομένων επηρεάζει σημαντικά την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων πρωτίστως λόγω της απόστασης από τους τελικούς χρήστες. Οι πιο κρίσιμοι παράγοντες που συνδέονται με τη θέση και την ταχύτητα περιλαμβάνουν: (α) όσο πιο κοντά βρίσκεται ένα κέντρο δεδομένων στους χρήστες, τόσο χαμηλότερη είναι η καθυστέρηση, (β) η απόκριση του διακομιστή μπορεί να επηρεαστεί από την απόσταση, ειδικά σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου, χρηματοοικονομικές συναλλαγές, κλπ, (γ) την ποιότητα των ενδιάμεσων δικτύων και τη συμφόρηση των δικτύων και (δ) οι διαδρομές σύνδεσης πρέπει να είναι αποδοτικές, με όσο το δυνατόν λιγότερα ενδιάμεσα δίκτυα μεταξύ διακομιστών και τελικών χρηστών.
Αν και η περιοχή της Μεσογείου δεν είναι σημαντικός κόμβος η τάση των τελευταίων ετών δείχνει αύξηση της παρουσίας κέντρων δεδομένων στη Μεσόγειο, κυρίως λόγω του αυξημένου ενδιαφέροντος για τη Μέση Ανατολή και τη Βόρεια Αφρική. Αναμένεται ότι στα επόμενα χρόνια, για σκοπούς βελτίωσης της ταχύτητας των δεδομένων, θα εγκατασταθούν περισσότερα κέντρα δεδομένων στη Μεσόγειο κυρίως σε στρατηγικές τοποθεσίες που συνδέονται με υποθαλάσσια καλώδια. Δεν θα έχουμε όμως μεγάλες συγκεντρώσεις όπως γίνεται στη Βόρεια Ευρώπη, λόγω κλιματικών και ενεργειακών περιορισμών.
Έχοντας υπόψη τα πιο πάνω, η Κύπρος θα μπορούσε να ενθαρρύνει επενδύσεις σε κέντρα δεδομένων για προσέλκυση στρατηγικών έργων κέντρων δεδομένων από τεχνολογικούς κολοσσούς όπως είναι οι Microsoft, Google και Amazon. Αν και η εγκατάσταση κέντρων δεδομένων στη χώρα μας απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό ως προς τις ψηλές ενεργειακές απαιτήσεις εντούτοις με σωστό προγραμματισμό θα μπορούσε να γίνεται χρήση ηλιακής ενέργειας σε συνδυασμό με την μελλοντική χρήση μικρών αρθρωτών αντιδραστήρων και ηλεκτρικών διασυνδέσεων.
Καθηγητής Ενεργειακών Συστημάτων
Frederick University