David Guasch: big data centers and electricity network

Source: DariaSamuel, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Kolos, le plus grand data center du monde, à Ballangen en Norvège, alimenté en énergies vertes (Kolos Home page).

@daveguasch

A principis de juliol d'enguany vaig publicar un article sobre els cables submarins on deia:

En 2020, el 98% del trànsit internacional d'Internet circulava a través de cables submarins de fibra òptica i Google era el més gran proveïdor del món, amb 14 grans cables i més de 112.000 km sota el mar.

Un dels objectius més importants d'aquests cables és la connexió dels grans centres d'emmagatzematge de dades, coneguts en anglès amb el nom de Data centers i traduïts amb més o menys fortuna per altres noms en altres llengües.

Actualment, la major part dels Data centers disseminats pel planeta acullen una massa enorme de servidors utilitzats per a la navegació per Internet, les aplicacions i les dades d'un nombre creixent d'empreses i també a l'emmagatzemament en allò que en anglès es coneix com el Cloud (el núvol, la nube) del correu electrònic, les fotos, els documents, però també la traça de les pàgines que hem visitat, etc.

Perquè un Data center funcioni de manera òptima, s'han de complir determinades condicions: com ara disposar d'un excel·lent sistema d'aire condicionat (l'acumulació de servidors provoca un augment de la temperatura impressionant a les instal·lacions), el control de la qualitat de l'aire (els servidors detesten la pols), una solució d'alimentació d'emergència i unes elevades exigències pel que fa a les mesures de seguretat.

SafeHost ouvre à Gland (VD) le plus grand datacenter de Suisse, ICT Journal, 17.05.2017

Pel que fa al consum en electricitat dels Data centers en Suïssa, un article publicat per l'ICT Journal el mes d'abril d'enguany (3) ens aprenia que:

Segons un estudi encarregat per l'Office fédéral de l'énergie, el consum elèctric en 2019 dels Data centers i dels Centres de càlcul de les empreses pujava a 2,1 TWh, el 3,6% del consum total en electricitat de Suïssa. Aquest estudi també explicava que la major part d’aquesta energia es consumia als Centres de Càlcul de les grans empreses, que consumeixen més energia que els proveïdors dels grans Data centers. Les sales de servidors de les PME consumirien gairebé cinc vegades menys electricitat que els equips de les grans empreses. Finalment l'estudi també subratllava que, amb les mesures adequades, es podria estalviar gairebé la meitat d'aquesta electricitat.

Cat Electric Power: Cat® Diesel Generator Sets Supply Emergency Power to World's Tallest Data Center, YouTube, 03.04.2014

Però el problema no es limita a l'enorme consum d'electricitat en condicions normals d'un Data center. Com ens explicava Joe Kava a un article publicat en desembre del 2020 al blog de Google (4):

En les rares ocasions en què un Data center de Google es veu afectat per un tall de corrent, hem d'estar preparats per produir varis MW d'electricitat en pocs segons. Per fer front a aquest repte utilitzem normalment potents generadors dièsel.

Google. Centres de données: Saint-Ghislain, Belgique

Al mateix article, Joe Kava ens informava del projecte de Google per a la instal·lació a un dels més importants Data centers de la companyia, el quart del campus de Saint-Ghislain (Bèlgica), d'un sistema basat en bateries que reemplaçaria els generadors dièsel com dispositius d'alimentació d'emergència.

En cas d’interrupció del corrent de la xarxa elèctrica, el sistema ajudarà a mantenir les recerques (Google), els correus electrònics (Gmail) i els vídeos (YouTube) dels nostres usuaris sense la contaminació i les emissions provocades per la crema de gasoil.

Calculem que hi ha més de 20 GW de generadors dièsel en servei als Data centers d'arreu del món. Aquest projecte representa una oportunitat per una implementació massiva de solucions més netes.

Source: Bedag Informatik AG - Home page

Uns mesos abans de l'anunci de Google, a un article molt pedagògic i de lectura recomanada sobre l'energia de reglatge, una companyia pública del cantó de Bern: Bedag, propietària de diversos Data centers a: Bern, Aarau, Delémont i Wettingen ens explicava com aquests poden passar de ser subjectes passius dels incidents de la xarxa elèctrica a actors decisius en la seva solució (5).

Els Data centers de Bedag disposen de diverses instal·lacions elèctriques per l'alimentació d'emergència: entre elles, a més de les bateries, els volants d'inèrcia (lectura recomanada!) (6).

D'aquesta manera, podem assegurar l'alimentació de tots els components necessaris per al funcionament dels nostres Data centers, fins i tot en cas d'una llarga interrupció de l'alimentació.

Des del mes d'agost del 2020, aquestes instal·lacions també donen suport a la xarxa elèctrica suïssa en cas de fortes fluctuacions.

Energie Wasser Bern (EWB) ens va preguntar si estàvem utilitzant parts de la nostra capacitat de producció: uns 4,5 MVA i si estaríem disposats a donar suport a la xarxa elèctrica suïssa. Des d’agost, les nostres instal·lacions elèctriques d’emergència estan preparades per ser utilitzades també com a energia de reglatge destinada a estabilitzar la xarxa elèctrica pròxima en cas de necessitat. En cas de fluctuacions a la xarxa, EWB adquireix el corrent del qual disposem.

D'una banda, en cas d'interrupció del corrent elèctric, disposem de l'energia suficient per alimentar la nostra infraestructura i garantir el funcionament dels sistemes dels nostres clients. D'altra banda, la font redundant d'alimentació d'emergència garanteix les reserves suficients per poder ajudar a estabilitzar el subministrament públic en paral·lel.

Es així com els Data centers de Bedag s'afegeixen als de Postfinance (Die Schweizerische Post), la Berner Kantonalbank i T-Systems, que també han posat la potència de l'alimentació d'emergència dels seus Data centers a disposició del mercat de l'energia de reglatge, contribuint així a garantir la seguretat de subministrament i funcionament de la xarxa elèctrica Suïssa.

Probablement, incloure (i potser ampliar) les instal·lacions d'energia d'emergència dels grans complexos industrials i dels Data centers en una estratègia d'emmagatzemament de l'energia produïda per les instal·lacions de renovables podria ser una idea interessant en l'objectiu de compartir els costs d'aquestes instal·lacions i donar a la transició energètica la seva màxima eficiència amb un cost reduït.

També hi ha altres solucions. Com ara la de construir Data Centers als països escandinaus. O la de comprar aquells que ja existeixen, com va ser el cas dels Data Centers de Green Mountain, adquirits el passat estiu per la companyia israeliana Azrieli Group (7). Però jo, en qüestions de sobiranies, fa molt de temps que prefereixo no opinar.