Internet pochłania dużo energii i tym samym zanieczyszcza środowisko. Firma informatyczna z Północnej Fryzji chce to zmienić - i zbudowała pierwsze w Niemczech centrum danych generujące dodatnie CO2. Czy to oznacza, że ​​Internet przyszłości pojawi się w Szlezwiku-Holsztynie?

Wystarczy szybko napisać wiadomość na WhatsApp, krótko sprawdzić kanał na Facebooku, a wieczorem kolejna atrakcja serialu czeka na Netflixie – codzienność większości z nas. Mało kto myśli o zasobach, które zużywa każde kliknięcie, każdy strumień, każdy e-mail.

Brudny Internet

Ale internet to prawdziwy pożeracz energii. Gdyby to był kraj, zajmowałby szóste miejsce na świecie pod względem zużycia energii elektrycznej. Jeśli chodzi o zanieczyszczenie środowiska, nie wygląda to lepiej: globalnie udział emisji CO2 z Internetu wyniósł w 2018 r. 3,7 proc., a sam streaming wideo spowodował tyle samo gazów cieplarnianych, co cała Hiszpania. Internet w międzyczasie pozostawił w tyle globalny ruch lotniczy jako źródło CO2. A głód danych jest coraz większy – za dwa lata ponad dwie trzecie ludzkości może być online, jak szacuje dostawca sprzętu sieciowego Cisco.

Oprócz urządzeń końcowych za rosnące zapotrzebowanie na energię odpowiada praca i chłodzenie ogromnych farm serwerów, w których uśpione są wszystkie dane, do których uzyskujemy dostęp po każdym kliknięciu. Według badania, w samej tylko Unii Europejskiej usługi w chmurze i centra danych odpowiadały za 2,7% całkowitego zużycia energii elektrycznej w 2018 roku.

Centra danych to podstawowy warunek dostępu do Internetu, bez którego na świecie nie funkcjonowałaby usługa w chmurze ani smartfon. Aby zapobiec gwałtownemu wzrostowi zużycia energii wraz z gwałtownie rosnącymi ilościami danych, centra danych muszą stać się bardziej wydajne i zrównoważone – nalega między innymi Komisja Europejska. Ale jak to ma działać?

Zielone centra danych na Morzu Północnym

Jedną z osób, która nad tym pracuje, jest Wilfried Ritter. Na dalekiej północy, dobre 20 minut jazdy samochodem od wybrzeża Morza Północnego, on i jego partnerzy biznesowi zbudowali na kampusie Greentec w Enge-Sande pierwsze w Niemczech centrum danych, które wiąże więcej CO2 niż emituje. „Naszą podstawową ideą jest przekształcenie centrów danych w energię – w zieloną energię – a nie odwrotnie”, wyjaśnia 29-latek. A w wietrznym Szlezwiku-Holsztynie jest mnóstwo zielonej energii. Windcloud zaopatruje swój system w 100 procent fizycznej zielonej energii elektrycznej, której większość pochodzi z energii wiatrowej, a reszta z systemów słonecznych i biogazowych.

Wilfrid Ritter w środku plastikowych tub, w których hodowane są mikroalgi. 29-latek wyszkolony na inżyniera elektronika zajmował się wydobyciem kryptowalut, zanim wpadł na pomysł na Windcloud. (Źródło: Chmura wiatru)

Ale to, co odróżnia Windcloud od konwencjonalnych centrów danych, to nie tylko dostarczanie zielonej energii elektrycznej. Firma znalazła sposób na efektywne wykorzystanie ciepłego powietrza o temperaturze do 32 stopni, które powstaje przez całą dobę podczas pracy serwerów. „W końcu centrum danych to ogromny grzejnik”, wyjaśnia Ritter. Duża część z około 50 000 centrów danych w Niemczech po prostu wyczerpuje tę energię, ponieważ na przykład brakuje efektywnych sieci ciepłowniczych. Windcloud wykorzystuje jednak tę energię z pomysłem, który na pierwszy rzut oka wydaje się dość niezwykły.

Serwer i glony - jak do siebie pasują?

Założyciele zainstalowali na dachu centrum danych, które zostało zainaugurowane w sierpniu 2020 r., do którego doprowadzane jest ciepłe powietrze wywiewane, które z kolei jest wykorzystywane do uprawy mikroalg. Uprawa alg spełnia podwójną kluczową funkcję dla centrum danych: z jednej strony Windcloud zarabia na odsprzedaży alg przemysłowi spożywczemu i kosmetycznemu, co zapewnia, że ​​usługi mogą być oferowane taniej niż konkurencja. „A glony mają również ładny efekt wiązania CO2” – wyjaśnia Ritter. W rezultacie i tak już niskoemisyjny system działa neutralnie pod względem emisji CO2, ale w najlepszym przypadku magazynuje nawet gaz cieplarniany.

Jak dotąd unikalna koncepcja, która wydaje się działać. „Właściwie spodziewaliśmy się więcej, że zostaniemy rozerwani na strzępy” – mówi ze zdumieniem Ritter. Ale jak dotąd reakcja była konsekwentnie pozytywna. Wielu klientów umieściłoby już swoje serwery w zielonym centrum danych. Jeśli Ritter ma swoją drogę, to dopiero początek. Chociaż obecny system pilotażowy nadal służy przede wszystkim do zbierania danych i doświadczeń, nie brakuje planów na przyszłość. A niezbędna infrastruktura już istnieje.

Glony są hodowane w zbiornikach wodnych przy pomocy ciepła odpadowego z centrum danych, a następnie rafinowane przez partnera. Algi są bogate w białko i zawierają kwasy tłuszczowe omega-3. (Źródło: Chmura wiatru)

Firma planuje budowę nowej generacji centrów danych w hangarach naziemnych na terenie dawnego terenu wojskowego, zaledwie kilka kilometrów dalej. W dwóch z tych bunkrów można by zbudować centra danych, wyjaśnia Ritter, które następnie zostaną połączone ze szklarnią pomiędzy nimi. Dodatkowo tuż przy działce znajduje się park wiatrowy, z którego zieloną energię elektryczną można pozyskać bezpośrednio od producenta. Oznacza to, że możesz zaoferować bezkonkurencyjną cenę energii elektrycznej. Czy nic nie stoi na przeszkodzie wielkoskalowym zielonym centrom danych?

Kwestia lokalizacji

Nie do końca. Jest jeszcze kilka przeszkód do pokonania. Z jednej strony należy uświadomić użytkownikom końcowym, że wydajność i zrównoważony rozwój w IT nie wykluczają się wzajemnie. Z drugiej strony ważne jest, aby lokalizacja Szlezwiku-Holsztynu była miejscem centrów danych. „To jak z winem. Prawdopodobnie można je uprawiać w całych Niemczech, w tym w Hamburgu. Ale potem smakuje kwaśno. I smakuje lepiej w regionie uprawy winorośli”, mówi Ritter. Podobnie jest z centrami danych. „Szlezwik-Holsztyn to jedyny i najlepiej zrównoważony obszar upraw w Niemczech”.

W rzeczywistości, według badań, Szlezwik-Holsztyn jest ogólnokrajowym pionierem w dziedzinie energii odnawialnej, tuż za nim plasuje się Badenia-Wirtembergia. W 2019 r. udział energii odnawialnej w produkcji energii elektrycznej wyniósł prawie dwie trzecie. Dla porównania: w całych Niemczech było to dobre 42 proc.

Polityka na drodze do zgorszenia

Według Rittera, w rzeczywistości wykorzystywane jest tylko 40-50 procent ekstremalnych ilości energii odnawialnej. Resztę często nie można wprowadzić do sieci, ponieważ na przykład nie ma trasy północ-południe. „Jeśli na to spojrzysz, ma się rozumieć, że jeśli tworzone są koncepcje zrównoważonych centrów danych, powinny być one tworzone tutaj, w tej lokalizacji”.

Aby tak się stało, polityka państwa również musi iść naprzód i starać się sprowadzić wiele takich projektów do północnych Niemiec, np. poprzez rozwój gospodarczy. „W ostatnich latach zaobserwowaliśmy jednak, że najpierw trzeba dać politykom niezbędną pewność siebie, aby mogli zacząć wierzyć w Szlezwik-Holsztyn jako lokalizację IT”, mówi Ritter. Dla wielu cyfryzacja to wciąż abstrakcyjny temat. Jednak dopóki zielone centra danych „made in Schleswig-Holstein” osiągną rozmiary przemysłowe, a tym samym będą mogły w znaczący sposób przyczynić się do ochrony klimatu, należy również przeprowadzić modernizację techniczną, na przykład w zakresie magazynowania energii odnawialnej, wyjaśnia założyciel.

„Ekologiczne usługi IT, takie jak zakupy warzyw”

Windcloud to nie jedyny projekt, którego celem jest przygotowanie centrów danych na przyszłość. Na całym świecie trwają prace nad nowymi rozwiązaniami, a branżowi giganci od dawna rozpoznają ten temat. Na przykład w 2018 r. gigant IT Microsoft zatopił cylinder obliczeniowy o nazwie „Natick” wypełniony serwerami w pobliżu szkockiego wybrzeża na Morzu Północnym. Zamiast energochłonnych systemów chłodzenia woda morska zajmuje się temperowaniem serwerów.

Po dwóch latach na głębokości 35 metrów inżynierowie Microsoftu latem 2020 roku ponownie wyłowili dwunastometrową rurę „Natick” z Morza Północnego. (Źródło: Okładki)

Według Microsoftu, systemy takie jak Natick są dobrze przystosowane do zapewniania szybkich i zrównoważonych usług w chmurze dla globalnej populacji przybrzeżnej, jeśli są odpowiednio rozmieszczone. Ponieważ im mniejsza odległość między urządzeniem końcowym a serwerem, tym mniejsze opóźnienie - tak eksperci IT nazywają czas, w jakim pakiet danych przemierza sieć od nadajnika do odbiornika.

Ogólny trend w branży zmierza w kierunku zdecentralizowanych, zrównoważonych centrów danych. Zmiana, którą Ritter również z zadowoleniem przyjmuje: „Nie możemy już budować tych samych centrów danych, które budowaliśmy od dziesięcioleci. Działanie i architektura muszą dostosować się do późniejszego użytkowania”. Regionalność staje się również coraz ważniejszym tematem w IT. Cyfryzacja była do tej pory niezależna od lokalizacji, ale jeśli usługi mogą być również konsumowane za rogiem, generują również mniej CO2 ze względu na krótsze trasy kablowe. „Wtedy mamy regionalne i ekologiczne usługi IT, takie jak zakupy warzyw”.

„Wszyscy jesteśmy ludźmi, którzy wierzą w coś wielkiego”

Ritter i jego koledzy są, jak mówi, mocno przekonani o swoim pomyśle i lokalizacji. Dlatego opuścił miasto Hamburg, aby majstrować przy zielonych centrach danych w Północnej Fryzji. W swoim życiu przed Windcloud wykształcony elektronik, który w międzyczasie założył własną firmę z dostawcą usług w zakresie elektryczności na plac budowy, zajmował się wydobywaniem kryptowalut. W końcu wślizgnął się do projektu poprzez kontakty i poznał podobnie myślących ludzi jako zmieniacz kariery na kampusie Greentec.

Na terenie kampusu Greentec osiedliło się wiele firm, z których wszystkie pracują nad zrównoważonymi koncepcjami. Oprócz autonomicznych autobusów, które już jeżdżą, prowadzone są badania nad innowacyjnymi systemami solarnymi i akumulatorowymi. „Jest tu wiele wspaniałych technologii, które w końcu trzeba po prostu połączyć” – mówi Ritter.

„Wszyscy jesteśmy ludźmi, którzy wierzą w coś wielkiego, czego rynek jeszcze nie dostrzega”, mówi optymistycznie Ritter – a nawet idzie o krok dalej: jest przekonany, że Szlezwik-Holsztyn może stać się rodzajem Doliny Krzemowej dla zrównoważonej cyfryzacji . Ritter uważa, że ​​nie jest to kwestia tego, czy, ale kiedy – kamień musi tylko zacząć się toczyć. „Kampus jest oczywiście nadal bardzo, bardzo mały w porównaniu do Doliny Krzemowej, ale duch jest przynajmniej taki sam”.