上個月,荷蘭水圈出了一則(zé)大新聞——穀歌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)歌在荷蘭的其中一個(gè)數據中心提供冷卻水。
這(zhè)則新聞為什麽(me)在荷蘭引起關注?因為這標誌著穀歌不再使用自來水,而是用地(dì)表水來冷卻Eemshaven數據中心的服務器。其次(cì),穀歌還表示正在考察使用(yòng)汙水廠出水作為冷卻水的可行性(xìng)。IT巨頭進軍汙水(shuǐ)圈,日後會不會還直接收(shōu)購汙(wū)水廠呢?我們馬上看看項目的來龍(lóng)去脈。
汙水處理和IT巨頭的跨界
穀歌作為全球*大的數據供應商之一,為其歐洲的(de)大部分用戶提供服務。自2007年以(yǐ)來,穀歌在歐洲建立了四個大型數據中心,其中(zhōng)*個在2007年(nián)建於(yú)比利時的St. Ghislain,並於2010年全麵投(tóu)產。第二座(zuò)於2012年(nián)落戶芬蘭Hamina,第三座靠近Google在愛爾蘭都柏林的歐洲總部,也在2012年投產。第四個數據中心選(xuǎn)擇在(zài)了荷蘭的格羅寧根,並於2016年投產運營。
穀歌聲(shēng)稱自己從2007年(nián)就開始了碳中(zhōng)和計(jì)劃,並於(yú)2017年實現能量自(zì)給,根據荷(hé)蘭的(de)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和(hé)目標。
電耗怪物
穀歌這目標能不能實(shí)現尚且是個(gè)未知數,但荷蘭政府已經從(cóng)電費單看到(dào)這些大型(xíng)數據(jù)中(zhōng)心是堆耗電怪物——據統計(jì),荷蘭目前有大大小小約6600個數(shù)據中心,其(qí)中6000個都是小規模的,隻相當於一個中小企業的辦公室(shì)的房間。其(qí)餘的600個(gè)的麵(miàn)積則超過100㎡。其中有三個巨型數(shù)據中心,每(měi)個的(de)麵積都在十幾(jǐ)個(gè)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(hào),而那三(sān)個巨型數據中心就占了全國電耗的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有居民的用電量。
這三個巨無(wú)霸是穀(gǔ)歌和微(wēi)軟建造的,它倆還計劃在荷蘭的Wieringermeer和Zeewolde多建3個數據中心。數據預測,到2030年,這(zhè)幾個巨型數據中心將消(xiāo)耗荷蘭全國3.5-7%的電耗。
冷卻水的需求
除了耗電,這些數據中心還要用到(dào)大量的水。
這些電腦全天候工作,機器會產生大量熱能。要服務器正常運作,必(bì)須給它們降(jiàng)溫散(sàn)熱。風冷是主流的散熱方式,但是在夏天,風(fēng)冷(lěng)還不足以抵消機房產生的(de)熱能,所以需要用到冷卻水。
荷蘭(lán)三角洲研究所做過估算,在*熱的夏季,荷蘭的所有數據中心每天*多使用112000立方米的(de)水。這種水可以為130萬人用水量!
穀歌在(zài)Eemshaven的數據中心每天消耗2600立方米的(de)冷卻水。而你(nǐ)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,這個數字到2030年要(yào)漲到21600立方米。
要(yào)知道,荷蘭的(de)自(zì)來水大多取自地下水。當荷蘭人知道這些互聯網巨頭用寶貴的水源來冷卻電腦,自然也會表示愕然(rán)和不滿。荷蘭代(dài)爾夫特理工大學(TU Delft)水文學領域*席學者Hubert Savenije教授就認為“數據中心用自(zì)來水是(shì)不可持續的,後者(zhě)是(shì)優(yōu)質用(yòng)水,不應該用來作冷卻用途”。
受到輿論的壓力,格羅寧根(gēn)水務公司(sī)(WBG)也開始表示想(xiǎng)停止使用(yòng)自來水,他們的負責(zé)人也表示這並不是理想水源,也是不可持(chí)續的(de)。
地表(biǎo)水是替代水源。但是,數據中心附近並沒有足夠的地表水源,*近的(de)淡(dàn)水源是Eems運河,也在幾十公裏之外(wài)。
怎麽辦呢?
冷卻水自給自足
這就有了穀歌建淨水廠的新聞了。
格羅寧根(gēn)水務公司和荷蘭水務(wù)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(xīn)的(de)處理係統(tǒng),將Eems運河(hé)中的水處(chù)理到工業冷卻水級別。同時,North Water還將建一條28公(gōng)裏的管道,將淨化的(de)出水運到Eemshaven的數據中心。
格羅寧(níng)根水務公司的宣傳片顯示(shì),他們從汙水(shuǐ)廠一角作為取水口,運河的水繞(rào)著Garmerwolde汙水廠外圍進入冷卻水淨化係統。
穀歌的荷蘭分公司是這個係統的*個用戶,它自己也將投(tóu)資4500萬歐元到這個(gè)項目(mù)中。
工藝原理
由於是處理運(yùn)河抽上來的水,所以工藝組合不用想生活汙水那麽複雜,主要是用鐵鹽作(zuò)絮凝沉澱,然後用高效斜板沉澱池作固液分離,*後再經過一層沙濾去除剩餘雜質。這套係統的(de)年(nián)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(gōng)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的可持續性,因(yīn)為他們預料到氣候變化會(huì)使荷(hé)蘭的夏天變得越來越幹旱。沒有了地表降(jiàng)雨的捕集,人們(men)將(jiāng)更加依賴地(dì)下水的(de)開采;同時,旱季的延長也會減少地下水的補給,*終形成惡性循環,造成海水倒灌等問題。
用地表(biǎo)水(shuǐ)生產工業供水就是其中的一個探(tàn)索實(shí)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,所以還是企業能夠接受的。
組合(hé)式水冷係統
除了改用地表水作為水源,穀歌還在考察其他選項。穀歌荷蘭的投資組合經理(lǐ)Rita Margarido女士在接受采訪時表示(shì):“我們也在考察(chá)海水淡化的方案,但(dàn)是反滲透工藝本身又需(xū)要大量能耗,而且還需要對濃(nóng)水進(jìn)行處理。”
但她也(yě)表示如果之後這個技術有更多的突破,穀歌是不排除在以後的項目中考慮膜技術的。
據Margarido女士介紹,新水廠的出水除(chú)了用來冷卻,還可以作為熱源,通(tōng)過熱交換器進一步利用水中的(de)餘熱。
水冷的散熱能力(lì)是風冷的24倍,這說明水冷的方法更節能。穀歌稱會用到閉合和(hé)開放兩種水冷(lěng)的形式:在閉合係統裏(lǐ),水將盡可能多次地持續循環;在開放係統裏,他們使用水塔來降(jiàng)低閉合係(xì)統的溫度。這種結合係統會比一次性的水冷係統的水耗減少(shǎo)50%。
汙水廠(chǎng)出水回用
為什麽將冷(lěng)取水處理(lǐ)單元(yuán)放到Garmerwolde汙水廠呢(ne)?這個選擇(zé)背後是在下一盤大棋——他們真的在考慮將汙(wū)水處理廠的出水用作冷卻水(shuǐ)的水源!
North Water和Google在(zài)新廠發布會上對此都沒有避諱,都談到了汙水廠出水加工(gōng)成為(wéi)數據中心冷卻用水的可(kě)能(néng)性(xìng)。但(dàn)他們也表示,這個(gè)可能性還需要更多具體的(de)研究去確認是否真的可行。
在此前(qián)的《碳中和時代汙(wū)水廠如何升級轉型?| 荷蘭(lán)案例分享》中,我們(men)已經介紹過Garmerwolde汙(wū)水廠。它是荷蘭汙水廠在碳中和時代升級轉型的代表。如今,這個汙水廠不(bú)僅同時應用了厭(yàn)氧(yǎng)氨氧化和好氧顆(kē)粒汙泥工藝,現在和跟互聯網IT巨頭直接合作,商業想象力確(què)實值得同行效仿。
互聯網公司會收購汙水廠嗎?
小編在開頭提出過這麽個假設:IT巨頭日後會否收購(gòu)汙水廠?
我算了算一筆賬,覺得這並不是(shì)沒可能。
我搜(sōu)了一下格羅寧(níng)根水務的自來水價格,目前是約1.68歐/立方米(mǐ)。穀歌預計自己在未來的水耗會(huì)去到20000立方米(mǐ)/天,一年下來,穀歌的(de)自來(lái)水賬單高達(dá)1200萬歐。穀歌(gē)現在花了4500萬歐元合夥去建一個規模為(wéi)2.7萬噸/天的(de)淨水廠,如果當地政府因此免了它的水(shuǐ)費,其實是一筆劃算的投資(5年後回本?)。要知道,穀歌隻是這個(gè)新水廠的*個用戶,這些出水也可(kě)以其他需要冷卻水的周邊企業。
再大膽一點聯想(xiǎng):數據中心的耗電(diàn)問題不僅是穀歌(gē)、微軟(ruǎn)要麵對的問題,我們國內的(de)百度、阿裏和騰(téng)訊等互聯網巨頭一樣要麵(miàn)對數據中心的能耗和水耗問題。如果穀歌在荷蘭嚐到甜頭,會不會繼而考慮直接買個(gè)汙水廠(chǎng)來運營(yíng)呢?國內的BAT們為了(le)完成自己的碳中和任務指標,會不會也效仿呢?
未來十(shí)年,阿裏騰訊收會不會有自(zì)己的(de)再生水廠呢?