Datakeskukset muodostavat nopeasti kasvavan toimialan, jossa oikeilla periaatteilla voidaan tukea ympäristöä ja ilmastoa – mutta väärillä ratkaisuilla voi olla haitallisia seurauksia.
Datakeskuksista uutisoidaan Suomessa usein. Lehtijutuissa todetaan esimerkiksi, että “paikkakunnalle X suunnitellaan datakeskusta, joka tuottaa X sataa megawattia”. Vaikka tällaiset uutiset ovat tärkeitä, ne sisältävät usein teknisiä epätarkkuuksia: megawattimäärä kuvaa sähkönkulutusta, ei tuotantoa.
Mitä megawatit oikeasti tarkoittavat
Sähköenergia mahdollistaa datakeskuksen perustehtävät: tiedon käsittelyn, laskennan ja tallennuksen. Käytännössä kaikki datakeskuksen käyttämä sähkö muuttuu lopulta lämmöksi [1], jonka hyödyntäminen vaatii erillisiä talteenottoratkaisuja.
Keskustelu jatkuu myös arjessa. Eräs kylmälaiteasentaja totesi osuvasti: “Kuka investoi yli 10 000 euroa pelkästään päästäkseen hukkalämmöstä eroon?” Kommentti paljastaa olennaisen ristiriidan: vaikka yksittäinen investointi voi tuntua kalliilta, kyseinen datakeskus voi tuottaa jatkuvasti noin 100 MW hukkalämpötehoa, mikä vastaa vuositasolla noin 876 gigawattituntia (GWh) lämpöenergiaa. Tämä määrä on valtava: Se riittäisi lämmittämään kymmeniä tuhansia suomalaisia omakotitaloja vuoden ajan – käytännössä kokonaisen kaupungin. On kuitenkin tärkeää huomata, että varsinainen hyöty riippuu siitä, kuinka hyvin lämpö saadaan talteen ja hyödynnettyä. Jos lämpö johdetaan suoraan ilmakehään, kyse on menetetystä resurssista. Jos taas tarvittavat ratkaisut ja verkostot ovat olemassa, osa hukkalämmöstä voidaan muuttaa arvoksi – ja silloin datakeskus voi olla osa ilmastoratkaisua eikä vain sähkönkuluttaja.
Oppaat datakeskusten vihreyden kehittämiseksi
Suomi tarjoaa poikkeuksellisen suotuisat olosuhteet vihreille datakeskuksille: viileä ilmasto mahdollistaa energiatehokkaan jäähdytyksen, kaukolämpöverkko on kehittynyt ja hukkalämpö voidaan hyödyntää tehokkaasti rakennusten käyttövedessä ja teollisuuden prosesseissa.
Vaikka suuret datakeskukset kuluttavat runsaasti vettä jäähdytykseen ja veden riittävyys on kansainvälisesti haaste, Suomessa tilanne on parempi – kunhan jäähdytysvesien lämpökuormitus hallitaan. Lisäksi vankka maaperä ja turvallinen toimintaympäristö tarjoavat vakaat edellytykset investoinneille.
Päätöksenteon ja rakentamisen tueksi tarvitaan yleistajuista, mutta tieteellisesti luotettavaa tietoa, joka auttaa hahmottamaan datakeskusten ympäristövaikutuksia ja mahdollisuuksia kestävän kehityksen näkökulmasta.
Tähän vastaavat Green ICT -hanke VISIIRIssä tuotettavat oppaat datakeskusten vihreyden kehittämiseksi:
- Green ICT -opas vihreän konesalin rakentamiseen
- Green ICT -menetelmäopas konesalin toiminnan hiilijalanjäljen mittaukseen ja optimointiin
- itseopiskelumateriaali oppaiden tueksi.
Oppaille on tilausta, sillä edellisten Suomessa tuotettujen oppaiden julkaisusta on jo tovi aikaa. VISIIRI-hankkeessa julkaistavat oppaat kokoavatkin tuoreimman tiedon yksien kansien sisään ja luovat pohjaa vihreän datakeskuksen rakentamiseksi Suomeen. Oppaat on tarkoitus julkaista englanniksi, mikä palvelee myös kansainvälisiä lukijoita – Suomi kun on edelläkävijöiden joukossa hukkalämmön käyttöönoton edistämisessä. On myös tärkeää, että alan osaamista vahvistetaan laajasti eri koulutusasteilla, jotta Suomi säilyttää asemansa edelläkävijänä ja pystyy vastaamaan tulevaisuuden osaajatarpeisiin. Itseopiskelumateriaalia voikin hyödyntää myös toisella asteella ja korkeakouluopinnoissa.
Mukana koko datakeskuksen elinkaari
Tuotettava materiaali perustuu tieteelliseen tutkimukseen, alan käytännön kokemukseen sekä datakeskus- ja hankevierailuista saatuun empiiriseen havaintoaineistoon. Tavoitteena on materiaali, joka tarjoaa yleistajuista mutta tutkimukseen pohjautuvaa tietoa datakeskusten suunnittelusta, rakentamisesta ja käytöstä.
Sisällöt avaavat
- miksi datakeskuksia rakennetaan
- mikä merkitys CO₂-päästöttömällä sähköllä on
- miten energiankulutusta voidaan vähentää ja
- kuinka ympäristökestävyys huomioidaan suunnittelusta materiaalien kierrätykseen asti.
Lähestymistapa kattaa koko elinkaaren: Luvituksesta ja päätöksenteosta rakentamiseen, operointiin, käytön optimointiin ja lopulta kierrätykseen.
Oppaiden tuotannosta vastaavan Itä-Suomen yliopiston toisella asiantuntijalla on vankka omakohtainen kokemus asennus-, suunnittelu-, tuotekehitys- ja asiantuntijatehtävistä sähkö-, automaatio- ja ohjelmistotekniikan yrityksissä. Tämä osaaminen mahdollistaa datakeskusteknologian tarkastelun kokonaisvaltaisesti ja yksityiskohtaisesti – ymmärtäen syvällisesti monimutkaisia teknisiä ja toiminnallisia lainalaisuuksia, jotka liittyvät vihreiden datakeskusten rakentamiseen.
Tiimin toinen asiantuntija on apulaisprofessori, jonka erikoisalana on palvelunhallinta ja sen kehittäminen. Palvelunhallinta sijoittuu rajapintaan, jossa päätelaitteet – kuten tietokoneet, puhelimet, IoT-laitteet, ajoneuvot ja teollisuuden tuotantojärjestelmät – kytkeytyvät internetiin, pilvipalveluihin ja konesaleihin. Tämä näkökulma tuo hankkeeseen tärkeän lisän: vihreä datakeskus ei ole irrallinen tekninen ratkaisu, vaan osa laajempaa kokonaisuutta, joka ulottuu käyttäjän laitteista aina infrastruktuurin syvyyksiin.
Oppaat vauhdittavat koko alan vihreää siirtymää
Ensimmäinen laaja opas vihreän datakeskuksen rakentamisesta on jo edennyt oikolukuun. Toinen tuotos, itseopiskelumateriaali, tarjoaa itsenäiselle oppijalle mahdollisuuden perehtyä aiheeseen omaan tahtiin. Kolmas tuotos – menetelmäopas konesalin hiilijalanjäljen mittaamiseen ja optimointiin – valmistuu hankkeen loppuvaiheessa.
VISIIRI-hankkeessa tuotettavat oppaat tarjoavat käytännön tukea vihreiden datakeskusten suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Ne tukevat koko alan siirtymää kohti kestävämpiä ratkaisuja.
Tekijät
- Jarmo Koponen, väitöskirjatutkija, UEF
- Marko Jäntti, apulaisprofessori, UEF
[1] Ashrae, T. C. (2011). 9.9 (2011) Thermal guidelines for data processing environments–expanded data center classes and usage guidance. Whitepaper prepared by ASHRAE technical committee (TC), 9.