Očekává se, že poptávka po datových a digitálních službách bude v nadcházejících letech nadále exponenciálně růst, přičemž se předpokládá, že do roku 2022 se celosvětový internetový provoz zdvojnásobí. Microsoft Cloud je důvěryhodný nástroj poskytující digitální prostředí pro každodenní práci i domácí použití – od kritických aplikací pro záchranné a bezpečnostní služby, vzdělávací instituce a vlády až po inovace ve vědeckém výzkumu týkající se nejpalčivějších světových výzev, jako je změna klimatu. Základem cloudu jsou fyzická datová centra, sítě a optické trasy propojené se světovými energetickými sítěmi.
Zákazníci již nyní těží z možností cloudu a dosahují obrovské efektivity, která snižuje kolektivní uhlíkovou stopu potřebnou k pokrytí světových potřeb výpočetní kapacity. Přesto rostoucí poptávka po cloudu vede k rostoucí poptávce po datových centrech, jejichž provoz vyžaduje energii, půdu a vodu. Před námi – a celým cloudovým prostředím – tak stojí důležitá výzva: zvýšit dostupný výpočetní výkon, aby bylo možné rozvíjet digitální ekonomiku, výzkum a inkluzivní ekonomické příležitosti – a zároveň pomoci zachovat tu jedinou planetu, kterou máme.
Společnost Microsoft se zavázala, že do roku 2030 bude mít zápornou uhlíkovou stopu a do roku 2050 odstraní z životního prostředí veškerý uhlík, který od svého založení v roce 1975 vypustila buď přímo, nebo prostřednictvím spotřeby elektrické energie. Aby toho bylo možné dosáhnout, musí být datová centra součástí řešení rozsáhlé dekarbonizace. Klimatické výzvy, kterým čelíme, nevyřeší jedna společnost ani jedno odvětví.
Dnes proto představujeme více informací o našem přístupu, jak dosáhnout nejen našich cílů, ale také jak mít ještě širší dopad díky podpoře našich zákazníků a patrnerů prostřednictvím různých nástrojů na měření pokroku a provozu vlastních datových center a dodavatelského řetězce, na které naši zákazníci spoléhají. Zabýváme se proto průlomovými technologiemi, které inspirují k vícerozměrnému uvažování o tom, jak začlenit udržitelnost do návrhu a provozu budoucích datových center.
Pokrok našich udržitelných datových center směrem k budoucnosti se zápornou uhlíkovou bilancí
Vzhledem k tomu, že i nadále rosteme a podporujeme rostoucí poptávku po cloudu ve veřejném i soukromém sektoru, je velmi důležité, abychom se soustředili na hledání kreativních a inovativních řešení současných provozních a technických problémů datových center, která nám pomohou splnit naše ambiciózní cíle v oblasti udržitelnosti. Naše investice do výzkumu a vývoje datových center nám pomáhají řešit důležité úkoly v oblasti snižování emisí uhlíku při výstavbě a provozu, významně snižovat a eliminovat spotřebu vody na chlazení, snižovat množství elektronického odpadu díky recyklaci součástí serverů a udržovat místní ekosystémy, v nichž naše datová centra provozujeme. Naším úkolem je nejen hledat způsoby, jak zlepšit provoz našich datových center, ale také sdílet tyto poznatky s dalšími společnostmi z odvětví cloudových služeb a dalších segmentů průmyslu.
Dnes oznamujeme pokrok v několika klíčových pokročilých vývojových iniciativách, které nám poskytují nové poznatky a informace. Ty můžeme využít v našem stávajícím provozu a současně nám pomohou utvářet budoucnost datových center:
- Snížení spotřeby vody při provozu datových center o 95 % do roku 2024: Závazek společnosti Microsoft dosáhnout do roku 2030 pozitivního hospodaření s vodou vyžaduje, abychom se zabývali všemi aspekty naší činnosti s cílem snížit a eliminovat spotřebu vody. Dnes oznamujeme nový přístup k řízení teploty v datových centrech, který do roku 2024 dále sníží množství vody spotřebované v našich datových centrech s odpařovacím chlazením celosvětově o 95 %. Jde o objem zhruba 5,7 miliardy litrů ročně. Díky rozsáhlému celosvětovému výzkumu výkonu serverů při vyšších teplotách jsme schopni vytvořit vyšší operační parametry pro různé klimatické podmínky, kdy je pro zachování výkonu a spolehlivosti serveru nezbytné odpařovací chlazení na bázi vody. Očekáváme, že tento projekt bude plně realizován do roku 2024 a má potenciál eliminovat spotřebu vody na chlazení v oblastech, jako je Amsterdam, Dublin, Virginie a Chicago, a snížit spotřebu vody v pouštních oblastech, jako je Arizona, až o 60 %.
- Pokračování výzkumu kapalinového ponorného chlazení směrem k možnostem chlazení bez vody: V letošním roce jsme dosáhli významného milníku v oblasti výzkumu a vývoje kapalinového chlazení a stali jsme se prvním poskytovatelem cloudových služeb, který provozuje dvoufázové kapalinové ponorné chlazení v produkčním prostředí. Tím jsme prokázali možnost širšího využití v našich datových centrech. Náš nejnovější výzkum v oblasti kapalinového chlazení se zabývá konceptem přetaktování, který spočívá v provozování komponent čipu nad jejich předem definované napěťové, tepelné a výkonové limity za účelem dalšího zvýšení výkonu. Na základě našich testů jsme zjistili, že u některých čipových sad může výkon díky použití kapalinového chlazení narůst až o 20 procent. To ukazuje, jak lze kapalinové chlazení využít nejen k podpoře našich cílů v oblasti udržitelnosti, které spočívají ve snížení množství vody používané k chlazení v datových centrech, ale také ke generování výkonnějších čipů pracujících při vyšších teplotách chladicí kapaliny pro pokročilé pracovní úlohy umělé inteligence a strojového učení. Díky efektivitě napájení i chlazení, kterou nám kapalinové chlazení poskytuje, se otevírá nový potenciál pro konstrukci vnitřního uspořádání datových center. Kapalinové chlazení totiž otevírá cestu k hustšímu rozmístění serverů v menších prostorech, což znamená zvýšení kapacity na metr čtvereční datového centra – tedy například možnost vytvářet v budoucnu menší datová centra na strategičtějších místech. To přispívá k výhodám chlazení bez vody.
- Koncepce datového centra podporujícího místní ekosystémy: Datová centra provozujeme po celém světě a v každém z regionů se vyskytují jiné původní druhy, teploty a povětrnostní podmínky. Pochopení toho, jak můžeme datová centra navrhnout tak, aby podporovala místní ekosystémy, začíná pochopením toho, jak ekosystém funguje sám o sobě. Společnost Microsoft provádí srovnávací testy „výkonnosti“ ekosystému ve dvanácti regionech s datovými centry, které budou dokončeny do konce roku 2021. V rámci výzkumu kvantifikujeme stav ekosystému z hlediska množství a kvality vody, ovzduší, uhlíku, klimatu, kvality půdy, zdraví a pohody a biologické rozmanitosti. Naším cílem je obnovit a revitalizovat okolí, abychom mohli obnovit a vytvořit postup, který bude mít přidanou regenerační hodnotu pro místní komunitu a životní prostředí. Výsledky tohoto výzkumu pomáhají při realizaci jednoho z našich prvních projektů v Severním Holandsku, které je součástí sítě našich datových center v Amsterdamu. Pro začátek vybudujeme kolem datového centra nížinnou zalesněnou oblast a také zalesněné mokřady, které jsou vysoce nasycené vodou a vegetací vhodnou pro filtraci vody, aby přirozeně zpracovávaly dešťovou vodu a její odtok. Výsledky těchto různých přístupů naznačují, že výkonnost ekosystému lze obnovit až o 75 %. Čeká nás ještě hodně práce, ale to, co jsme zatím viděli, nás povzbuzuje a inspiruje.
- Snížení uhlíkové stopy při návrhu a výstavbě datových center: Podle nejnovějších údajů Globální aliance pro budovy a stavebnictví představuje uložený uhlík nejméně 11 % celosvětových emisí skleníkových plynů. Jedná se o emise spojené s materiály a stavebními procesy během celého životního cyklu budovy nebo infrastruktury. Velká část uloženého uhlíku připadá na beton a ocel a volbou nízkouhlíkových variant můžeme významně přispět ke snížení emisí uhlíku spojených s každou novou budovou. V reakci na poptávku zákazníků postavíme každý rok 50 až 100 nových datových center. Abychom snížili objem uloženého uhlíku při navrhování a výstavbě těchto datových center, používáme nástroj nazvaný EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator, Kalkulátor uhlíku uloženého ve výstavbě), který vyvinula nezisková organizace Building Transparency.Jako klíčový výchozí bod pro všechna nově budovaná datová centra nyní vyžadujeme, aby naše stavební týmy používaly nástroj EC3 k identifikaci stavebních materiálů, které snižují obsah uhlíku. Pomocí nástroje EC3 jsme našli způsoby, jak snížit obsah uhlíku zachycených v betonu a oceli o 30–60 %.
Naším cílem je pomoci urychlit zavádění materiálů ukládajících uhlík nejen v Microsoftu, ale v celém odvětví. Proto investujeme do výzkumu zaměřeného na hledání udržitelných materiálů pro základy, konstrukce a pláště budov, které mohou přispět k tzv. „uhlíkově pozitivní“ architektuře. Jedním z příkladů je naše spolupráce s Carbon Leadership Forum (CLF), neziskovou průmyslově-akademickou organizací při Washingtonské univerzitě. Společně jsme publikovali studii, která zkoumá šest nízkouhlíkových materiálů: hliněné desky, desky z neportlandského cementu, cihly nebo panely pěstované z řas, konstrukční trubky z mycelia (hub), účelově pěstovaná vlákna a panely ze zemědělského odpadu – za pomoci kterých můžeme snížit emise uhlíku a změnit klimatický profil stavebních konstrukcí. Naše testování bude probíhat přes zimu, abychom ověřili odolnost pro datová centra a další typy budov, a podělíme se o naše poznatky, které budou moci využít i ostatní v oboru. V neposlední řadě spolupracujeme s kolegy ve společnosti Microsoft Research, kteří nedávno představili projekt Zerix. Jeho cílem je dosáhnout čisté nulové emise uhlíku a bezodpadového chodu našich datových centrech i mimo ně prostřednictvím biologicky rozložitelných plastů, udržitelných desek plošných spojů a biobetonových materiálů.
Pokrok na naší cestě
Náš dnešní pokrok je možný díky dřívějším investicím do vývoje pokročilých datových center a společné práce s partnery v oblasti cloudových řešení a nástrojů, které můžeme využívat jak my v naší přímé činnosti, tak i širší trh. Mezi naše hlavní milníky patří:
- Obnovitelná energie a dekarbonizace infrastruktury: V červenci jsme rozšířili náš závazek, že do roku 2025 budeme 100 % energie dodávat z obnovitelných zdrojů, a zavázali jsme se, že do roku 2030 bude 100 % naší spotřeby elektřiny ve 100 % případů kryto nákupem energie s nulovými emisemi uhlíku. Označujeme to jako náš závazek 100/100/0. Za posledních 12 měsíců podepsala společnost Microsoft nové smlouvy na nákup energie z obnovitelných zdrojů o výkonu přibližně 5,8 gigawattů v 10 zemích po celém světě. Jedná se o více než 35 jednotlivých transakcí, z toho více než 15 v Evropě – v Dánsku, Švédsku, Španělsku, Velké Británii a Irsku. Díky této zakázce dosáhl počet našich provozovaných a nasmlouvaných projektů v oblasti obnovitelných zdrojů energie celosvětově 7,8 gigawattů. Podle zprávy Bloomberg NEF je společnost Microsoft v roce 2021 největším firemním odběratelem energie z obnovitelných zdrojů. Tím ale nekončíme.
- Cirkulární centra Microsoft: Vytvořili jsme první Cirkulární centra Microsoft svého druhu, která nám pomohou prodloužit životní cyklus serverů a znovu je použít, abychom snížili množství odpadu. Nedávno jsme také zahájili provoz našeho cirkulárního centra v Amsterdamu a v nadcházejícím fiskálním roce plánujeme otevřít nová cirkulární centra v Boydtonu, Dublinu, Chicagu a Singapuru. Jak nám sdělila společnost CDP, v roce 2020 naši přední dodavatelé snížili svou společnou uhlíkovou stopu o 21 milionů tun ekvivalentu oxidu uhličitého (CO2 e). V příštím roce rozšíříme tento model na všechna naše cloudová výpočetní zařízení a jsme na dobré cestě dosáhnout 90 % opětovného použití.
- Certifikace LEED: Zavázali jsme se, že všechna naše datová centra získají certifikaci LEED (Leadership in Energy & Environmental) Gold, která prokazuje, že naše budovy jsou energeticky a zdrojově efektivní. Naše datové centrum v Arizoně, které bylo spuštěno v červnu, má nyní certifikát LEED Gold.
- Nepřetržité přizpůsobování energie praxi: Budujeme jeden z našich nejudržitelnějších cloudových regionů ve Švédsku, který bude spuštěn koncem letošního roku a který bude využívat naše první řešení pro hodinové monitorování energie vytvořené s naším partnerem Vattenfall. To nám umožní využívat 100 % obnovitelné energie pro každou hodinu spotřeby. Zákazníkům společnosti Vattenfall je toto řešení k dispozici už dnes.
- Spolupráce s naším cloudovým dodavatelským řetězcem na snižování emisí třetími stranami: V rámci podpory snižování emisí třetími stranami – neboli všech nepřímých emisí z provozu – naši přední dodavatelé podle posledního cyklu podávání zpráv v rámci projektu CDP (Carbon Disclosure Project, Projekt zveřejňování informací o emisích oxidu uhličitého) oznámili, že snížili svou společnou emisní stopu o 23,2 milionu tun ekvivalentu oxidu uhličitého (CO2 e) a ušetřili celkem 1,47 miliardy dolarů. Ve fiskálním roce 2021 jsme rozšířili počet dodavatelů v programu a prohloubili jejich úroveň zapojení, abychom zajistili snížení emisí. To navazuje na výše zmíněnou práci na řešení emisí třetích stran při návrhu a výstavbě našich datových center snížením uloženého uhlíku.
Veřejná ukázka služby Microsoft Cloud for Sustainability
Kromě těchto investic do naší cloudové infrastruktury dnes s potěšením veřejnosti představujeme předběžnou verzi služby Microsoft Cloud for Sustainability, která umožní organizacím efektivněji zaznamenávat, vykazovat a snižovat emise uhlíku na jejich cestě k uhlíkové neutralitě. Je totiž těžké zlepšit nebo změnit to, co nemůžete změřit. Svět potřebuje globální standardy – společný základ pro zajištění přesného, konzistentního a spolehlivého měření emisí uhlíku na celém světě – a inovativní technologická řešení pro snížení emisí uhlíku a našeho dopadu na životní prostředí.
Společně s našimi partnery a zákazníky můžeme dosáhnout „čisté nuly“ a tvořit cestu k negativní uhlíkové bilanci. Abychom toho dosáhli, musíme se podělit o své poznatky a pokroky a vytvořit nové nástroje a řešení, tak, aby bylo možné porovnat, jak jsme na tom dnes, změřit náš pokrok a všechna tato data zpřístupnit široké veřejnosti. Pokud se chcete dozvědět více o provozu našich datových center a o našich závazcích v praxi, můžete navštívit stránku microsoft.com/sustainability. Naše datová centra můžete navštívit také pomocí virtuální prohlídky.
Noelle Walsh
CVP, Cloud Operations + Innovation
