Wsparcie klientów na drodze do zerowej emisyjności: chmura Microsoft i dekarbonizacja

Przewiduje się, że w nadchodzących latach zapotrzebowanie na dane i usługi cyfrowe będzie wciąż dynamicznie rosło, a do 2022 roku globalny ruch internetowy podwoi się. Chmura Microsoft jest zaufanym narzędziem umożliwiającym codzienne doświadczenia cyfrowe w pracy i w domu – od krytycznych aplikacji dla służb ratunkowych i usług bezpieczeństwa, instytucji edukacyjnych i rządów, po zaawansowane badania naukowe dotyczące najbardziej istotnych wyzwań na świecie – takich jak zmiany klimatyczne. Podstawą chmury są fizyczne centra danych, sieci i światłowody połączone ze światowymi sieciami energetycznymi. Klienci korzystają już z chmury do zapewnienia ogromnej wydajności, która zmniejsza zbiorowy ślad węglowy wymagany do obsługi światowych potrzeb obliczeniowych. Mimo to, coraz większy popyt na chmurę przekłada się na rosnące zapotrzebowanie na centra danych, które wymagają energii, przestrzeni i wody do działania. W rezultacie my – i branża chmury obliczeniowej – stoimy przed ważnym wyzwaniem: skalowania naszej mocy obliczeniowej w celu rozwoju gospodarek cyfrowych, badań i możliwości ekonomicznych sprzyjających włączeniu społecznemu – a jednocześnie ochrony jedynej planety, jaką mamy.

Zobowiązanie Microsoft polega na tym, aby do 2030 roku całkowicie zaprzestać emisji dwutlenku węgla, a do 2050 roku usunąć ze środowiska ślad węglowy, który firma wyemitowała bezpośrednio lub poprzez zużycie energii elektrycznej od momentu jej założenia w 1975 roku. Aby to osiągnąć, centra danych muszą być częścią globalnego planu dekarbonizacji. Wyzwania klimatyczne, przed którymi stoimy, nie zostaną rozwiązane przez jedną firmę lub branżę w pojedynkę.

Dziś dzielimy się szerzej naszym podejściem do tego tematu, aby nie tylko osiągnąć cele, ale także zaangażować klientów, dostarczając im narzędzi do pomiaru postępów, a także poprzez własną działalność centrów danych i łańcuch dostaw, z którego korzystają klienci. Co więcej, pracujemy nad przełomowymi technologiami, które inspirują do wielowymiarowego myślenia o tym, jak włączyć zrównoważony rozwój w projektowanie i funkcjonowanie przyszłych centrów danych.

Zrównoważone centra danych – w kierunku bezemisyjnej przyszłości

Rozwijamy się każdego dnia, dostarczając technologie chmurowe dla sektora publicznego i prywatnego, które coraz lepiej odpowiadają na ich potrzeby. W naszych codziennych zmaganiach niezwykle ważne jest to, aby znaleźć przestrzeń i środki na poszukiwanie kreatywnych, innowacyjnych odpowiedzi na aktualne zagadnienia operacyjne i inżynieryjne związane z centrami danych, które pomogą nam osiągnąć ambitne cele w zakresie zrównoważonego rozwoju. Inwestycje w badania i rozwój centrów danych pomagają nam sprostać priorytetom związanym z ograniczeniem emisji dwutlenku węgla w trakcie budowy i eksploatacji, znacznym zmniejszeniem lub wyeliminowaniem zużycia wody do chłodzenia, ograniczeniem ilości odpadów elektronicznych poprzez recykling części serwerów oraz wspieraniem lokalnych ekosystemów, w których znajdują się nasze centra danych. Misją Microsoft jest nie tylko znalezienie sposobów na poprawę funkcjonowania centrów danych, ale także dzielenie się zdobytą wiedzą z otoczeniem rynkowym – branżą cloud computing i budownictwem.

Dziś chcemy podzielić się postępami w realizacji kilku strategicznych, zaawansowanych inicjatyw, dzięki którym wzbogaciliśmy naszą wiedzę i doświadczenia. Wnioski, jakie z nich wynosimy wspierają nas w obecnych działaniach i pomogą kształtować przyszłość centrów danych:

• Zmniejszenie zużycia wody w centrach danych o 95% do 2024 roku: Zobowiązanie Microsoft do osiągnięcia pozytywnego bilansu wodnego do 2030 roku wymaga, abyśmy przyjrzeli się każdemu aspektowi naszej działalności w celu zmniejszenia i wyeliminowania zużycia wody. Dziś ogłaszamy nowe podejście do zarządzania temperaturą w centrach danych, które pozwoli zmniejszyć ilość wody zużywanej w naszych centrach danych z chłodzeniem ewaporacyjnym (wyparnym) o 95% do 2024 roku – czyli szacunkowo o 5,7 miliarda litrów rocznie. Dzięki naszym zakrojonym na szeroką skalę badaniom nad wydajnością serwerów w cieplejszych temperaturach, wiemy już jak stworzyć wyższe punkty graniczne (temperatury zadane) dla różnych klimatów, kiedy chłodzenie wyparne z wykorzystaniem wody jest niezbędne do zachowania wydajności i niezawodności serwerów. Oczekujemy, że projekt ten zostanie w pełni wdrożony do 2024 roku i może potencjalnie wyeliminować zużycie wody do chłodzenia w takich regionach, jak Amsterdam, Dublin, Wirginia i Chicago, przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia wody w regionach pustynnych, takich jak Arizona, nawet o 60 procent.
• Kontynuacja badań nad chłodzeniem zanurzeniowym cieczą w kierunku bezwodnego: W tym roku osiągnęliśmy kolejny kamień milowy w badaniach i rozwoju w dziedzinie chłodzenia cieczą, czyniąc Microsoft pierwszym dostawcą usług chmurowych, który wykorzystuje dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe cieczą w środowisku produkcyjnym, wykazując tym samym możliwość szerszego zastosowania w centrach danych. Nasze najnowsze badania w zakresie chłodzenia cieczą dotyczą koncepcji przetaktowywania, która polega na wykorzystaniu komponentów układu scalonego poza ich wstępnie zdefiniowanymi limitami napięcia, temperatury i mocy, w celu zwiększania wydajności. Na podstawie testów stwierdziliśmy, że w przypadku niektórych chipsetów wydajność może wzrosnąć o 20 procent dzięki zastosowaniu chłodzenia cieczą. Pokazuje to, jak można wykorzystać chłodzenie cieczą nie tylko do wspierania celów zrównoważonego rozwoju, aby zmniejszyć i ostatecznie wyeliminować wodę używaną do chłodzenia w centrach danych, ale także do generowania bardziej wydajnych chipów działających w cieplejszych warunkach chłodzenia dla zaawansowanych obciążeń AI i ML. Ze względu na wydajność zarówno w zakresie zasilania, jak i chłodzenia, jaką zapewnia chłodzenie cieczą, otwiera ono nowe możliwości w zakresie projektowania szafy centrum danych. Krótko mówiąc, chłodzenie cieczą otwiera drogę do gęstszego upakowania serwerów w mniejszych przestrzeniach, co oznacza większą pojemność na stopę kwadratową (12 cali x 12 cali) centrum danych – lub możliwość tworzenia mniejszych centrów danych w bardziej strategicznych lokalizacjach w przyszłości. To dodatkowo zwiększa korzyści płynące z projektowania systemów chłodzenia bezwodnego.
• Projektowanie centrów danych z myślą o wspieraniu lokalnych ekosystemów: Prowadzimy centra danych na całym świecie, a w każdym z nich występują inne lokalne gatunki, temperatury czy warunki pogodowe. Zrozumienie, w jaki sposób możemy projektować centra danych, aby wspierać lokalne ekosystemy, zaczyna się od wnikliwej obserwacji, jak dany ekosystem radzi sobie sam. Microsoft przeprowadził analizę porównawczą wydajności ekosystemu w dwunastu regionach centrów danych, która ma zostać zakończona do końca roku kalendarzowego. Dzięki tym badaniom określamy wydajność ekosystemu pod względem: ilości i jakości wody, powietrza, węgla, klimatu, jakości gleby, zdrowia i dobrego samopoczucia oraz bioróżnorodności. Naszym celem jest odnowa i rewitalizacja otaczającego nas obszaru, tak abyśmy mogli przywrócić i stworzyć ścieżkę zapewniającą wartość regeneracyjną dla lokalnej społeczności i środowiska. Wyniki badań pomagają w opracowaniu jednego z pierwszych projektów w Holandii Północnej, w części naszego regionu centrum danych w Amsterdamie. Na początek zbudujemy nizinny zalesiony obszar wokół centrum danych, jak również zadrzewione tereny podmokłe, które są bardzo nasycone wodą i roślinnością przystosowaną do jej filtracji w celu naturalnego przetwarzania wody burzowej i spływów. Wyniki tych różnych podejść sugerują, że wydajność ekosystemu może zostać przywrócona nawet o 75 procent. Przed nami jeszcze wiele pracy, ale jesteśmy podbudowani i zainspirowani tym, co do tej pory udało się ustalić.
• Zmniejszenie śladu węglowego w projektowaniu i budowie centrów danych: Według najnowszych danych Globalnego Sojuszu na rzecz Budynków i Budownictwa (Global Alliance for Buildings and Construction) tzw. wbudowana emisja CO2 (embodied carbon) odpowiada za co najmniej 11 proc. globalnej emisji gazów cieplarnianych. Są to emisje związane z materiałami i procesami budowlanymi przez cały cykl życia budynku lub infrastruktury. Duża część węgla wbudowanego jest przypisana do betonu i stali, a wybierając opcje o niższej zawartości węgla, możemy mieć znaczący wpływ na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla związanej z każdym nowym budynkiem. Jesteśmy na dobrej drodze, aby w odpowiedzi na zapotrzebowanie klientów budować od 50 do 100 nowych centrów danych rocznie. Aby zmniejszyć emisję dwutlenku węgla podczas projektowania i budowy tych centrów danych, korzystamy z narzędzia o nazwie Embodied Carbon in Construction Calculator (EC3), opracowanego przez organizację non-profit Building Transparency. Jako kluczowy krok wstępny dla wszystkich nowych centrów danych, wymagamy teraz od ekip budowlanych korzystania z narzędzia EC3 w celu identyfikacji materiałów, które zmniejszają emisję dwutlenku węgla. Dzięki EC3 znaleźliśmy możliwości zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w betonie i stali o 30-60 procent.

Naszym celem jest pomoc w przyspieszeniu przyjęcia materiałów magazynujących węgiel nie tylko w Microsoft, ale w całym przemyśle. Inwestujemy w badania mające na celu znalezienie zrównoważonych materiałów w fundamentach budynków, konstrukcjach i obudowach, które mogą przyczynić się do architektury pozytywnej pod względem emisji dwutlenku węgla. Jednym z takich przykładów jest nasza współpraca z Carbon Leadership Forum (CLF), przemysłowo-akademicką organizacją non-profit działającą przy Uniwersytecie Waszyngtońskim. Wspólnie opublikowaliśmy studium, w którym badamy sześć niskoemisyjnych materiałów: płyty ziemne, płyty betonowe z cementu nieportlandzkiego, cegły/panele z alg, rury strukturalne z grzybni, specjalnie hodowane włókna i panele z odpadów rolniczych, które mogą pomóc w redukcji emisji dwutlenku węgla i zmianie profilu klimatycznego konstrukcji budowlanych. Testy będą trwały przez całą zimę, aby potwierdzić ich trwałość dla centrów danych i innych typów budynków. Następnie podzielimy się naszymi doświadczeniami, aby inni w branży również mogli je wdrożyć. Wreszcie, współpracujemy z Microsoft Research, gdzie niedawno przedstawiono Projekt Zerix, mający na celu wyeliminowanie emisji dwutlenku węgla i osiągnięcie zerowego poziomu odpadów w centrach danych i poza nimi dzięki biodegradowalnym tworzywom sztucznym, zrównoważonym płytkom drukowanym i materiałom z biobetonu.

Postępy w realizacji

Dzisiejsze postępy są możliwe dzięki wcześniejszym inwestycjom, które poczyniliśmy w rozwój zaawansowanych centrów danych oraz współpracy z partnerami w zakresie rozwiązań i narzędzi opartych na chmurze, z których skorzystać może również szerszy rynek. Ostatnie z naszych przełomowych osiągnięć dotyczą kilku obszarów:

• Energia odnawialna i dekarbonizacja sieci: W lipcu br. rozszerzyliśmy nasze zobowiązanie do posiadania 100-procentowych dostaw energii odnawialnej do 2025 r., zobowiązując się, że do 2030 r. 100 procent naszego zużycia energii elektrycznej przez 100 procent czasu będzie odpowiadać zakupom energii o zerowej emisji dwutlenku węgla. Określamy to jako nasze zobowiązanie 100/100/0. W ciągu ostatnich 12 miesięcy firma Microsoft podpisała nowe umowy na zakup energii odnawialnej o mocy około 5,8 gigawatów w 10 krajach na całym świecie. Obejmuje to ponad 35 indywidualnych umów, w tym ponad 15 w Europie obejmujących Danię, Szwecję, Hiszpanię, Wielką Brytanię i Irlandię. Dzięki tym zamówieniom nasza działalność i zakontraktowane projekty związane z energią odnawialną osiągnęły poziom 7,8 gigawatów na całym świecie. Według Bloomberg NEF, ten postęp sprawia, że Microsoft jest obecnie największym korporacyjnym nabywcą energii odnawialnej w 2021 roku. Ale na tym nie poprzestajemy.
• Cyrkularne centra Microsoft: Stworzyliśmy pierwsze w swoim rodzaju centra Microsoft Circular Centers, które pomogą wydłużyć cykl życia serwerów i ponownie je wykorzystać w celu zmniejszenia ilości odpadów. Niedawno uruchomiliśmy również nasze centrum cyrkularne w Amsterdamie, a w nadchodzącym roku podatkowym planujemy otworzyć nowe centra cyrkularne w Boydton, Dublinie, Chicago i Singapurze. W 2020 r., jak wynika z danych CDP, nasi najważniejsi dostawcy zmniejszyli swój wspólny ślad węglowy o 21 milionów ton metrycznych ekwiwalentu dwutlenku węgla (CO2 e). W ciągu najbliższego roku rozszerzymy ten model na wszystkie zasoby chmury obliczeniowej i jesteśmy na dobrej drodze do osiągnięcia poziomu 90 procent ponownego wykorzystania.
• Certyfikacja LEED: Zobowiązaliśmy się do przyznania wszystkim centrom danych statusu LEED (Leadership in Energy & Environmental) Gold – co świadczy o tym, że nasze budynki są efektywne pod względem zużycia energii i zasobów. Region centrum danych Microsoft w Arizonie, który został uruchomiony w czerwcu br., posiada obecnie certyfikat LEED Gold.
• 24/7 Energy Matching w akcji: Budujemy jeden z najbardziej zrównoważonych regionów chmury w Szwecji, który ma zostać uruchomiony jeszcze w tym roku. Będzie on korzystał z pierwszego rozwiązania do monitorowania godzinowego zużycia energii, które stworzyliśmy wspólnie z naszym partnerem Vattenfall, umożliwiając korzystanie w 100 procentach z energii odnawialnej w każdej godzinie zużycia. Rozwiązanie to jest już dostępne dla klientów Vattenfall.
• Współpraca z łańcuchem dostaw chmur obliczeniowych w celu zmniejszenia emisji z zakresu 3: W ramach wspierania redukcji tzw. emisji zakresu 3 – czyli wszystkich pośrednich emisji związanych z działalnością operacyjną, określonych w standardzie Greenhouse Gas Protocol (GHG) Corporate Accounting and Reporting Standard – nasi główni dostawcy zgłosili zmniejszenie swojego wspólnego śladu o 23,2 miliona ton metrycznych ekwiwalentu dwutlenku węgla (CO2e) i zaoszczędzenie łącznie 1,47 miliarda dolarów, zgodnie z ostatnim cyklem sprawozdawczym Carbon Disclosure Project (CDP). W roku obrotowym 2021 zwiększyliśmy liczbę dostawców objętych programem i pogłębiliśmy poziom własnego zaangażowania, aby zapewnić osiągnięcie redukcji emisji. Działania te opierają się na ograniczeniu emisji zakresu 3 w projektowaniu i budowie centrów danych poprzez redukcję wbudowanego węgla.

Prezentujemy chmurę dla zrównoważonego rozwoju – Microsoft Cloud for Sustainability

Oprócz tych inwestycji w naszą infrastrukturę chmury, mamy dziś przyjemność ogłosić publiczną wersję podglądową usługi Microsoft Cloud for Sustainability, która pozwoli organizacjom na bardziej efektywne rejestrowanie, raportowanie i redukcję emisji dwutlenku węgla na drodze do zerowego poziomu netto. Trudno jest poprawić lub zmienić to, czego nie można zmierzyć. Świat potrzebuje globalnych standardów – wspólnej podstawy, aby zapewnić, że emisje dwutlenku węgla są mierzone w dokładny, spójny i wiarygodny sposób na całym świecie – oraz innowacyjnych rozwiązań technologicznych, pomagających zmniejszyć emisje dwutlenku węgla i nasz wpływ na środowisko.

Wspólnie z partnerami i klientami Microsoft możemy osiągnąć bezemisyjność i stworzyć ścieżkę prowadzącą do eliminacji emisji dwutlenku węgla. Aby to osiągnąć, musimy dzielić się zdobytą wiedzą i postępami, a także tworzyć nowe narzędzia i rozwiązania, które pozwolą porównywać osiągnięcia, mierzyć postępy i szeroko je udostępniać.

Więcej informacji o naszych działaniach w centrach danych i zobowiązaniach znajduje się na stronie microsoft.com/sustainability. Zachęcamy również do odbycia wirtualnej wycieczki po naszych centrach danych.