19 июля 2021 г.
ИТ и «углеводородный след»
Хайповые темы могут быть полезны рынку, так как зачастую привлекают повышенное внимание к важным моментам, связанным с технологией, эксплуатационными характеристиками и с экономическими аспектами использования оборудования. «Углеводородный след» — одна из таких тем. С одной стороны, борьба с ним входит в цели устойчивого развития, принятые ООН в 2015 году. С другой стороны, с высокой вероятностью тема несколько переоценена, искусственно раздута «зелеными» и подана несколько однобоко. Сначала поговорим о реальной картине с «углеводородным следом», потом перейдем к вопросам, важным для ИТ-индустрии.
Некоторые цифры
Общий вес «углеводородного следа» человечества в 2018 году составил 37 гигатонн, а все вулканы «в штатном режиме» генерируют в год
Звучит устрашающе. Однако одно-единственное «нештатное» извержение — подобное Эйяфьядлайёкюдль в 2010 году — способно за несколько дней перекрыть по выбросам деятельность всего человечества за несколько лет. А извержения происходят регулярно — пусть не столь масштабные, но уже в этом году они прошли в той же Исландии, на Камчатке, в Конго, на Гавайях, в Европе и т. д., а ведь есть еще и подводные вулканы! Кроме того, существенный вклад в глобальный «углеводородный след» вносят масштабные природные пожары. Конечно, нечасто выгорает по пол-континента, как это было в Австралии год назад, но тропические леса, тайга, степи и торфяники горят регулярно. Все эти выбросы планета вполне успешно корректирует, катастрофы не наступает.
Важно, что выбросы углерода в атмосферу от всего человечества все же пока меньше суммарных природных. Более того, в структуре антропогенных лидируют не корпорации, а «выхлопы» от миллиардов очагов в Африке, Азии и Америке, где на хворосте и на кизяке люди каждый день готовят себе еду. Но «третьему миру» никто из современных «зеленых» предъявлять претензии не будет по понятным причинам. Корпорации же испытывают давление.
Вендоры демонстрируют социальную ответственность. Например, HP планирует достичь нулевых выбросов углерода к 2040 году, Dell — к 2050 году. Кроме того, HP обещает уже в этом десятилетии вдвое сократить выбросы, за которые несет ответственность косвенно — от деятельности поставщиков. Как видно, лидеры индустрии широко подходят к вопросу, как изменяя свои технологические процессы, так и создавая мультипликативный эффект — влияя на происходящее у поставщиков и выступая примером для подражания для других бизнесов, больших и малых.
Хайп приносит пользу!
Внимание к «углеводородному следу» привлекает пристальное внимание к энергопотреблению в ИТ. Конечно, ставить знак равенства между «следом» и потребляемой энергией не совсем корректно. Во-первых, далеко не вся энергия, потребляемая ПК и ЦОДами получена сжиганием ископаемого топлива. Во-вторых, вопросы «углеводородного следа» присутствуют при производстве, транспортировке и утилизации оборудования. Но хайп оказывается для ИТ мощным стимулом именно для пересмотра подходов к энергопотреблению.
«Зеленые технологии» для ИТ в данном случае можно условно разбить на три группы: оптимизация энергопотребления ИТ-системами, управление энергопотреблением и применение принципов smart-energy. Рассмотрим эти направления рамочно. Но сразу заметим, что «зеленость» — это благо для индустрии! Кроме того, она экономически выгодна.
Оптимизация энергопотребления крайне важна. Потребление электричества — важная статья расходов в стоимости владения оборудованием. Более того, этот параметр важен в силу своей мультипликативности.
Современные компоненты потребляют достаточно много энергии, значительную часть которой рассеивают в виде тепла. И тут возникает проблема: как это тепло быстро и эффективно отвести от электроники, чтобы оно не привело к перегреву, который крайне быстро может привести к сбоям в работе, а то и к выходу из строя оборудования. Системы теплоотвода стоят дополнительных денег, а вентиляторы и моторы кондиционеров тоже потребляют достаточно много электричества! Снижая энергопотребление компонент, мы снижаем затраты на теплоотвод — на ЦОДах это заметно сильнее, на офисных помещениях меньше, но справедливо практически везде.
Необходимость дополнительных систем охлаждения, которые являются неотъемлемой частью ИТ-решений, усложняет систему и, в общем случае, снижает ее надежность. Проблемы в вентиляторах и кондиционерах — а это, напомним, механические элементы, подверженные запылению-засорению, износу и прочим неприятностям — мгновенно отразятся на digital-составляющей. Кроме того, это сильно зависит от окружающей среды: повышение температуры окружающей среды (например, жаркий летний день) способно резко увеличить нагрузку на системы охлаждения, которые могут не справиться со своими задачами. В результате мы имеем очевидные риски, которые, заметим, являются экономической категорией! Снижаем энергопотребление — уменьшаем потребности в вентиляции/кондиционировании, следовательно, можем позволить себе вентиляцию с запасом по производительности, что приводит к снижению рисков.
Оптимизация энергопотребления также снижает риски, связанные с перебоями в энергоснабжении. Чем более «зеленое» оборудование — тем меньше мощностей источников бесперебойного питания ему нужно. Следовательно, затраты на ИБП можно оптимизировать, например, обеспечив запас по мощности и тем самым снизив риски простоя, связанные с длительным отключением электричества от поставщиков.
Оптимизация охлаждения приводит к интересным инженерным решениям. Например, Microsoft успешно протестировала подводные ЦОДы, к которым, разумеется, затруднен физический доступ, но которые почти не требуют энергии на охлаждение. Заметим, что история про космические ЦОДы, на первый взгляд, похожа на историю с подводными, но не имеет проработанных механизмов теплоотвода — конвекции в космосе по понятным причинам нет, а отвод тепла только излучением вряд ли будет достаточным при производительной «начинке».
Управление энергопотреблением становится важным. Как и в случаях с ИТ-департаментами, снабженцы компаний выступают брокерами, покупающими и продающими энергетические ресурсы. Замечу, что в современных условиях компании могут как перепродавать лимиты от генерирующих компаний, так и сами выступать в качестве поставщиков электричества. Это вполне в современных трендах «умной энергетики», которая становится все более «зеленой».
Smart-energy — понятие очень широкое, оно включает в себя как использование восстанавливаемых источников энергии (например, солнечные батареи на крышах цехов и офисных зданий), так и более рачительное использование имеющихся не-«зеленых» ресурсов (например, когенерацию). Простой пример — котельная на предприятии, подаваемая которой на обогрев вода заодно крутит турбины, вырабатывающие электричество для внутренних нужд компании. Вариантов может быть много, но их объединяет одно: они нестабильны. Ветрогенераторы и солнечные батареи зависят от погоды, да и рассмотренный пример с котельной тоже зависит от времени года — зимой котельная работает более активно, а летом может быть отключена совсем. В традиционных условиях управлять такими решениями проблематично, но, если компания освоила управление энергопотреблением из предыдущего пункта, — нет проблем!
Внутренние мощности компании генерируют больше энергии — закупаем меньше, ситуация поменялась — закупаем больше. Все процессы поддаются автоматизации, в идеале задачи оптимизации управляющие компьютеры могут решать и без участия человека. Людям остается только задавать нужные параметры, исходя из меняющихся условий, прежде всего, финансовых.
Разумеется, в нишах оптимизация на задачах энергетики выглядит чуть по-своему. Существуют прецеденты, когда тепло, выделяемое центрами обработки данных и майнинговыми фермами направляют на теплоснабжение предприятий, традиционных ферм и городских кварталов, что косвенно также приводит к существенному сокращению «углеводородного следа».
«Умные города» и smart-buildings
Заметим, что ИТ оказывает ключевое влияние на снижение «углеводородного следа» разных «нецифровых» сегментов, например, «умных зданий» и целых «умных городов». Подчеркнем, что все соответствующие решения экономически выгодны.
Например, в городах применение анализа в разных формах для оптимизации транспортных потоков позволяет существенно снизить количество пробок, находясь в которых автомобили попусту сжигают огромное количество бензина. Можно уменьшить время, проведенное автомобилями на светофорах, что тоже приводит к избыточным выхлопам, и т. д. Следствие такой оптимизации — значительно снижение «углеводородного следа» городов, но это также важно для повышения качества жизни за счет улучшения экологической ситуации, транспортной доступности жилых районов и деловых кварталов. Это повышает привлекательность городов (в том числе, инвестиционную), способствует росту цен на недвижимость и влияет на ряд других экономических метрик.
Есть и другие решения, в которых также задействованы ИТ, позволяющие существенно снизить «углеводородный след». Например, распространение «вертикальных ферм», которые могут быть размещены в супермаркетах, с одной стороны, позволяет обеспечить горожан зеленью «прямо с грядки», с другой — снижает «углеводородный след», так как зелень не надо транспортировать до точки продаж. Напомним, что «вертикальные фермы» компьютеризированы, digital-технологии управляют освещением, поливом и микроклиматом, а также контролируют процессы созревания и здоровья растений.
Оптимизация энергопотребления зданий — как smart-технологиями, так и традиционными — также выгодна. Например, компания Apple в 2019 году вложила средства в повышение энергоэффективности ряда новых и старых зданиях общей площадью 600 000 кв. м, снизив потребление энергии ими почти на одну пятую, экономия таким образом 27 млн долл. в год!
Существенную экономию, также связанную с вопросами энергетики, можно получить, внедрив подключенные приборы учета — это позволяет автоматизировать сбор показаний счетчиков, уменьшает пространство для мошенничества, высвобождает огромный штат контролирующих-проверяющих, помогает точнее принимать управленческие решения (показания можно снимать настолько часто, насколько нужно) и запускает другие механизмы для оптимизации как энергозатрат, связанных с «углеводородным следом», так и финансовых метрик.
Есть и многие другие примеры оптимизации энергопотребления и снижения «углеводородного следа», но и приведенные выше достаточно выразительны.
Что дальше?
Заметим, что перечисленные тренды проникают в индустрию крайне неравномерно. Например, все центры обработки данных Apple обеспечиваются энергией только из возобновляемых источников с 2014 года, также компания активно снижает «углеводородный след» — как свой, так и поставщиков — но в данном случае вендор является глобальным лидером, уровень которого доступен не всем и не везде. «Зеленые» идеи — которые, как мы видим, при правильной реализации оказываются экономически оправданными! — пока не стали «must have», поэтому развитие будет идти, прежде всего, экстенсивно. Но и для интенсивного развития тут широкие возможности. Оба пути, заметим, ведут к оптимизации затрат бизнеса и государства, а поэтому тут будет происходить много интересного, что создаст широкий фронт работ для интеграторов и других игроков канала.
Источник: Александр Маляревский, внештатный обозреватель CRN/RE
