int_img

Q&A med André

Vandkøling af datacentre fra en klimamæssig synsvinkel, Q&A

1. Er vandkøling i computere, servere og datacentre overhovedet en moden teknologi?

Asetek opfandt sine lukkede vandkølekredsløb i 2003 og fik sin første OEM-ordre med HP tilbage i 2007. Dengang var det HELT nyt, alligevel gik HP forrest og implementerede det i sine gaming PC’er og kommercielle arbejdsstationer.

Siden den spæde start har Asetek solgt mere end 6 millioner (!) af disse lukkede kredsløb til både PC’er, servere og datacentre og producerer pt ca. 100.000 systemer om måneden. Kunderne varierer fra ledende consumerbrands til de store OEMer, vi alle kender såsom Acer, Asus, Dell, HP, Fujitsu, Intel osv.

Vi er 5-10 år bagefter med brug af vandkøling af datacentre i Danmark og EU. Asetek har flere store datacenterinstallationer i USA, Singapore, Japan, Taiwan osv. og kunderne varierer fra amerikanske føderale kunder som Department of defense, Department of energy og flere universiteter, ligesom Asetek har flere føderale og kommercielle kunder i Asien. Så ja – man må sige teknologien er moden!

De fleste af Aseteks nuværende slutkunder bruger vandkølingen til at spare strøm på kølingen. Ikke mange steder udenfor Danmark/EU bruger man fjernvarme, så derfor er denne implementering ikke så udbredt endnu, men netop grundet vores store forbrug af fjernvarme, har vi i Danmark en unik mulighed for at gå forrest.

Skatter og afgifter er et politisk tema. Det beskæftiger Asetek sig ikke med. I vores optik, går det ud på at spare CO2 og redde miljøet til vores alles bedste. Hvis staten ønsker det, kunne man blot belægge varmen med samme afgift som i dag, og dermed gøre omlægningen afgiftsneutral.

Asetek’s anbefaling vil være at bibeholde afgiften, men samtidig give datacenterbranchen lov til at sælge varmen. Det ville være et godt incitament for datacenteroperatørerne til at lave deres datacentre så grønne som muligt. Man kunne sagtens forestille sig et tæt samarbejde mellem kraft/varmeværker og datacentre, så der er faktisk ikke rigtigt nogle tabere.

Da vi desværre er langt bagud i Danmark og EU, kommer vi til at møde de samme indvendinger, som Asetek gjorde for mange år siden, da vi først skulle overbevise de store amerikanske kunder. Men det lykkedes faktisk. Eksempelvis måtte der direkte kontakt til mellem Michael Dell (stifteren af Dell) og André Eriksen (stifteren af Asetek), inden Dell tog Asetek’s vandkøling ind i deres gaming PC’er. Indvendingerne er typisk:

  • Vand passer ikke sammen med elektronik. Hvad nu hvis det lækker? Vi har alle sammen vandrør lige op og ned ad vores elinstallationer i både huse, biler og fabrikker. I langt de fleste datacentre er der allerede sprinklersystemer i loftet.Hvis de lækkede, ville det give samme resultat. Det stiller branchen ikke spørgsmål ved. Mange datacentre har i øvrigt allerede vand helt ude ved rackskabene til såkaldte ”rear door heat exchangers”.Aseteks patenterede teknologi er udviklet på en måde, så hvis en lækage skulle opstå, er skaden meget begrænset. Lækagefare er et tænkt argument, der ikke holder – bedste bevis er, at Asetek har solgt mere end 6 mio. kølesystemer og sælger stadig flere og flere. Mon ikke verdens største computerproducenter ville have stoppet kundeforholdet med Asetek, hvis ikke vores teknologi var sikker og pålidelig?
  • Vandkøling er kompliceret og dyrt!? For den der vedligeholder de forskellige servere og racks, er der INGEN forskel på, om det er vandkøling eller luftkøling. På anlægssiden er Aseteks løsning mere simpel end traditionel air conditionering, fordi kølingen af kølevandet sker ved passive radiatorer, hvor varmen blæses ud i det fri eller benyttes til fjernvarme.Den primære forskel mellem vandkøling og luftkøling er, at ved et vandkølet datacenter, skal både anlægs- og IT-siden integreres. Normalt etableres datacenteranlægget (bygningerne) så der specificeres et samlet kølebehov uafhængig af servere og racks. Ved vandkøling, skal det koordineres lidt mere.Med hensyn til omkostningerne vil anlægsomkostninger til bygninger etc. i worst case være de samme. Vandkølingen fjerner ca. 70% af al varme fra serverne, så der er stadig brug for noget luftkøling, men langt, langt mindre anlæg, hvorfor prisen også går ned. Til gengæld skal der laves noget rørføring til fjernvarmenettet.På IT-siden skal serverne og rackskabene være installeret med vandkøling fra fabrikken, som for eksempel Fujitsu gør det – med Asetek som partner – for sine kunder. Prisen for et vandkølesystem til et HELT rack, varierer mellem 50-150.000 DKK for et rackskab FYLDT med op til 100 servere . Afhængig af formål (Supercomputer, kommerciel, sociale medier etc.) kan et fyldt serverrack koste flere millioner kroner, så ekstraomkostningen til vandkøling er minimal, og er under alle omstændigheder betalt tilbage indenfor det første års drift i sparede energiomkostninger. Så nej – det er ikke dyrt og kompliceret!
  • Varmepumper bruger strøm, så giver det ikke meget mening alligevel at genbruge spildvarmen! Korrekt – men Aseteks løsninger kan levere konstant 60 grader varmt vand, og har IKKE brug for kostbare og yderligere energikrævende varmepumper. ”Vores” kølevand kan ledes direkte ud i fjernvarmenettet.
  • Mange servere i et datacenter går fra tid til anden ofte i ”tomgang”, og derfor kan man ikke styre varmeafgivelsen! Det er korrekt, at mange datacentre har alt for mange servere der står og bruger strøm uden grund. Asetek har små pumper i hver enkelt server, og kører processoren i tomgang, skrues der ned for pumperne, så det vand, der afgives, altid er 60 grader uafhængig af belastning på serverne.
  • Vandkøling fjerner jo ikke 100% af varmen fra serverne, så der skal alligevel bruges luftkøling – hvad er så pointen? Der står ikke noget i vejen for potentielt at fjerne 100% af varmen med vandkøling, men det bliver så komplekst og dyrt, medmindre det er meget specialdesignede servers.
    Asetek har valgt at fokusere på standardservere og kan reducere ét af verdens største (og hurtigst voksende) miljøproblemer med 70% – det mener vi selv er en god start og er mere end nok til at komme i gang. Vindmøllebranchen og elbilbranchen er jo også startet et sted…
  • Spildvarmen fra et datacenter er jo nærmest kun lunkent vand og kan ikke genbruges uden varmepumper. Varmepumper bruger strøm, og de skal finansieres. Korrekt generelt set. Men Aseteks vandkøling kan levere stabilt 60 grader varmt vand og har ikke brug for varmepumper
  • Vandet skal være meget varmere for at kunne bruges til fjernvarme
    Ifølge Professor Henrik Lund ved Aalborg Universitet (som forsker i fjernvarme) vil den optimale temperatur være 60 grader. Aseteks vandkøling kan levere 60 grader varmt vand uden behov for kunstig opvarmning
  • Et datacenter er ikke en stabil varmekilde, idet varmemængden afhænger af belastningen på serverne i datacenteret
    Korrekt – en vindmølle leverer heller ikke strøm, hvis ikke det blæser. I modsætning til vindmøller vil man dog hurtigt kunne fastslå en minimumsvarmemængde året rundt, så i praksis vil det ikke være et problem.
  • Hvis datacentre skal til at levere fjernvarme, fjerner vi så eksistensgrundlaget for Danmarks nuværende kraft/varmeværker? Det mener vi ikke er tilfældet. Et varmeværk har allerede en produktionspris, og det ville være oplagt at indgå en leveranceaftale med et datacenter – eller måske skulle varmeværkerne tænke innovativt og placere datacentre i umiddelbar nærhed af eksisterende værker.
  • Vi skal som politikere ikke blande os i, hvordan private virksomheder bygger datacentre? Helt forkert. Det er netop politikernes opgave at sikre, at der bliver stillet krav til SÅ voldsomt miljøbelastende virksomheder, herunder potentialet for at genvinde energi, der ellers skal fremstilles på anden (og miljøbelastende) vis. Men selvfølgelig også realistiske krav. Der er heller ingen grund til at etablere flere kostbare havvindmølleparker end nødvendigt. Eller rettere – den grønne energi, der en gang kan produceres der, behøver ikke at gå i højere grad end absolut nødvendigt til datacentre. Der er rigeligt af andre strømslugere at forsyne.
  • Nu er vi jo allerede i gang med vindmøller og andre tiltag omkring vedvarende energi?
    Det ene udelukker jo ikke det andet. Tværtimod – idet vandkøling reducerer strømforbruget med op til 25% på et helt datacenter (halvering af den nødvendige energi til køling), vil der være behov for færre møller og mindre investeringer. Derudover løser den ”grønne strøm” ikke problemet med al den varme, der indtil videre blot går til spilde. Alting er jo lettere at gøre ”som vi plejer”. Her er et kæmpeproblem der er opstået ubemærket, men der bør stilles krav og tages fat om emnet straks, som der f.eks. er gjort i bilindustrien og i landbruget. Der er givetvis mange andre brancher også at kigge på. Men datacenterbranchen er indiskutabelt enorm, global og hurtigt voksende og ikke mindst findes der allerede løsninger!
  • Det er vanvittigt at lukke datacentrene ind i Danmark, og give al den ”grønne strøm” til dem? Det er forkert. Vi har netop en unik mulighed for at genbruge strømmen til at lave fjernvarme, noget vi kun kan gøre takket være vores veludviklede fjernvarmenet. Idet vi har en relativ kold udendørstemperatur, bliver datacentrene billigere at køle. Samtidigt med vi kan bruge varmen, er Danmark og mange steder i EU perfekte steder for placeringen af datacentre, set med globale briller. I Danmark fjernvarmes over 50 pct. af alle boliger, på EU-plan er det – så vidt vi er orienteret – foreløbig 12-13 pct. og stigende. Så der er  store potentialer.

Ja – datacenterbranchen kan på mange måder sammenlignes med bilindustrien. Det er vigtigt at forstå, at de sociale medier etc, blot er én kategori (hyperscale) hvor Facebook, Google, Paypal, LinkedIn osv. får produceret deres egne servere hos ODM’er i Kina og Taiwan. Disse Hyperscale-kunder drifter typisk selv deres datacentre.

Kommercielle datacentre og supercomputere består imidlertid typisk af servere produceret af kendte OEMer som HP, Dell, Fujitsu osv. men det er som sagt slutkunden selv, der står for driften.

Med andre ord, er der forskellige fabrikanter, der står bagved de servere, der installeres i et datacenter. Og ultimativt er det serverne, der sluger al strømmen til både drift og køling, og derfor skal man ind og stille krav til de servere der benyttes i et datacenter, altså at de skal kunne bruge vandkøling og være i stand til genbruge varmen i form af 60 grader varmt vand. Det lyder kompliceret, men det kan Aseteks standardløsninger klare (og det er der også andre producenter i verden der kan).

Bilindustrien har jo ikke opfundet dyre katalysatorer, partikelfiltre, AdBlue og andre miljøopfindelser, som har gjort deres biler dyrere uden grund. Det har de KUN gjort, fordi der er blevet stillet krav!

Der stilles i dag ingen krav til energieffektivitet til et datacenter, ej heller genbrug af restvarmen. Indtil det sker, kommer man ikke miljøbelastningen til livs.

  • Dell, HP osv. lever bl.a. af at sælge servere. Da der foreløbig ikke politisk stilles miljøkrav til datacentrene, og kunderne dermed ikke efterspørger det, giver det ikke mening for dem at implementere det. HP i USA har testet Aseteks datacentervandkøling for flere år siden og ved det virker, men uden efterspørgsel adopterer de ikke. Der er ingen gevinst ved fx for HP ved at implementere vandkøling. Ligesom der ikke var gevinst for BMW ved at sætte partikelfilter på sine biler, hvis ikke der blev stillet krav, eller nogen spørger efter det. Virksomheder tænker på profit ikke på miljøet.
  • Facebook , Apple osv. vil gerne have en grøn profil. Det får de i Danmark, fordi der her kan leveres ”grøn strøm” fra vindmøller. De har imidlertid ikke uprovokeret nogen interesse i at genbruge spildvarmen. De ser sig selv som et socialt medie, ikke et kraft/varmeværk. Vinderen ved vandkøling er miljøet, og stilles der ikke krav, er Facebook, Apple osv ”ligeglade”. Husk også på de har mange datacentre rundt om i verden, og det er jo lettest for dem at fremstille dem ens. Mange steder i verden er der endnu ikke fjernvarme, så kan de undgå at tænke på restvarme etc i Danmark/EU, er det lettest for dem. Virksomheder gør det, der er lettest, opfylder minimumskravene og typisk ikke mere.
  • Det er lidt ”hønen eller ægget”. I Danmark/EU er vi langt fremme med og har brug for fjernvarme. IT-branchen er meget amerikansk, hvor man typisk ikke tænker på fjernvarme. I Danmark er vi til gengæld langt bagud med brugen af vandkølede datacentre, så uden ”starthjælp” står tingene stille. Det er ikke et spørgsmål om teknologi. Det er et spørgsmål om, hvorvidt vi vil gøre det bedste for miljøet?

Som sagt har Asetek solgt til masser af kunder, herunder datacentre over hele verden allerede. Mange af disse er offentligt tilgængelige.

  • Her er en video fra Universitetet i Tokyo, af et datacenter der bliver bygget med Aseteks vandkøling. Datacenteret vandt også en pris som ét af de grønneste, hvis ikke det grønneste datacenter i Japan:
    https://www.asetek.com/videos/installing-the-highest-performing-supercomputer-in-japan/
  • Her en video fra Universitetet i Tromsø, som testede og brugte Asetek’s vandkøling i deres datacenter, med genbrug af varme allerede tilbage i 2016: https://www.asetek.com/videos/asetek-recycles-waste-heat-at-university-of-tromso/
  • Her en video fra Berkeley i Palo Alto Californien, hvor de som de første testede Aseteks vandkøling helt tilbage i 2013. Lawrence Berkeley National Labs er anerkendte som nogen af de førende i verden indenfor området. Henry Coles afholder her en præsentation efter 6 måneders studie: https://www.asetek.com/videos/asetek-direct-liquid-cooling-demonstration-presented-by-lbnl/
  • Her en officiel rapport lavet af det amerikanske energiministerium (US Department of Energy) af NREL (National Renewable Energy Lab) som viser potentialet, samt de udtaler sig om, at systemet er let at bruge, og efter 18 måneder i et driftsmiljø, har de ikke oplevet nogen problemer, selvom teknologien var på et tidligt stadie dengang: https://www.nrel.gov/esif/partnerships-asetek.html
  • Idet vi desværre er bagefter i Danmark/EU (selvom mange tror noget andet) i forskningen og implementeringen af dette, har Asetek ikke nogle danske referencer. Henrik Lund, Professor i Energiplanlægning og leder af Innovationsfondens 4G fjernvarmeforskningscenter, Aalborg Universitet, er meget interesseret i at lave et forskningsprojekt omkring datacentre og fjernvarme, og udtaler sig gerne omkring potentialet og kan validere påstandene om potentialet. Han kan ikke udtale sig om Aseteks teknologi, idet han ikke kender den endnu. Dog burde ovenstående teknologireferencer fra rigtige kunder være mere end rigeligt. Henrik Lund kan træffes på: 9940 8309 / lund@plan.aau.dk
  • Selvom vi er et stykke efter med at implementere vandkøling i datacentre i Danmark, har vi stadig en unik mulighed for at blive first movers i at implementere et signifikant genbrug at restvarmen fra datacentre, og kan blive verdensledende på området. Og fra at datacentre var et nødvendigt onde, kan det vendes til noget signifikant positivt, hvor vi direkte ønsker flere datacentre i Danmark.

Latest from Asetek