中国储能网讯：Acuitykp网站发表署名Pradhumn Kumar的文章，题目是：Sustainable Data Centers: Powering AI Growth While Reducing Environmental Impact（可持续数据中心：推动人工智能增长的同时减少环境影响）。
数据中心的需求呈指数级增长，微软、亚马逊和谷歌这样的大型公司正在响应这一需求，宣布在美国各地增加或扩建现有数据中心的数十亿美元计划。公司们也承认了迅速扩展的人工智能基础设施带来的重大环境挑战。这呈现出一个鲜明的悖论：人工智能推动可持续性和创新的潜力被其自身基础设施不断增长的碳足迹所削弱。
预计到2030年能源消耗将增加两倍，用水量也将使当地资源紧张，这些科技巨头正在通过投资可再生能源、节能算法和创新的冷却方法来引领可持续解决方案，以减轻气候变化的影响。通过采用这些可持续实践，公司可以利用人工智能推动创新的潜力，同时将其生态足迹最小化。强劲的市场需求、创新技术和战略合作伙伴关系将推动在这些可持续数据中心运营和投资的公司的未来增长和盈利能力。
人工智能数据中心的迅猛增长
人工智能数据中心的增长得益于蓬勃发展的互联网、云计算和人工智能活动。目前，全球有超过8000个数据中心，其中约33%位于美国，约16%在欧洲，约10%在中国。市场研究报告表明，数据中心市场规模在未来7 - 8年内将以11% - 12%的复合年增长率增长，价值超过4000亿 - 5000亿美元。微软和贝莱德达成了1000亿美元的合作伙伴关系，以在全球范围内开发数据中心，而谷歌承诺在数据中心上投资数十亿美元。与此同时，亚马逊承诺在15年内花费1480亿美元在全球范围内建设数据中心。
为人工智能数据中心提供动力：不断增长的能源需求
人工智能数据中心的迅猛增长引发了对电力需求的激增，突显了利用可再生能源和节能技术的可持续数据中心的必要性。数据中心依赖大量电力来运行和冷却系统。国际能源署预计数据中心的电力消耗将从2022年的约200太瓦时（约占总电力消耗的4%）增长到2026年的260太瓦时。麦肯锡估计到2030年将达到600太瓦时，占总电力消耗的11% - 12%，而其对2026年的估计约为290太瓦时。
另外，美国电力公用事业公司受益于不断增长的需求。多米尼恩能源公司在2024年3月的投资者日提到，数据中心的加速扩张正在推动显著的需求增长。该公司估计，没有人工智能需求的典型数据中心的机架功率密度仅为6 - 12千瓦，而处于训练阶段的人工智能支持的数据中心为26 - 80千瓦。英伟达的最新芯片GB200可能需要高达120千瓦的机架密度。其他公用事业公司，如Oncor Electric Delivery Co.和Ohio Power Co.，也将受益。麦肯锡表示，至少需要在不到四分之一的时间内（未来6 - 7年内）建成自2000年以来建设的数据中心容量的两倍。
可持续数据中心中的用水量：节约策略
数据中心行业是水资源的主要使用者，用于服务器冷却和电力生产。在美国，数据中心是推动水资源消耗的十大行业之一。谷歌位于俄勒冈州达尔斯的数据中心在2021年消耗了3.55亿加仑的水，几乎占该镇年供应量的三分之一。微软和谷歌报告了其数据中心的显著用水量，突显了可持续水资源管理实践的必要性。
人工智能数据中心增长的可持续解决方案
两个主要策略可以帮助降低人工智能数据中心增长的碳足迹：转向由可再生能源驱动的可持续数据中心和实施节能算法。
- 节能算法可以在减少功耗的情况下提供相当的性能。
- 将数据中心转向太阳能、风能或水电等可再生能源，可以显著减少排放。
可持续实践案例研究：
——能效优化：
谷歌在优化能效方面取得了显著成功，将非计算能源使用量减少到仅10%。展望未来，谷歌设定了一个雄心勃勃的目标，即到2030年，其全球所有数据中心将完全依靠全天候无碳能源供电，这一愿景有望重塑全球数据中心行业的可持续性标准。同样，微软与当地能源供应商建立了战略合作伙伴关系，利用风能、太阳能和水力发电等可再生能源，并大胆承诺为其新西兰所有数据中心提供100%的可再生能源。
——创新能源解决方案：
通过开创性的Granular Certificate Trading Alliance，谷歌和微软正在创建一个零碳能源信用交易的平台，为更清洁的能源未来铺平道路。这些公司还联合投资于尖端清洁能源，包括氢能、地热能、电池储能和先进核技术。
——小型模块化反应堆：
亚马逊网络服务计划利用小型模块化反应堆或紧凑型核反应堆，以减少碳排放并提高能源效率，谷歌和微软也分别通过与Kairos Power和Constellation Energy的合作探索这项技术。
——降低水足迹：
谷歌和微软正在通过探索替代冷却方法，如空气冷却和液体浸没冷却，并在冷却系统中利用回收或非饮用水来减少其水足迹。2023年，谷歌约三分之一的数据中心采用了空气冷却或非饮用水源。亚马逊也计划通过水资源高效的数据中心冷却系统和恢复计划，到2030年实现水资源正增长。这些努力优先考虑减少对淡水资源的影响，促进可持续运营，并在数据中心运营、供应链和社区中节约用水。
