Verso un futuro green: i data center alla ricerca dell’eco-efficienza

Senza i data center non ci sarebbero videoconferenze, e-commerce, app, streaming o ancora home banking. I data center, indispensabili nell’era digitale, sono il vero pilastro della nostra vita digitale quotidiana e gestiscono e immagazzinano una quantità fenomenale di dati. Sebbene non siano i più energivori tra tutti gli attori dell’ecosistema digitale, è vero che il loro funzionamento richiede un consumo energetico significativo, che non è neutrale dal punto di vista ambientale. Tuttavia, fortunatamente, esistono soluzioni per ridurne l’impatto ambientale.

Partiamo dall’inizio

Il cloud computing ha rivoluzionato il modo in cui le aziende e i privati utilizzano Internet, spostando dati, informazioni e pratiche sul web. Ma per accedervi è necessario che siano memorizzati da qualche parte ed è proprio questo il ruolo dei data center: infrastrutture dedicate all’archiviazione, all’elaborazione e alla distribuzione di grandi quantità di dati digitali, su cui si trovano i nostri film preferiti, i nostri conti di casa con le previsioni di spesa, le foto di famiglia, gli scambi di e-mail e i contenuti creati e utilizzati per lavoro.

Tutti questi dati vengono archiviati, protetti e sottoposti a backup nei data center, che sono dotati di server informatici, sistemi di raffreddamento, dispositivi di sicurezza e impianti di alimentazione elettrica.

I fattori di inquinamento dei data center

Come tutte le strutture industriali, i data center consumano energia e producono calore. Il consumo elettrico comprende quello direttamente legato al funzionamento delle apparecchiature informatiche (server, apparecchiature di archiviazione e risorse di rete) e quello associato al funzionamento delle apparecchiature dell’ambiente tecnico (condizionamento e trattamento dell’aria, distribuzione e messa in sicurezza dell’energia elettrica).

Uno studio dell’associazione francese Négawatt ha evidenziato come il settore digitale consumi l’8,5% dell’elettricità di tutto il paese transalpino, di cui il 2% (pari a 10 Twh/anno) proprio per i data center. I data center, infatti, rappresentano al tempo stesso il cuore e il sistema nervoso dell’economia digitale e sono diventati semplicemente indispensabili in seguito alla digitalizzazione dell’economia e ai suoi nuovi usi. Di conseguenza la loro attività richiede costantemente un’ingente alimentazione elettrica, essenziale per assicurarne il funzionamento, e – sempre secondo l’associazione – utilizzata per i 2/3 per far funzionare le macchine e per 1/3 per eliminare il calore da esse generato.

Se vogliamo spingerci ancora un po’ oltre, lo studio realizzato dall’ADEME (Agenzia francese per l’ambiente e la gestione dell’energia) e dall’ARCEP (Authority per la regolazione delle comunicazioni elettroniche, delle postazioni e della distribuzione della stampa), dal titolo “Valutazione dell’impatto ambientale della tecnologia digitale in Francia e analisi prospettica”, mostra che, se le scelte tecnologiche e i modelli di consumo dovessero mantenere una tendenza equivalente al nostro attuale stile di vita, la quota di elettricità consumata dai data center dovrebbe passare da circa il 23% a oltre il 42% nel periodo 2020-2050.

La costruzione degli edifici che ospitano i server è poi un altro fattore di impatto ambientale da tenere in considerazione. Come tutti gli edifici, la loro costruzione richiede materiali, acqua ed energia che generano gas serra. A seconda della loro ubicazione, infine, possono anche avere un impatto sull’ambiente locale, sul territorio e sulla biodiversità.

Possibili soluzioni per ridurre l’impatto ambientale dei data center

Di fronte a queste sfide, si stanno sviluppando diverse soluzioni per ridurre l’impatto ambientale dei data center. Tali soluzioni mirano a migliorare l’efficienza energetica dei data center, ridurre il consumo di acqua, ridurre al minimo i rifiuti generati dal loro funzionamento e promuovere l’uso di fonti di energia rinnovabili.

·       Come calcolare il proprio impatto ambientale

Solo su dati oggettivi e misurabili è possibile agire. Ecco perché è importante raccogliere dati pertinenti per prendere le decisioni più giuste. Il ciclo di vita dei data center richiede un’ampia gamma di dati da includere nel calcolo, tra cui l’impatto dei materiali utilizzati nella costruzione delle infrastrutture tecniche e edilizie e il consumo di combustibili fossili.

L’analisi del ciclo di vita va oltre l’analisi delle emissioni di gas serra. Infatti tiene conto di 16 tipi di impatto ambientale, come il consumo di acqua, l’eutrofizzazione dell’acqua o del suolo, l’impoverimento dello strato di ozono, il consumo di risorse fossili (petrolio, gas) o minerali, ecc.

·       Utilizzo del free cooling per raffreddare i data center

Il funzionamento di un data center genera calore. Per molto tempo la principale soluzione per ridurre la temperatura è stata quella di climatizzare questi grandi ambienti; tuttavia si tratta di una finta buona idea, perché costosa e con un notevole impatto sul consumo energetico degli edifici stessi.

Oggi, sebbene l’aria condizionata non sia completamente scomparsa dai data center, il suo utilizzo è stato ampiamente razionalizzato grazie alla comparsa di altri metodi di raffreddamento, come il free cooling: una soluzione che sfrutta l’aria esterna anziché i sistemi di raffrescamento meccanici e che è in grado di diminuire in modo significativo il consumo energetico dei data center, destando quindi particolare interesse per chi si pone l’obiettivo di ridurre il proprio impatto ambientale. Quando la temperatura esterna è sufficientemente bassa, l’aria viene aspirata nel data center per raffreddare i server. L’aria calda prodotta dai server viene quindi espulsa all’esterno dell’edificio. Questo processo mantiene una temperatura ottimale costante, senza dover ricorrere a impianti di raffreddamento meccanici, che in genere consumano molta energia.

Tuttavia, l’efficacia del free cooling dipende in larga misura dalle condizioni climatiche. Nelle regioni in cui le temperature sono generalmente elevate, infatti, non sempre questa opzione può essere presa in considerazione. Anche in questi casi, tuttavia, il sistema è comunque un ottimo metodo per limitare l’uso dell’aria condizionata. Inoltre l’aria calda può essere reimmessa nei sistemi di recupero per riscaldare edifici come condomini, case di riposo o ancora piscine !

·       Utilizzare fonti di energia verde

L’utilizzo di fonti di energia rinnovabili è un’altra soluzione promettente per ridurre l’impatto ambientale dei data center. Le energie rinnovabili come l’energia solare, eolica o idroelettrica, infatti, possono fornire l’elettricità necessaria al funzionamento dei data center, o almeno parte di essa, riducendone così la dipendenza dai combustibili fossili.

• Costruire edifici eco-sostenibili

La costruzione di edifici eco-sostenibili prevede l’uso di materiali da costruzione sostenibili, per l’appunto, ma anche un progetto architettonico che ottimizzi la gestione del calore e l’adozione di pratiche costruttive rispettose dell’ambiente. Un esempio di questo approccio è il progetto EcoDataCenter condotto in Svezia (progettato da tre aziende: Falu Energi, Vatten e EcoDC AB), che rappresenta il primo data center al mondo ad avere un impatto positivo sul clima. Questo data center è alimentato esclusivamente da fonti di energia rinnovabili e sfrutta anche il calore in eccesso generato dalle operazioni effettuate per riscaldare gli edifici circostanti. In estate, quando le temperature salgono, il vapore in eccesso proveniente dalla centrale elettrica locale viene utilizzato per far funzionare le macchine che mantengono le apparecchiature del data center a una temperatura ottimale. Inoltre sui tetti sono state disposte delle piante che contribuiscono a raffreddarlo.

L’impegno di DATA4 per la riduzione delle emissioni

Da ormai diversi anni a questa parte DATA4 è impegnata nell’implementazione di soluzioni tecniche concrete per ridurre l’impatto ambientale dei propri data center. Inoltre, poiché è importante non accontentarsi delle soluzioni esistenti, DATA4 investe anche nell’implementazione di nuovi studi volti a spingersi ancora oltre. Ecco alcuni esempi concreti :

• Scelta di tecnologie di “free cooling” e “free chilling” che, ove possibile, sfruttano l’aria fresca esterna per raffreddare le sale computer.
• Ottimizzazione dell’efficienza delle apparecchiature rielaborandone l’architettura elettrica.
• Installazione di pannelli solari in diversi campus.
• Utilizzo di refrigeranti con un fattore di emissione inferiore.
• Utilizzo di combustibile a basse emissioni di carbonio (HVO) per alimentare i nostri generatori
• Utilizzo di calcestruzzo a basso impatto ambientale per le fondamenta dei nuovi data center.
• Riduzione dell’impatto ambientale dei futuri data center prolungando la durata delle batterie e utilizzando batterie al litio per sostituire le vecchie batterie al piombo.

È attraverso l’innovazione e l’impegno per la sostenibilità delle infrastrutture che gli operatori dei data center riusciranno a ridurre il loro impatto ambientale, tenendo sempre ben presente che una riduzione davvero drastica può essere solo il frutto di un cambiamento degli usi digitali, siano essi di natura personale o professionale, per tendere a una maggiore sobrietà.