3.3万亿美元的气候问题:数据中心能否抵御高温?

Monitors show information of network traffic and status of devices in data centre room, data centres
Data centres' energy use is inextricably linked to the climate crisisImage: Getty Images/iStockphoto
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  • 人工智能推动数据中心激增,但气候灾害正日益构成一种被低估的威胁,影响基础设施效率。

  • 极端高温、干旱及其他气候灾害,到2055年可能使目前运营中的数据中心累计年度运营成本增加3.3万亿美元。

  • 要兼顾增长与风险,需要采用更智能的能源和冷却系统,同时提升诊断和治理能力。

人工智能驱动的数据中心热潮被比作一场淘金热。世界各地的经济体都在竞相吸引数字基础设施投资,以增强自主权和竞争力。然而,在选址建设这些支撑现代经济的大型服务器集群时,不能忽视环境风险。

世界经济论坛的分析发现,极端高温、干旱及其他气候灾害可能使全球数据中心的年度成本到2035年增加810亿美元,到2065年则增至1680亿美元。

随着世界数字化,数据中心的重要性日益上升。从电影流媒体和网上购物,到供应链管理和金融交易,消费者和企业都高度依赖这一大多隐于幕后的基础设施。在人工智能时代,这一趋势进一步加速:预计到2030年,全球数据中心容量将接近目前的三倍。

近年来,数据中心选址决策变得更加复杂。连接能力和空间等传统考量仍然重要,但能源和韧性正日益受到重视。

影响环境未来的因素Image: 世界经济论坛

一排排最新的人工智能芯片耗能超过前代产品的十倍,产生的热量也大到仅靠空调已不足以为其降温。运营商现在必须采用液冷技术:将冷水泵入服务器机房带走热量。

气候灾害带来的成本不断上升

气候灾害发生的频率和强度不断增加,尤其是极端高温和干旱,可能通过多种途径进一步推高数据中心高企的运营成本:

  • 运营支出增加:极端高温要求数据中心以更高负荷运行冷却系统,从而推高电力消耗和其他支出。干旱加剧、水资源压力上升,迫使依赖水冷的数据中心寻求替代方案,而替代方案往往成本更高。

  • 业务中断造成收入损失:极端天气事件日益导致停电和服务中断,进而造成合同违约、客户流失,以及关键数字服务数百万美元的收入损失。

  • 物理损坏的维修费用:直接暴露于气候灾害会导致服务器、电力和冷却系统需要进行高成本维修或更换。

  • 员工生产力下降:员工面临高温、空气质量差带来的健康与安全风险,以及出行受阻和压力增加;这些因素都会削弱他们维持可靠运营和高效应对突发事件的能力。

综合来看,我们对标普数据的分析表明,在高排放情景下,到2055年,气候驱动的年度成本可能相当于数据中心资产总价值的9.5%。同期累计损失总额可能达到3.3万亿美元,其中极端高温造成的影响超过三分之二,其次是干旱和水资源压力。

此外,气候驱动的中断会深入波及其价值链。数据中心客户可能遭受多重连锁影响,例如付款延迟、数据丢失或日常流程停摆。继而产生的实际业务成本包括合同罚款、客户流失、供应链摩擦和数据恢复费用。

提升数据中心韧性,以应对气候中断

鉴于数据中心对全球经济的重要性,建设能够抵御气候灾害的数据中心至关重要。

数据中心运营商面临的一项关键挑战,是打破资源需求不断攀升的恶性循环:冷却系统加大运行力度以维持最佳运行条件,同时也导致用水量大幅增加。我们从可行性和影响两个维度评估了12种潜在解决方案,并确定了三项优先投资方向:

1. 冷热通道隔离系统

通过实体屏障分隔冷热气流,防止其混合,可将冷却效率提高至多40%,并降低能源成本。

2. 实时环境监测

持续掌握温度和湿度情况,防止故障并减少停机时间,从而优化能源和冷却系统的使用。

3. 经济器和自然冷却系统

利用凉爽的室外空气或低温冷凝水,缩短冷水机组运行时间,提高系统效率并降低能源和用水成本。

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除了运营本身,数据中心运营商及其下游组织也应通过增强诊断和治理能力来提升抵御气候灾害的韧性。这包括更深入地了解脆弱性和相互依赖关系,并定期开展压力测试,为资源分配和中断应急规划决策提供依据。

尽管这些措施在成本和时间方面可能看似负担沉重,但从供应链数字孪生到N阶网络映射等人工智能技术已经投入应用,以增强运营稳定性并降低对系统性冲击的脆弱性。

尽管人工智能需求增长本身也在加剧对稀缺资源的压力,但这类解决方案已迫切不可或缺。如何在数据中心容量看似势不可挡的增长与气候灾害缓解之间取得平衡,很可能成为未来几十年全球经济面临的最严峻、最关键挑战之一。

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