"คาร์บอนฟุตพริ้นท์" จาก Data Center ความท้าทายศูนย์ข้อมูลยุคใหม่
อุตสาหกรรมดิจิทัลเติบโตอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ความต้องการ Data Center เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล แต่กำลังเผชิญกับการพิจารณาเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
มี Data Center หลายล้านแห่งทั่วโลกที่ใช้พลังงานสูงแต่ละแห่งสามารถบรรจุเซิร์ฟเวอร์ได้นับหมื่นเครื่อง เปลืองทรัพยากรสิ่งแวดล้อมมากกว่าทั้งประเทศ ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมร่วมกันของศูนย์ข้อมูลเหล่านี้ จึงกลายเป็นข้อกังวลที่เพิ่มขึ้นสำหรับรัฐบาลและสาธารณชนในวงกว้าง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้เห็นการเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วของ Data Center "ระดับไฮเปอร์สเกล" การที่อาศัยพลังการประมวลผลอย่างมหาศาล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาศูนย์ข้อมูลขนาดยักษ์เหล่านี้ได้เพิ่มปริมาณพลังงานที่ใช้เป็นสองเท่าโดยเร่งไปสู่การใช้พลังงาน 100 เทราวัตต์-ชั่วโมงต่อปี โดยมีเซิร์ฟเวอร์นับพันเครื่องที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี
ในสหรัฐฯ ศูนย์ข้อมูลสร้างความร้อนจำนวนมหาศาลผ่านเซิร์ฟเวอร์ "น้ำ" จึงเป็นวิธีที่ถูกที่สุดและใช้กันมากที่สุดในการทำให้ศูนย์เย็นลง โดยมีการประเมินว่า เพียงหนึ่งวัน Data Center โดยเฉลี่ยสามารถใช้น้ำ 300,000 แกลลอน เพื่อทำให้ย็นลง ซึ่งเป็นปริมาณการใช้น้ำเท่ากับบ้าน 100,000 หลัง ตามที่นักวิจัยของ Virginia Tech
จริงอยู่ที่ Data Center ทำหน้าที่เป็น "สมอง" ขนาดยักษ์แห่งยุคดิจิทัล เเต่ด้วยแรงกดดันจากองค์กรต่างๆ เช่น สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศและสหประชาชาติ เรียกร้องให้มีความพยายามร่วมกันลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เลวร้ายลง หลายคนแย้งว่าศูนย์ข้อมูลสามารถสร้างความแตกต่างได้ด้วยการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
นี่คือการสนทนาที่กำลังดำเนินอยู่ทั่วทั้งอุตสาหกรรม ซึ่งนำไปสู่ความยั่งยืนของศูนย์ข้อมูลที่ดีขึ้น โดยพิจารณาว่าศูนย์ข้อมูลใช้ทรัพยากรอย่างไร และสิ่งนั้นส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร
การใช้พลังงาน
ศูนย์ข้อมูลใช้พลังงานและไฟฟ้าจำนวนมหาศาลตั้งแต่เซิร์ฟเวอร์ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล และอุปกรณ์เครือข่าย ไปจนถึงโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับอุปกรณ์เหล่านี้ เซิร์ฟเวอร์ต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำงาน จากข้อมูลของ กระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ พบว่า ศูนย์ข้อมูลใช้พลังงานต่อพื้นที่ถึง 50 เท่าของอาคารสำนักงานเชิงพาณิชย์ทั่วไป
ขณะที่ข้อมูลของ สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ศูนย์ข้อมูลคิดเป็น 1–1.5% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก การใช้ไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลทั่วโลกในปี 2021 อยู่ที่ 220–320 เทราวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเท่ากับประมาณ 0.9%–1.3% ของความต้องการไฟฟ้าขั้นสุดท้ายทั่วโลก เป็นการเพิ่มขึ้น 10%–60% เมื่อเทียบกับปี 2015
การเพิ่มขึ้นไม่ได้แย่ เมื่อพิจารณาว่าปริมาณงานของศูนย์ข้อมูลเพิ่มขึ้น 160% ในช่วงเวลาเดียวกัน สาเหตุส่วนใหญ่มาจากการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) ซึ่งช่วยให้ศูนย์ข้อมูลสามารถติดตามความต้องการที่เพิ่มขึ้นในขณะเดียวกันก็บรรเทาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
อย่างไรก็ตาม ยังต้องเพิ่มความพยายาม เนื่องจากตามข้อมูลของ IEA ระบุว่า ศูนย์ข้อมูลและเครือข่ายการส่งข้อมูลมีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับพลังงานเกือบ 1% (GHG) ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้นและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย Net Zero Emissions ภายในปี 2050 จะต้องลดการปล่อยก๊าซลงครึ่งหนึ่งภายในปี 2030
การใช้น้ำ
วิธีหลักที่ศูนย์ข้อมูลใช้น้ำคือการทำความเย็นโดยตรง เพื่อป้องกันไม่ให้เซิร์ฟเวอร์ร้อนเกินไป ซึ่งการผลิตน้ำก็มาจากการใช้พลังงานไฟฟ้า
ศูนย์ข้อมูลของ Google โดยเฉลี่ยใช้น้ำประมาณ 450,000 แกลลอนต่อวันโดยประมาณ ซึ่งเท่ากับปริมาณน้ำที่ใช้ในการชลประทานสนามหญ้าขนาด 17 เอเคอร์เพียงครั้งเดียว ศูนย์ข้อมูลขนาดอาจใช้ประมาณ 10,000–15,000 แกลลอนต่อวัน ไปจนถึงศูนย์ข้อมูลแบบไฮเปอร์สเกลที่อาจใช้หลายล้านแกลลอนต่อวัน
นอกจากนี้ ศูนย์ข้อมูลมักจัดตั้งขึ้นในพื้นที่ประสบภัยแล้ง ตัวอย่างเช่น NBC News รายงานเกี่ยวกับศูนย์ข้อมูลที่ Apple ได้รับการอนุมัติให้สร้างในรัฐแอริโซนาในปี 2021 ศูนย์ข้อมูลนี้จะต้องใช้น้ำมากถึง 1.25 ล้านแกลลอนทุกวัน
กรณีที่ศูนย์ข้อมูลจัดหาน้ำก็เป็นประเด็นที่มีการโต้แย้ง หลายแห่งใช้แหล่งน้ำดื่ม ซึ่งเป็นน้ำดื่มที่ดูแลโดยระบบสาธารณูปโภคด้านน้ำ ตัวอย่างเช่น Google ใช้น้ำที่ไม่สามารถบริโภคได้เพียง 25% ของศูนย์ข้อมูล
ขยะอิเล็กทรอนิกส์และขยะพิษ
ตามที่องค์การสหประชาชาติ อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้งอย่างไม่ถูกต้องเรียกว่า ขยะอิเล็กทรอนิกส์หรือขยะอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการใช้ทรัพยากร การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการปล่อยสารพิษ
ปี 2019 โลกสร้างขยะอิเล็กทรอนิกส์ 53.6 เมตริกตัน องค์การสหประชาชาติกล่าว ขยะอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกเพิ่มขึ้น 9.2 ล้านตันตั้งแต่ปี 2014 และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 74.7 ล้านตันภายในปี 2030 ซึ่งเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในเวลาเพียง 16 ปี ขยะอิเล็กทรอนิกส์ประมาณ 8% ไปฝังกลบหรือเผาทิ้ง ขยะอิเล็กทรอนิกส์อาจมีสารเติมแต่งที่เป็นพิษและสารอันตราย ในประเทศที่มีรายได้ปานกลางและต่ำที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานการจัดการขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่เพียงพอ
การจัดการขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่เหมาะสมยังก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ในปี 2019 มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าทั้งหมด 98 ล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศจากเครื่องปรับอากาศที่ถูกทิ้งอย่างไม่เหมาะสม ซึ่งเท่ากับประมาณ 0.3% ของการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทั่วโลก
การใช้ที่ดิน
ศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กอาจใช้พื้นที่ 100,000 ตารางฟุต แต่ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่อาจต้องใช้พื้นที่หลายล้านตารางฟุต นั่นเป็นพื้นที่จำนวนมากที่ต้องมีการแผ้วถาง ซึ่งสามารถทำลายความหลากหลายทางชีวภาพในพื้นที่ และมีผลกระทบในวงกว้างอื่นๆ โดยไม่ได้ตั้งใจ
ตัวอย่างเช่น ข้อเสนอของศูนย์ข้อมูลชื่อ Prince William Digital Gateway ใน Prince William County รัฐเวอร์จิเนีย การจัดตั้งศูนย์ข้อมูลจะต้องมีการแบ่งเขตพื้นที่ 2,100 เอเคอร์ ตามรายงานของ Bay Journal องค์กร ระดับภูมิภาคและระดับประเทศมากกว่า 30 แห่งรวมถึงกรมอุทยานแห่งชาติและกรมป่าไม้เวอร์จิเนีย กล่าวว่า ผลกระทบของโครงการนี้อาจไม่สามารถย้อนกลับได้ และมีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อม
การปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ก๊าซเรือนกระจกเป็นก๊าซที่กักเก็บความร้อนในชั้นบรรยากาศ ก๊าซดังกล่าว ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไนตรัสออกไซด์ เมื่อถูกดักจับ ก๊าซเหล่านี้สามารถอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกได้ในระยะเวลาที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ไม่กี่ปีไปจนถึงหลายพันปี
ตามรายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มีเหตุผลสำคัญสำหรับความกังวลเรื่องภาวะโลกร้อนที่สูงกว่า 1.5 องศาฯ สรุปคือ อาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรง ซึ่งรวมถึงทุกอย่างตั้งแต่สภาพอากาศสุดขั้วไปจนถึงการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเรือนกระจกลำดับแรกที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมของมนุษย์ โดยส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และน้ำมันการก่อสร้างศูนย์ข้อมูลจึงอาจเป็นสาเหตุหนึ่งของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ที่มา