圖1-資料來源：美國地質調查局(USGS)
這告訴我們的是，數(shù)據(jù)中心的能源使用對國家地下水位的影響比大多數(shù)其它行業(yè)更大。讓我們的數(shù)字證明這一點，根據(jù)能源情報署(EIA)的報告，僅化學工業(yè)(1530億千瓦時)和金屬工業(yè)(1440億千瓦時)每年因用電，就使用了大量的水。見圖2。
圖2-資料來源：能源情報署(EIA)，國家可再生能源實驗室(NREL)
今天的數(shù)據(jù)中心比食物、紙張、汽車、塑料、木材和石油等行業(yè)消耗更多的水資源。美國環(huán)保署的一個研究指出，數(shù)據(jù)中心行業(yè)每年吃掉610億千瓦時的能源。國家可再生能源實驗室(NREL)指出，這個能源消耗相當于在美國，每年消耗1200億加侖的水，用于給數(shù)據(jù)中心供電。美國環(huán)保署預測：數(shù)據(jù)中心到2011年以及此后每隔五年，它們累計的電力和水的消費水平將加倍，該行業(yè)面臨著一個艱巨的問題：是否有足夠的水供應，以支持數(shù)據(jù)中心耗電所需的能源？
從歷史上看，在設計及批準數(shù)據(jù)中心時，水的使用受到了嚴重的忽視。數(shù)據(jù)中心行業(yè)目前正處在一個轉折點，實施新的解決方案，可以很大程度上可以減少能源和水的消耗。
為了了解數(shù)據(jù)中心耗水問題的程度，請考慮以下情況。如果你有一個典型的電源使用效率(PUE)為2.0、等級在 1mW的設施，傳統(tǒng)思維假定水的使用將僅限于加濕器和暖通及空調(HVAC)設備。這些假設是存在嚴重缺陷的。一個1mW的設施每年使用在電廠的 17,520,000加侖的水。如果這一設施的PUE改善為1.29，那么，水的使用可以減少到每年11,300,400加侖左右。一個PUE為1.19 的設施會減少這種消費到每年10,424,400加侖。這些指標不是一廂情愿的產(chǎn)物。最近，Google展示了PUE為1.25的更為節(jié)水的設施；財富數(shù)據(jù)中心(Fortune Data Centers)剛剛完成了PUE為1.38的更為節(jié)水的設施；Sonic.net，加利福尼亞州Santa Rosa的一個ISP和地方供應商的合資公司，最近完成了設施改造，完成了一個PUE接近1.29的制冷劑方面節(jié)約系統(tǒng)。雖然這些效率水平令人印象深刻，但是，一些業(yè)內專家認為，在不損害任何的環(huán)境標準的情況下，獲得PUE為1.18至1.19的設施是非常有可能。見圖3。
圖3-來源：LBNL，國家可再生能源實驗室(NREL)
與此同時，目前正在關于設施的辯論，即空氣冷卻系統(tǒng)達到了"足夠好"的狀態(tài)，實現(xiàn)了充分的節(jié)約用水。然而，根據(jù)大多數(shù)制冷技術專家的觀點，空氣冷卻系統(tǒng)使用的能源比水冷系統(tǒng)多百分之二十。由于大多數(shù)制造商的設計冷凝溫度不同，風冷式冷卻機組一般比水冷式冷卻機組使用更多的能量。因此，如果一個PUE為2.0的數(shù)據(jù)中心從風冷轉換成水冷，它的PUE可以實現(xiàn)1.83。
圖4-來源：LBNL，國家可再生能源實驗室(NREL)
重要的是要認識到數(shù)據(jù)中心在兩個地方的用水：設施用水和電廠用水。據(jù)巴爾的摩空氣線圈公司(Baltimore Air Coils Company)冷凝器手冊，水冷式冷卻機組，對于在1mW設施(142噸)機組上，每100噸的冷卻負荷，要使用最低每分鐘2.31加侖，最高每分鐘4 加侖(GPM)的供水量。盡管事實上，水冷機組比公共部門的冷卻塔每年多使用200多萬加侖的水(根據(jù)周期率及冷卻塔處理)，但在加利福尼亞州，它們與風冷機組相比，仍然減少了總耗水量。這就是說，由于在發(fā)電廠能源和水的使用，在所有的應用中，簡單地從風冷機組到水冷機組的改變，對于節(jié)約用水方面，還是不夠的。每個設施能源和水的使用應當在各地進行評估。在加利福尼亞州的數(shù)據(jù)中心的設施問題中，水的消耗更是岌岌可危。根據(jù)國家可再生能源實驗室 (NREL)，美國加州使用4.64加侖的水來產(chǎn)生1kWh的能源，由于其使用的是水力發(fā)電。因此，在加利福尼亞州，為了1mW的設施，這相當于每年超過 4千萬加侖的水用于電廠。在加利福尼亞州，這種從一個風冷機組到水冷機組的變化將導致用水總量減少5200萬加侖。
在此統(tǒng)計的基礎上，數(shù)據(jù)中心經(jīng)理應該非常積極地研究如何降低PUE的水平，不僅是為了減少能量消耗，而且還為了減少他們的IT基礎設施冷卻所需的水量。從一個最佳做法的角度來看，Google最近的一份報告中所提出的建議，新的數(shù)據(jù)中心每年的平均PUE為1.25。在美國，數(shù)據(jù)中心的PUE從2.0降低至1.25，平均每年可節(jié)省450億加侖水、220億千瓦時的能源。根據(jù)環(huán)保署，PUE下降，每年可消除9百萬噸的二氧化碳。
圖5 -資料來源：美國環(huán)保局(EPA)，國家可再生能源實驗室(NREL)
這一點指向許多數(shù)據(jù)中心面臨的可持續(xù)發(fā)展的各種問題。作為一種產(chǎn)業(yè)，必須認真思考每一個方面的投入，使數(shù)據(jù)中心更有效，因為事實上，它們正在迅速成為美國最大的工業(yè)能源用戶。
關于作者：Rick Cockrell是Core4 Systems公司的首席技術官。Core4 Systems公司是一個創(chuàng)新的數(shù)據(jù)中心冷卻的供應商，它提供下一代CRAC和空氣處理機組系統(tǒng)，能夠降低冷卻成本高達百分之七十二，節(jié)省電廠和現(xiàn)場設施的用水量高達百分之二十八。
