Данунахрен, скажете вы, как это может быть связано? Сверхсовременные комплексы с кучей серверов для обработки информации, борьба двух экономических моделей в одной стране и архаичный транспорт? Что общего между ними?

Вот этот путь:

Начнём с аналогии.

Допустим, вам нужно построить огроменный резервуар, который надо постоянно наполнять водой и сбрасывать лишнюю. Где его расположить? Вряд ли вы будете делать это в пустыне или в горах. Логичнее всего построить водонакопитель там, где уже есть огромная труба с водой или на худой конец полноводная река. Теперь применим подобный подход к дата-центру! Логично будет поместить его возле какой-нибудь крупной оптоволоконной магистрали, по которой уже летят нолики и единички!

Ну, чтобы не тянуть потом к ним дополнительную ветвь через горы и леса. И вот так уж исторически сложилось, что вся основная масса оптоволокна в США протянута как раз вдоль 41 параллели. Но почему? Да по той же причине, по которой там уже зарыли массу проводов до этого.

Например, телефонные линии, когда компания AT&T (тогда ещё занимавшаяся телефонами) начала постепенно затягивать в свои сети всю Америку. А до неё вдоль этой же воображаемой линии пролегли телеграфные провода, которые сопровождали... железную дорогу. Вот я опять предполагаю недоумение на вашем лице.

Почему ЖД? Откуда она вылезла в нашей истории? Ладно, можно было допустить, что это как-то могло быть связано со строительством дата-центров. Доставка оборудования, материалов, всё такое. Но почему телеграф?

Например, при том, что такая табличка была на каждой станции.

А всё из-за того, что вдоль всей железной дороги шла охраняемая законом полоса отчуждения шириной в 60 метров. В ней никто не мог ничего строить и владеть этой землёй без разрешения собственника. Вся территория внутри принадлежала исключительно железнодорожной компании Union Pacific Railroad.

Когда-то их представители специально ходили по собственникам той земли, где должны были проложить рельсы и договаривалась о покупке их владений. Потом правительство утвердило собственность специальным законом о Тихоокеанской железной дороге 1862 года. Типа — ну да, мы хотим, чтобы наши щупальца цивилизации не испытывали всяких бюрократических нападок и просто отдаём земли им. Штату они не принадлежат. Короче, масса работы была уже проделана, чтобы территорией вдоль железнодорожного полотна распоряжался только один владелец.

И теперь, получалось, что телеграфистам с катушкой кабеля на горбу, не надо было стучать в дверь фермы. И спрашивать у каждого реднека вдоль предполагаемого маршрута телеграфной линии — а, можно, мы на вашей земле поставим десяток столбиков с проводами? А ведь потом ещё это добро надо будет периодически проверять, чтобы какой-нибудь параноик, решивший, что его коровки от болтающихся проводов плохо себя чувствуют, их не спилил. Как вы понимаете, это то ещё удовольствие.

Всё, что надо было телеграфистам, так это просто обратиться в Union Pacific за разрешением протянуть кабели вдоль дороги. А железнодорожники в обмен получили приятный бонус в виде возможности передавать и получать свою служебную информацию о движении поездов по телеграфу.

Но при чём здесь Гражданская война? Копнём глубже...

Джефферсон Дэвис — военный министр США, который курировал экспедиции.

Уже с 40-х годов XIX века в США начали думать — а что там на Западе? Как там наши граждане поживают? Не грустят ли? Не нуждаются ли в чём? Нет ли у них избытка денег? Может пора уже принести им цивилизацию? Давайте туда пошлём больше людей и полезного барахла? Построим дорогу, проложим рельсы через континент для ускорения колонизации материка. Туда — люди, товары и демократические ценности. Обратно — ресурсы и налоги. Отличный и прямо охренненый план. Но каким путём пройдёт эта дорога?

Вначале была прекрасная идея опросить те подобия местных властей, которые там живут и заинтересованы в такой классной штуке. Ну и спросили, тем самым запустив мощный, но не очень красивый процесс конкуренции. Каждый городок, штат и компания хотели бы видеть железную дорогу рядом со своим поселением. Ведь это означает резкий взлёт экономики в космос, набухание престижа и материализацию прочих полезных вещей (например, зелёных бумажек в карманах чиновников). Построят в пределах твоих четырёх улиц и одного салуна занюханный полустанок и вот у тебя уже не деревня Мухосранка, а целый город Флайшиттенбург!

Поэтому в ход шли взятки чиновникам, лоббирование интересов перед комиссией, угрозы в адрес конкурентов и прочий шантаж. Устав от этого балагана, правительство в 1853 году собрало волю и яйца в кулак и во всеуслышание объявило: ну вас нахрен, толка от вас никакого. Сами найдём лучший путь от океана до океана. Быстренько собрали несколько партий учёных и послали их через континент.

Посмотрите, какую красоту рисовали художники экспедиции.

В историю это вошло как Pacific Railroad Surveys. В результате всего этого мероприятия образовался огромный массив информации о геологии, ботанике, зоологии, географии и метеорологии страны. Рисунки, карты, тома описаний и прочего добра. А заодно обнаружились несколько вариантов того, как может пройти новый путь для железных коней, грозящий стать первой в мире трансконтинентальной магистралью.

И вот тут в дело вмешивается та самая Гражданская война. Точнее, её заря. Конгресс, который должен был решить судьбу дороги, как раз раскололся пополам, и это повлияло на будущее мегапроекта.

Южные штаты не хотели, чтобы выбрали из тех вариантов, в которых дорога шла по Северу. А оппоненты, естественно, накладывали большое и толстое вето на все желания южан пустить линию по своим владениям, пусть там и был довольно хороший вариант для прокладки рельсов. Пат!

А в разрезе этот путь выглядел примерно так.

Но потом в 1861 году Юг, обидевшись на изрядно потяжелевшую панамку, вышел из Конгресса, и политики Севера быстренько и единогласно одобрили вариант именно с 41 параллелью. Во-первых, он проходил по нужным им штатам. А во-вторых, специалисты выбрали его благодаря тому, что именно на этой параллели протекала река Плейт-Ривер. Значит, и с водой для паровых локомотивов на всём пути их следования не будет никаких проблем. Плюс ещё был пологий рельеф, обилие равнин и прочие географические бонусы для строителей.

В общем, вот так и получилось, что банальное наличие реки и политические споры практически двухвековой давности повлияли на современную технологическую картину. Тут, конечно, можно было пойти ещё глубже, к тем геологическим эпохам, когда сформировалась эта самая река, но это, мне кажется, уже будет излишним.

Разные доказательства:
1. Откуда я взял идею для статьи.
2. Википедия про железную дорогу
3. Статья в The Atlantic

Автор: (с)greenhedgehog

Великобритания страдает от аномального зноя — впервые за историю наблюдений была зафиксирована температура +40°C. В результате британские центры обработки данных вынуждены использовать обычную воду для полива и охлаждения кондиционеров. Даже простое распыление воды снижает температуру окружающей среды вокруг внешних блоков промышленных кондиционеров и это автоматически ведет к снижению температуры в машинном зале ЦОДа. Об этом сообщает Питер Джадж (Peter Judge), корреспондент издания Data Center Dynamics.

Особому риску подвергаются небольшие дата-центры в густонаселенных кварталах, где операторы хостинговых компаний, как правило не могут выделить дополнительные мощности для резервирования системы охлаждения. Агентство Bloomberg, например, говорит, о применении нестандартного метода борьбы с жарой в Лондоне в районе М25, где были зафиксированы особенно высокие температуры. Однако большинство центров обработки данных стремится держать в секрете этот авральный способ использования воды.

“Шланговый” подход — экстренная мера, которая может выручить в полуденное пекло — говорит София Флакер, директор консалтинговой фирмы Operational Intelligence, специализирующейся на центрах обработки данных, — Но такой способ охлаждения, особенно в местностях с жесткой водой, снижает срок службы кондиционеров, поскольку ведет к образованию накипи на радиаторных решетках”.

Комментарий дата-центра ITSOFT. О том, как проводить работы, связанные с профилактикой кондиционеров, обычно расположенных на крыше, ЦОДов мы говорили в статье с говорящим названием: “Тополиный пух, жара, июль, или Как этим летом работают кондиционеры ЦОДа”. Добавим к вышесказанному лишь картинку внешнего контура кондиционеров, поясняющую, примерно над каким оборудованием британцы создают водяную завесу.

В отрасли наблюдается странная тенденция. Центры обработки данных, которые обычно считаются тихими и чистыми соседями, обеспечивающими экономический бум в сельских районах, встречают негатив. Подобная реакция имеет обобщенное название NIMBY (not in my back yard) — “только не у меня на заднем дворе”, обычно присущее торговым центрам и приютам для бездомных. Тему раскрывает Шэрон Фишер (Sharon Fisher) в журнале Data Center Knowledge.

Вот лишь несколько недавних примеров:

- Амстердам: Запланированное строительство центра обработки данных компании Facebook Meta было отменено из-за экологических соображений;

- Вирджиния: В этом штате самая высокая плотность ЦОдов в США, жители округов Лаудон, Принс-Уильям и Калпепер отклоняют предложения из-за экологических проблем, а также близости к историческим местам;

- Коннектикут: Штат принял закон о предоставлении дата-центрам налоговых льгот, призванных стимулировать их размещение, но такие города, как Гротон, отвергают предложения на их размещение;

- Аризона: Рассматривается возможность введения моратория на строительство центров обработки данных из-за нанесения вреда природе и шума;

- Нидерланды: Голландские фермеры выступили против возведения нового дата-центра Microsoft;

- Люксембург: Жители не хотят допустить строительство дата-центра Google, в результате столкнувшись с рядом препятствий проект стоимостью 1 млрд евро продвигается с «большим скрипом».

Что вызывает недовольство?

Участники кампании против центров обработки данных, некоторые из которых, как это ни странно звучит, используют Facebook для организации протестов против ЦОДов Meta, говорят, что у них нет проблем с концепцией центров обработки данных, а только с их расположением.

“Я вообще не возражаю против центров обработки данных, — говорит Карен Шихан, директор Коалиции в защиту округа Принс-Уильям – Мы все используем данные, любим наши телефоны, любим выходить в интернет. Но мы должны быть честными и заявить о влиянии, которое они оказывают”.

В Северной Вирджинии есть район площадью более 40 квадратных километров, предназначенный для размещения центров обработки данных, и он не заполнен. ИТ-компании пытаются размещать ЦОДы за пределами этого района, потому что в других местах земля дешевле. Земля в промзоне стоит более 400 тыс. долларов за гектар и 10 тыс. долларов за гектар в сельской местности, где граждане собственно и протестуют. Коалиция также обеспокоена и тем, что местные жители вынуждены платить за инфраструктуру, необходимую для центров обработки данных.

Что центры обработки данных делают для реагирования

В ответ центры обработки данных более тесно сотрудничают с сообществами, публикуя информацию о том, как они поддерживают регион. Например, в округе Лаудон дата-центры дают тысячи рабочих мест, а также полмиллиарда долларов местных налоговых поступлений только за последний год.

После того как у застройщиков появится площадка, им необходимо создать общественную коалицию с тем, чтобы помочь процессу утверждения. Дата-центры должны знать о демографии сообщества и соответствующим образом продвигать свои предложения. Например, богатые сообщества будут больше озабочены сохранением открытых пространств и проблемами шума. С этой точки зрения их необязательно будут убеждать разговоры о высокооплачиваемых технических должностях. А вот в отношении шумового загрязнения — проблемы, которая становится все более актуальной, операторы ЦОДов должны рассмотреть вопрос, что они могут предложить для снижения шума: как вариант, применение систем жидкостного, а не воздушного охлаждения.

Главная проблема заключается в том, что индустрия центров обработки данных недостаточно открыта, она нуждается в образовательных программах и пропаганде. Закрытость индустрии из соображений безопасности не удивительна. Она не делает много рекламы, не размещает вывески, не делает экскурсии для заинтересованных сторон. И как закрытая отрасль она вызывает много вопросов. Что происходит за этими стенами? Какие воздействия существуют? Что мы не знаем?

Однако сейчас есть определенные подвижки. Например, некоторые центры обработки данных теперь размещают вывески и логотипы там, где их раньше не было, и проводят экскурсии от школьников до пожилых людей и политиков с тем, чтобы они могли увидеть, что происходит внутри.

Встреча со студентами также помогает решить задачу набора персонала. В округе были центры обработки данных, которые изо всех сил пытались заполнить вакансии. В то же время студенты каждый день проезжая на автобусе мимо ЦОДов думали, что это пустые здания, в которых нет сотрудников. В местных колледжах студенты могли бы получить сертификат инженера дата-центра с хорошими условиями оплаты труда и перспективами карьерного роста. Да и жителям будет гораздо проще смотреть на здания, зная, что в них работают их соседи.

Дата-центры совершенно верно уделят время и силы на благотворительную деятельность. В прошлом году в округе Лаудон была проведена акция вакцинации от COVID-19 и каждый центр обработки данных спонсировал грузовик с едой, который доставил более 700 обедов в течение недели. Основная проблема заключается в том, чтобы спонсорские акции не были разовыми.

Важно понимать, что отзывы сообщества являются частью процесса работы дата-центров. В качестве положительного примера, Коалиция центров обработки данных округа, в которую входит 19 членов, утвердила почти 1 миллион квадратных метров площадей и получила отказ лишь в строительстве одного объекта.

Комментарий дата-центра ITSOFT. В настоящее время стоит задача дать реальное представление о работе центров обработки данных и развеять некоторые мифы, например, таких, как облучение местности ионизирующим излучением от электрического и телекоммуникационного оборудования. В то же время требуется правдиво рассказать и о минусах, т.е. о достаточно серьезном энергопотреблении серверами, СХД и иным оборудованием, а также системами охлаждения ЦОДов. Дата-центры потребляют около 1% мировой выработки электроэнергии и соответственно косвенно загрязняют окружающую среду.

Необходимо рассказать и об усилиях дата-центров, направленных на снижение так называемого углеродного следа и переход на потребление от возобновляемых источников электроэнергии. Многие дата-центры уже применяют технологии зеленой энергетики: солнечные и ветровые электростанции. Помимо этого дата-центры стараются оптимизировать энергопотребление с помощью методик на базе искусственного интеллекта.

До ковидных ограничений центры обработки данных организовывали экскурсии на свои объекты. Посещение машинных залов сейчас ограничено, потому задача СМИ, да и самих дата-центров восполнить этот пробел и правдиво рассказать о себе, пояснить, почему например ЦОДы, оказывающие услуги colocation должны быть рядом со своими клиентами, почему объекты, где происходит хранение и обработка данных должны быть приближены к местам генерации этих данных, иначе говоря к мегаполисам.

Penetration test (pentest или пен-тест) — тестирование на проникновение в помещение с целью проверки системы безопасности объекта на физическую уязвимость. Такому тесту подверг центр обработки данных специалист по кибербезопасности Эндрю Тирни (Andrew Tierney). Отчет о проделанной работе он разместил в серии твитов под ником @cybergibbons.

“Один из моих любимых экспериментов – физический доступ в центр обработки данных через туалеты. Позволь объяснить. Мне нужно было получить доступ с менее защищенной стороны подвального этажа в более защищенную зону”.

Изучив открытые планировочных документы Андрю нашел поэтажный план здания и обнаружил, что туалеты спроектированы со легкосъемными панелями и имеют небольшой коридорчик вдоль задней стороны каждого ряда кабинок для доступа сантехников. И этот коридор сопрягался с “защищенным” офисом центра обработки данных.

“Получив доступ к общедоступной стороне, я вошел в туалет. Из доступной кабинки в коридор вела скрытая дверь. Я открыл ее и пошел дальше. Убедившись (не вру), что в другой дальней кабинке никого нет, я вошел на охраняемую территорию центра обработки данных.

Это помогло мне обойти ворота-ловушки и все цифровые охранные устройства. Таким образом я физически хакнул (в оригинале твита более жесткое выражение) дата-центр.”

В комментариях к серии твитов пользователи вспомнили и другие ошибки проектирования, с которыми они сталкивались. Например, отсутствие перегородок между общественной и закрытой зонами в пространстве над подвесным потолком и под полом или установка дверей петлями наружу так, что петельные штыри можно было снять без проблем.

===

О проникновении в дата-центр мы уже публиковали материал, в котором приводится пример, как “взломщики” представившись фирмой по уничтожению тараканов облазили все уголки ЦОДа. Правда там использовались методы социальной инженерии — подробно этот случай указан в статье “Баги дата-центра”.

Вообще, физической безопасности посвящено много статей и в этом вопросе идет традиционная борьба методов взлома и защиты. Например, некоторые ЦОДы для хранения и обработки сверх критичных данных оборудуют специальные сейфовые комнаты. Но победителей в кибервойне вероятно не будет, поэтому ждем новые случаи взлома, в том числе такие забавные (на первый взгляд), как проникновение в дата-центр через туалет.

Материал подготовлен дата-центром ITSOFT

Нужно ли дата-центрам контролировать доступ на территорию с помощью воздушного патруля? На этот вопрос отвечает Дэн Суинхо, корреспондент издания Data Center Dynamics.

В гигантских центрах обработки данных людям приходится охранять периметры протяженностью в несколько километров. Для таких объектов автоматизация, а точнее роботизация контроля доступа может быть полезной. Приведем конкретный пример: дата-центр Novva обладает ЦОДом, офисом и подстанцией, расположенными в штате Юта на площадке в 400 тысяч кв.м. С тем, чтобы покрыть такое большое пространство компания применяет автономные дроны и роботы.

Дата-центр уже использует робота Spot от Boston Dynamics для патрулирования машинных залов, а также внедряет полуавтоматические беспилотные летательные аппараты (БПЛА). В 2021 году Novva уже запустила два квадрокоптера Blackbird производства Nightingale Security и планирует установить еще четыре.

“Когда вы управляете кампусом площадью 100 акров, вы должны видеть происходящее с высоты птичьего полета”, — говорит генеральный директор холдинга Уэс Свенсон.

Квадрокоптеры, оснащенные видеокамерами с разрешением 4K и LiDAR’ом с инфракрасным датчиком, выполняют регулярные автономные проверки периметра. Дроны работают по 10-ти заранее определенным миссиям и могут автоматически реагировать на предупреждения.

На территории вдоль ограждений установлены детекторы, реагирующие на вибрацию. Есть алгоритмы, которые определяют, вызвана ли эта вибрации ветром или происходит из-за других помех. Но если есть подозрение в том, что кто-то пытается перелезть через забор или его перерезать, то дрон автоматически направится к датчику и увидит, что происходит.

Компания BSC, обслуживающая ЦОДы, также рассматривает возможность использования квадрокоптеров на своих объектах. Она надеется развернуть пилотный проект в центре обработки данных в Техасе и помимо применения БПЛА в целях безопасности будет использовать их для осмотра оборудования — чиллеров (промышленных кондиционеров) и других устройств на крыше. В компании полагают, что воздушное инспектирование через несколько лет станет уже стандартом.

С технической точки зрения дроны сделали заметный шаг вперед — теперь они могут длительное время оставаться в воздухе, а также способны летать в сложных метеоусловиях. Но программное обеспечение и широкая экосистема поддержки еще не настолько продвинуты. ЦОДам еще предстоит осуществить интеграцию БПЛА с существующими системами управления и научить их не только охранять периметр, но и взаимодействовать с упомянутыми выше кондиционерами и другими уличными устройствами критически важной инфраструктуры, а также работать совместно с системами управления зданиями.

Людям и дронам требуется обучение

Развертывание системы выглядит следующим образом. Компания Nightingale, занимающаяся поставкой квадрокоптеров прибывает на место, делает осмотр, наносит на карту здания и потенциальные препятствия, а затем обучает персонал. Процесс нельзя назвать мгновенным — подготовка занимает около недели, поскольку каждая местность имеет свои особенности, у каждой свой ветровой и температурный режим. Более того каждый заказчик использует разный темп полетов дронов: кто-то применяет их каждые 2 часа, а кто-то два раза в день.

Программное обеспечение дронов включает ограничения по высоте и не позволяет оператору БПЛА его разбить. Клиенты могут вносить изменения в первоначальные установки по мере необходимости, за исключением запрета использования дронов в бесполётных зонах. Управление дроном возможно, как из офиса дата-центра, так и из любой точки планеты. Операторам требуется получение сертификатов, но как отмечалось выше аппараты могут работать автономно согласно заданной программе и требуют минимального вмешательства человека.

Вместе с тем дроны не призваны полностью заменить людей. Роботы хорошо справляются с повторяющимися задачами, могут работать в опасных средах и способны сэкономить заказчикам деньги, но они не могут отвечать на экстренные вызовы или прокладывать маршруты.

База для роботов

Дроны “живут” в специально отведенном вольере — базовой станции с раздвижной крышей, которая является посадочной площадкой и зарядкой одновременно. Она защищает аппарат от непогоды и не требует обслуживания. Станция выполняет роль пограничного вычислительного устройства, которая хранит видеопотоки и другие данные, собранные дронами, а также использует отснятый материал для отработки алгоритмов машинного обучения, например, для опознания автомобилей или людей. Обработка и хранение видеопотоков на базовой станции по мнению разработчиков экономит затраты на облако и обеспечивает дополнительную безопасность.

На вопрос о том, как реагируют на дрон птицы сотрудники ЦОДа ответили, что несколько ястребов нашли беспилотник довольно интересным, но по большей части они предпочитают держаться от беспилотников на расстоянии.

Когда применение дронов имеет смысл

Вероятно кампусам, площадью менее 120 тыс. кв.м дроны для охраны не нужны, поскольку люди и видеокамеры вполне могут справиться с этой задачей самостоятельно. В жилых районах применение БПЛА также будет нецелесообразным из-за трудностей при получении разрешений на полеты и жалоб горожан. А вот для больших, а также удаленных кампусов, где даже на автомобиле до некоторых точек можно добраться только за несколько минут, с помощью дронов можно организовать более эффективное патрулирование и быстрее реагировать на ситуацию. Разработчики сообщают, что если у вас огромные периметры, то вам нет смысла ставить камеры на каждом шагу и строить для них кабельную инфраструктуру, поскольку это очень дорого.

Дроны внутри машинных залов

В будущем системы станут более автономными и будут меньше зависеть от панели управления и интерфейсов типа «укажи и кликни. Вероятно станет возможным просто сказать: “Дрон, произведи патрулирование по периметру сектора А и парковки номер 1”. Беспилотник взлетит и сделает это, а затем, когда приземлится предупредит человека, что миссия завершена, но если в полете увидит что-то подозрительное, то скажет: «Вам следует взглянуть на это» и предоставит видео в реальном режиме времени.

Сейчас у Novva есть квадрокоптеры среднего размера, которые работают на открытом воздухе, но в будущем компания хочет применить в машинных залах микро-дроны диаметром 8 см — примерно до 10 устройств на каждое здание. В настоящее время проходят эксперименты, в которых микро-дроны следят за датчиками и выявляют аномалии. Так что возможно в будущем, когда система продемонстрирует работоспособность дроны совьют свои гнезда непосредственно в ЦОДах.

Видео, поясняющее работу секьюрити-дрона.

Материал подготовлен дата-центром ITSOFT

Рассмотрим потенциал водорода в качестве альтернативы ископаемому топливу с точки зрения стоимости и эффективности. А также ответим на вопросы: сможет ли водород сократить выбросы парниковых газов и придет ли он в центры обработки данных в будущем? Тему раскрыл Стивен Хилл — корреспондент журнала Data Center Knowledge.

Электричество является топливом ИТ-инфраструктуры: от практически каждого компонента до систем охлаждения центров обработки данных. К сожалению производство электроэнергии является вторым по величине источником парниковых газов, на долю которого приходится 25% от их количества. Правда есть альтернатива в виде экологичных вариантов производства электричества, таких как гидроэнергетика, солнечная, ветровая и геотермальная генерация. Их доля медленно растет на протяжении десятилетий, но у большинства дата-центров есть лишь несколько традиционных альтернатив на основе углеводородов, включая резервное электропитание, вырабатываемое дизель-генераторными установками (ДГУ). И здесь есть потенциал использования водорода не только в системах резервного питания, но и в качестве замены ископаемого топлива для электропитания ЦОДов будущего.

Водород – экологичный вариант сокращения выбросов парниковых газов

NASA использовало водород для исследования космоса еще в 1940-х годах. Начиная с миссий Gemini и космических шаттлов до современных ракет Boeing Delta III и IV. Все верхние ступени ускорителей основаны на топливных системах с жидким водородом и жидким кислородом, которые создают самый высокий удельный импульсный КПД среди любого вида топлива. Более того, с середины 60-х водородные топливные элементы обеспечивают большую часть электроэнергии почти для каждого пилотируемого космического корабля.

На Земле однако водород не заменил бензин и дизтопливо в двигателях внутреннего сгорания. И это несмотря на то, что в этом направлении было потрачено много времени и сил. Произошло это, отчасти из-за более высокой воспламеняемости водорода, вызывающего преждевременное зажигание в традиционных бензиновых двигателях, не говоря уже о его полной непригодности в дизельных двигателях с воспламенением от сжатия. Более того, даже после некоторого успеха двигателя, работающего на водороде, сжигание водорода вместе с обычным воздухом по-прежнему производит много парниковых газов. Правда ведутся исследования по сочетанию природного газа с азотом до 30% с тем, чтобы сократить выбросы парниковых газов, но дальше лабораторных разработок дело не пошло.

С другой стороны, сочетание технологии топливных элементов и водорода может оказаться идеальной моделью для производства зеленой электроэнергии с почти нулевым выбросом парниковых газов. Прелесть топливных элементов состоит в том, что на входе мы берем водород и кислород, а на выходе получаем электроэнергию и водяной пар. (К примеру, вода, произведенная топливными элементами космического корабля «Аполлон», была достаточно чистой для того, чтобы ее можно было пить). Трудно придумать что-то намного более “зеленое”, чем это.

Системы топливных элементов, работающие на водороде, спирте или метане, оказались такими же надежными, как и любая другая система производства электроэнергии, а отсутствие каких-либо движущихся частей может существенно снизить затраты на техническое обслуживание из-за износа. Один небольшой недостаток водородных топливных элементов заключается в том, что электроэнергия вырабатывается в виде постоянного тока, в то время как подавляющее большинство инфраструктуры центров обработки данных работает на переменном токе. Но это не является серьезной проблемой, поскольку существует проверенная инверторная технология, которая уже используется в системах резервного питания ЦОДов с применением аккумуляторных батарей и эта технология, обладает относительно небольшим снижением эффективности — на уровне 5-6%.

Газовая турбина — еще один способ использования водорода для выработки электроэнергии. Нынешним “королем горы” является General Electric 7HA.03, производящий 430 МВт электроэнергии (а в пике 640 МВт) при КПД 61%. С целью максимального сокращения выбросов парниковых газов он может работать на топливной смеси, содержащей до 50% водорода, но в планах — 100% использование водорода в ближайшем будущем. Работая на природном газе в тестовом режиме турбина сожгла 3,3 тонны смеси воздух/природный газ и выбросила всего 183 мл загрязнений.

К относительной эффективности газотурбинного генератора добавляется тот факт, что он вырабатывает сразу переменный ток, что устраняет необходимость в инвертировании. Современные турбины можно разогнать до полной нагрузки менее чем за 20 минут и уменьшить до менее чем 30 % от номинальной мощности, не выходя при этом за допустимые нормы выбросов, что является важным фактором, когда речь идет о балансировке колебаний спроса в течение суток.

Что ожидать?

После многих десятилетий исследований и экспериментов мы, возможно, наконец подошли к переломному моменту, когда водород станет жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу с точки зрения стоимости, доступности, эффективности и, что, возможно, наиболее важно, сокращения выбросов парниковых газов. Анализ этих проблем менялся с годами, но суть в том, что спрос на ИТ-услуги будет только расти, а это означает, что операторам центров обработки данных, которые могут содержать до 100 тысяч серверов скоро потребуются уже гигаваттные резервные мощности.

На данный момент у водорода есть потенциал, если речь идет об экономике резервного питания и электропитания в целом для ЦОДов будущего. Причем этот потенциал увеличится в свете необходимости сокращения выбросов парниковых газов. В настоящее время существуют инициативы, которые помогут склонить чашу весов в пользу водорода. Например, проект Earthshot — Hydrogen Shot, запущенный в июне 2021 года, преследует цель снизить стоимость чистого водорода на 80% до 1 доллара за килограмм за одно десятилетие. Это даст развитие и остальной части цикла, связанному с хранением и транспортировкой водорода.

Необходимо заметить, что в мире проводится множество исследований для решения других проблем, таких как развитие реверсивных топливных элементов, которые генерируют электроэнергию, когда это необходимо, и возвращаются к электролизу для хранения избыточной энергии, когда потребность в энергии падает.

Среди прочих разработок:

- развитие высокотемпературного электролиза, который может использовать тепло геотермальных, солнечных и даже ядерных реакторов для производства водорода из воды;

- поиск новых сплавов, которые могут быть столь же эффективными, как драгметаллы, используемые в настоящее время в качестве катализаторов электролиза;

- применение полимеров в качестве электролита в протонообменной мембране топливных элементов;

- развитие криотехнологий для регазификации сжиженного природного газа и предварительного охлаждения водорода для его собственной газификации;

- исследования в области опреснительных топливных элементов, которые потенциально могут производить электричество при выработке пресной воды из морской.

Зависимость мира от ископаемого топлива не может продолжаться вечно, по некоторым оценкам, у нас осталось менее 50 лет, прежде чем мы исчерпаем большую часть мировых запасов нефти. С разработкой жизнеспособных альтернативных видов топлива, таких как водород, мы можем выйти за рамки устаревших технологий, улучшить состояние окружающей среды и, возможно, в конечном итоге освободимся от мертвой хватки, которой нефтяная промышленность держит большую часть мирового энергоснабжения. Мы должны развиваться, и использование водорода для центров обработки данных будущего — один из способов.

Комментарий дата-центра ITSOFT. Центры обработки данных, в особенности те, что оказывают услуги colocation (размещение клиентского оборудования в телекоммуникационных стойках) приближены к своим заказчикам, к мегаполисам и местам генерации данных. По экономическим причинам невозможно арендовать сотни гектаров дорогой земли для построения солнечной или ветряной электростанции, равно как гидро-, геотермальных, приливных и прочих источников генерации электричества. В этой связи использование топлива, в котором с высокой плотностью, если так можно сказать упакована электроэнергия и к тому же на 100% экологичного может действительно стать альтернативой в будущем. Жесткой хваткой никто не держится за традиционные дизель-генераторные установки и аккумуляторные комнаты.

В случае, если удастся решить вопросы, связанные с ценой на водородное топливо, безопасностью его хранения, транспортировки и использования, полагаем, что ИТ-сфера откроет инновациям двери, по крайней мере для резервного и аварийного электропитания.

Материал подготовлен дата-центром ITSOFT