Data centers: Θερμότητα έως 2,7 βαθμούς Κελσίου

Η λειτουργία των κέντρων δεδομένων μπορεί να επιβαρύνει αισθητά το θερμικό περιβάλλον των γειτονικών περιοχών, σύμφωνα με νέα μελέτη του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, η οποία βασίστηκε σε πραγματικές επιτόπιες μετρήσεις και καταγράφει αυξήσεις της θερμοκρασίας του αέρα γύρω από τέτοιες εγκαταστάσεις.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities και εξετάζει τη θερμότητα που αποβάλλεται από τα data centers ως έναν αναδυόμενο αστικό θερμικό κίνδυνο. Τα ευρήματα δείχνουν ότι η αύξηση της θερμοκρασίας σε επίπεδο γειτονιάς μπορεί να φτάσει έως και τους 2,7 βαθμούς Κελσίου.

Η διαπίστωση αυτή προσθέτει μια νέα παράμετρο στον δημόσιο διάλογο για τη χωροθέτηση και την ανάπτυξη των ψηφιακών υποδομών. Τα data centers αποτελούν κρίσιμες εγκαταστάσεις για την οικονομία της πληροφορίας, την τεχνητή νοημοσύνη, τις τηλεπικοινωνίες και το cloud, όμως η ενεργειακή και θερμική τους επίπτωση στις πόλεις δεν μπορεί πλέον να αντιμετωπίζεται ως δευτερεύον ζήτημα.

Πραγματικές μετρήσεις και όχι θεωρητικά μοντέλα

Ο καθηγητής Φυσικής Περιβάλλοντος και Κλίματος του ΕΚΠΑ και μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την Κλιματική Αλλαγή, Κώστας Καρτάλης, επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ότι η σημασία της μελέτης βρίσκεται ακριβώς στο γεγονός πως δεν στηρίζεται σε υπολογιστικά μοντέλα ή προσομοιώσεις.

Η έρευνα βασίστηκε σε πραγματικές καταγραφές θερμοκρασίας του αέρα σε κατοικημένες περιοχές κοντά σε κέντρα δεδομένων και κατά την κατεύθυνση του ανέμου. Αυτό καθιστά τα συμπεράσματα πιο άμεσα και πιο κρίσιμα για την πολεοδομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση τέτοιων εγκαταστάσεων.

Σύμφωνα με τον κ. Καρτάλη, οι μετρήσεις κατέγραψαν μέγιστη αύξηση θερμοκρασίας 2,7 βαθμών Κελσίου και μέση αύξηση 0,9 βαθμών. Πρόκειται για μεγέθη με ιδιαίτερο βάρος, καθώς πολλές πόλεις διεθνώς επενδύουν μεγάλα ποσά σε παρεμβάσεις δροσισμού για να πετύχουν μείωση της μέσης θερμοκρασίας σε επίπεδο γειτονιάς μόλις κατά 1 έως 2 βαθμούς.

Η θερμότητα που αποβάλλεται από τα data centers δεν περιορίζεται στον άμεσο χώρο της εγκατάστασης. Μπορεί να επηρεάσει περιοχές σε απόσταση από 100 έως 500 μέτρα, ανάλογα με το μέγεθος του κέντρου δεδομένων, τις ανεμολογικές συνθήκες και τα πολεοδομικά χαρακτηριστικά της περιοχής.

Καθοριστικό ρόλο παίζουν η πυκνότητα δόμησης, η ύπαρξη ή απουσία πρασίνου, οι διάδρομοι φυσικού αερισμού και η γενικότερη μορφολογία του αστικού ιστού. Σε περιοχές με περιορισμένη βλάστηση και υψηλή δόμηση, η επιβάρυνση μπορεί να γίνει εντονότερη και να δημιουργήσει τοπικές θερμικές νησίδες.

Ο κ. Καρτάλης σημειώνει ότι ένα κέντρο δεδομένων ισχύος 36 MW και δείκτη ενεργειακής απόδοσης 1,3 αποβάλλει ποσότητες θερμότητας αντίστοιχες με εκείνες που εκπέμπουν περίπου 40.000 κατοικίες. Το στοιχείο αυτό δείχνει την κλίμακα της θερμικής επιβάρυνσης και εξηγεί γιατί οι εγκαταστάσεις αυτές μπορούν να μεταβάλουν το μικροκλίμα μιας περιοχής.

Αποστάσεις, πράσινες ζώνες και επαναχρησιμοποίηση θερμότητας

Με βάση τα συμπεράσματα της μελέτης, ο περιορισμός της επιβάρυνσης απαιτεί συνδυασμό ενεργειακών, τεχνικών, περιβαλλοντικών και πολεοδομικών παρεμβάσεων. Η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των εγκαταστάσεων αποτελεί βασική προϋπόθεση, όπως και η χρήση πιο αποδοτικών συστημάτων ψύξης.

Ιδιαίτερη σημασία έχει και η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης της αποβαλλόμενης θερμότητας. Η θερμότητα που παράγεται από τα data centers μπορεί, υπό κατάλληλες προϋποθέσεις, να αξιοποιηθεί για θέρμανση κατοικιών, κτιρίων, βιομηχανικών εγκαταστάσεων ή άλλων χρήσεων, αντί να διοχετεύεται ανεξέλεγκτα στο αστικό περιβάλλον.

Στο πεδίο των περιβαλλοντικών παρεμβάσεων, ο κ. Καρτάλης υπογραμμίζει την ανάγκη δημιουργίας ζωνών πυκνής βλάστησης ανάμεσα στα data centers και σε κατοικίες ή άλλα κτίρια. Τα δέντρα έχουν ισχυρή δροσιστική επίδραση και μπορούν να συμβάλουν στη μείωση της θερμικής επιβάρυνσης, ιδίως όταν εντάσσονται σε ευρύτερο σχεδιασμό αστικού πρασίνου.

Σημαντική είναι και η πολεοδομική διάσταση. Ο καθηγητής επισημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει επαρκής απόσταση μεταξύ κέντρων δεδομένων και κατοικημένων περιοχών. Όπως αναφέρει, η απόσταση ενός data center από κατοικίες και κτίρια δεν μπορεί να είναι μικρότερη των 500 μέτρων, ή όποια άλλη απόσταση προκύπτει από τα ειδικά χαρακτηριστικά της περιοχής υποδοχής.

Μια τέτοια απόσταση συνεπάγεται την ύπαρξη ελεύθερης κυκλικής ζώνης έκτασης περίπου 800 στρεμμάτων. Το μέτρο αυτό δείχνει ότι η εγκατάσταση data centers κοντά σε πυκνοκατοικημένες περιοχές χρειάζεται αυστηρή αξιολόγηση και σαφή χωροταξικά κριτήρια.

Καθώς η ανάπτυξη νέων κέντρων δεδομένων επιταχύνεται διεθνώς, αλλά και στην Ελλάδα, τίθεται ζήτημα αυστηρότερων κανόνων για τις νέες επενδύσεις. Ο κ. Καρτάλης υποστηρίζει ότι τέτοιες εγκαταστάσεις πρέπει να αξιολογούνται με περιβαλλοντικά, πολεοδομικά και χωροταξικά κριτήρια πριν από τη χωροθέτησή τους.

Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται σε χώρες με θερμό κλίμα, όπου η πρόσθετη θερμική επιβάρυνση μπορεί να ενισχύσει ήδη δύσκολες συνθήκες κατά τους θερινούς μήνες. Τα data centers δεν πρέπει να εγκαθίστανται μέσα σε κατοικημένες περιοχές ή σε πολύ μικρή απόσταση από αυτές, ειδικά όταν απουσιάζουν επαρκείς ζώνες πρασίνου και φυσικού αερισμού.

Σύμφωνα με τον καθηγητή, πρέπει να θεσπιστούν σαφή όρια, όπως ελάχιστες αποστάσεις από κατοικίες και κτίρια, και να προηγούνται μελέτες για τα μετεωρολογικά και κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Παράλληλα, χρειάζεται να αξιολογούνται οι επιπτώσεις στην κατανάλωση νερού και ενέργειας, καθώς τα data centers αποτελούν εγκαταστάσεις με μεγάλες ανάγκες και στους δύο αυτούς τομείς.

Ο ίδιος υπογραμμίζει ακόμη την ανάγκη χρήσης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, ώστε να περιορίζεται η παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, μιας από τις βασικές χημικές ενώσεις που συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή. Αν και η χρήση ΑΠΕ δεν μειώνει άμεσα την ποσότητα της θερμότητας που αποβάλλεται, περιορίζει το συνολικό κλιματικό αποτύπωμα της εγκατάστασης.

Η μελέτη του Πανεπιστημίου της Αριζόνα δείχνει ότι η ψηφιακή υποδομή του μέλλοντος έχει και αστικό θερμικό κόστος. Η επέκταση των data centers δεν μπορεί να εξελίσσεται μόνο με κριτήρια επενδυτικής ταχύτητας, τεχνολογικής ζήτησης και ενεργειακής σύνδεσης. Χρειάζεται χωροθέτηση με κανόνες, περιβαλλοντική ευθύνη και πρόβλεψη για την προστασία των κατοικημένων περιοχών.