数字热能:从数据中心到城市供暖的新能源模式
作者: an_lymons
芬兰正在开创一个全新的能源领域:将数据中心,特别是那些服务于人工智能系统的计算设施所产生的余热,有效地用于城市、住宅乃至桑拿的供暖。这种创新模式已然展现出显著成效,它不仅有助于减少二氧化碳排放、逐步淘汰燃煤热电厂,同时还能满足社会对计算能力日益增长的需求。
“数字热能”的工作原理
数据中心在运行过程中,服务器冷却会产生大量的热量,通常会将水加热至25至35摄氏度。过去,这些温水往往直接排放到环境中,造成能源浪费。
在芬兰,这些温水被引入热泵站,通过技术手段将其温度提升至60至90摄氏度。随后,这些热水进一步升温至城市区域供热系统标准的100摄氏度以上,然后输送到城市供暖管网中。
完成热量交换后,冷却后的水会循环返回数据中心,形成一个高效的闭合回路,极大地提升了整个基础设施的能源利用效率。
关键项目:科技巨头与本土企业的合作
在港口城市哈米纳(Hamina),谷歌(Google)的数据中心主要依赖于碳中和能源运行。该设施预计将满足当地区域供热需求的80%,并为大约两千户家庭及社会福利设施提供免费供暖服务。
微软(Microsoft)正在埃斯波(Espoo)及其周边市镇建设一个数据中心集群。一旦该项目达到设计产能,预计将覆盖高达40%的区域供热需求,这相当于为约10万户家庭提供热量。更重要的是,该项目的实施已促使当地一座燃煤热电厂停止运营。
在规模较小的曼察拉(Mäntsälä)镇,一个容量为75兆瓦的数据中心已运行近十年,它持续为当地提供约三分之二的供暖需求,这相当于满足了2500个家庭的供暖量,并显著减轻了居民的取暖费用负担。
芬兰为何能成为先行者
芬兰拥有成熟的集中供热系统和寒冷的气候条件,这使得热能回收技术的应用变得格外高效且需求旺盛。
鉴于该国电力结构中无碳能源(如风能、水力、核能)占比较高,由此产生的热能也被认为是接近碳中和的。
根据相关部门的数据,在2023年至2024年期间,芬兰供暖系统中可再生能源和热能回收的比例已超过70%,并且这一趋势预计将持续增长至2026年,而数据中心正是推动这一转变的重要力量之一。
环境与经济效益并存
应用“数字热能”后,每个大型项目每年可减少数千吨的二氧化碳排放,同时降低城市对煤炭和泥炭等传统燃料的依赖程度。
对居民而言,这意味着供暖价格将更加稳定,通常也会更低,因为城市减少了购买传统燃料的开支以及老旧热电厂的运营成本。
对于科技企业而言,这项解决方案同样有利:它降低了服务器的冷却成本,通过推行“绿色议程”提升了企业声誉,并使数据中心从单纯的IT设施转变为关键的公用基础设施组成部分。
从芬兰经验到全球趋势
芬兰的模式正被视为其他国家的典范。欧盟计划从2026年起,要求部分国家的新建数据中心必须回收利用一部分多余的热量,并且相关标准将逐步收紧。
然而,并非所有设施都能接入现有的热力管网,部分数据中心因技术限制或地理位置原因,距离基础设施较远。这促使城市必须对新站点的选址进行更审慎的规划。
专家们指出,随着人工智能带来的计算负荷持续攀升,即使是“本地化”的热能回收项目,在帮助城市实现气候目标和能源独立方面,也将发挥越来越重要的作用。
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