數位熱能:從資料中心到城市暖氣的創新轉型

作者: an_lymons

芬蘭正在開創一個嶄新的能源產業模式:將資料中心,特別是那些為人工智慧系統提供服務的設施所產生的熱能,有效地轉化為城市、家庭乃至桑拿的供暖來源。這種創新的熱能回收利用模式,不僅有助於減少二氧化碳排放、逐步淘汰燃煤發電廠,同時也能滿足社會對運算能力日益增長的需求。

「數位熱能」的運作機制

資料中心在運作過程中,伺服器冷卻會產生大量的廢熱,這些熱能過去通常以約攝氏25至35度的溫水形式直接排放到環境中。芬蘭的解決方案是將這些溫水導入熱泵站,將其溫度提升至攝氏60至90度。接著,這些熱水會進一步升溫至城市區域供暖系統標準的100度以上,隨後輸送到城市管網中。

在將熱能釋放給住戶的建築物後,冷卻過的水會被送回資料中心,形成一個高效的封閉循環系統,極大地提升了基礎設施的整體能源效率。

關鍵的科技巨頭與在地企業專案

在港口城市哈米納(Hamina),谷歌(Google)的資料中心主要採用碳中和能源營運,預計將能滿足當地區域供暖需求的八成,並為約兩千戶家庭及社會設施提供免費暖氣。微軟(Microsoft)則在埃斯波(Espoo)及其周邊市鎮建設資料中心集群,一旦全面投入營運,預計可滿足高達40%的區域熱能需求,相當於為約十萬戶家庭供暖,此舉已促使當地一座燃煤發電廠停止運作。

在規模較小的曼察拉(Mäntsälä)鎮,一座容量達75兆瓦的資料中心已成功運作近十年,提供了當地兩三分之二的供暖量,相當於服務2,500戶家庭,顯著降低了居民的取暖費用。

芬蘭脫穎而出的原因

芬蘭之所以能成為此領域的領跑者,主要歸功於其成熟的集中供暖系統,以及寒冷的氣候條件,這使得熱能回收的效益更加顯著且受到高度重視。此外,國家電力結構中,風能、水力及核能等低碳或零碳能源佔有極高比例,這意味著電力生產乃至由此衍生的熱能,其碳足跡幾乎可以忽略不計。

根據相關部門的數據顯示,在2023年至2024年間,再生能源與熱能回收在芬蘭供暖系統中的佔比已超過70%,並且預計到2026年將持續增長,而資料中心正是推動這一趨勢的關鍵動力之一。

環境與經濟效益

應用「數位熱能」技術,每個大型專案每年可減少數千噸的二氧化碳排放,同時降低城市對煤炭和泥炭等傳統燃料的依賴。對於市民而言,這意味著取暖費用趨於穩定甚至可能下降,因為城市節省了採購傳統燃料和維護老舊發電廠的成本。

對科技公司而言,這項解決方案同樣有利:伺服器冷卻的開支得以減少,透過推動「綠色議程」,企業形象得以提升,資料中心也從單純的IT設施轉變為關鍵的公用基礎設施組成部分。

從芬蘭經驗到全球趨勢

芬蘭的模式正被視為其他國家的典範。歐盟已規定,自2026年起,部分國家的資料中心必須回收利用一定比例的剩餘熱能,且相關標準將會逐步收緊。然而,並非所有設施都能順利接入現有熱網,部分資料中心因地理位置或技術限制,難以與基礎設施連接,這促使各地城市必須審慎規劃新設施的選址。

專家指出,隨著人工智慧帶來的運算負載不斷攀升,即使是區域性的熱能回收專案,在實現城市氣候目標和能源自主方面,也將扮演日益重要的角色。

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