Veri Merkezleri ile Enerji Sistemleri Arasındaki Sinerjiler - Nihai Rapor (AB Komisyonu DG CNECT)

Özet

Çalışma, Yeşil Mutabakat ve Dijital On Yıl hedefi olan, 2030'a kadar son derece enerji verimli ve iklim nötr veri merkezlerine ulaşmak için veri merkezlerinin enerji şebekelerine daha etkili entegre edilmesinin yolunu araştırır. Odak, yerel enerji sistemlerinin veri merkezlerinin ürettiği atık ısı ve suyu nasıl kullanabileceğidir. Çalışma beş görev paketinden oluşur: kapsamlı haritalama, itici güçler ve engellerin haritalanması, diğer enerji ve emisyon yoğun sektörlerle karşılaştırma, vaka çalışmaları ve politika önerileri. Rapor EY, Borderstep Enstitüsü, AIT, RP legalitax ve Prof. Catherine Banet tarafından hazırlanmıştır ve AB Komisyonu'nun resmi görüşünü yansıtmaz.

Isı sistemlerinde atık ısı geri kazanımı büyük ölçüde kullanılmamaktadır. Etkinlik soğutma tekniğine bağlıdır: sıvı soğutma (çip üstü, daldırma) ile hava soğutma atık ısının sıcaklığını belirler; ısı çoğu zaman çok daha yüksek sıcaklıkta istendiğinden ısı pompaları kritiktir. Seçenekler, ısı şebekesi için merkezi bir ısı pompası veya 4. ve 5. nesil şebekelerde dağıtık pompalardır. Veri merkezleri düz yük profiline sahip olduğundan ve ısı talebi dış sıcaklıkla değiştiğinden mevsimsel uyumsuzluk ısı depolamasıyla giderilmelidir. Yaklaşık 70 araştırma ve sanayi projesi belirlenmiş, paydaşların yüzde 60'ından fazlası ısı geri kazanımının teknik olarak uygulanabilir ama yalnızca yüzde 20'sinin ekonomik olarak uygulanabilir olduğunu belirtmiştir.

Elektrik tarafında, yerel yenilenebilir enerji, talep tepkisi ve 7/24 karbonsuz elektrik (CFE) öne çıkar. Araştırma, rüzgar, güneş ve batarya depolamanın birleşiminin veri merkezleri için 7/24 iklim nötr enerjiyi asgari ek maliyetle sağlayabileceğini, daha ayrıntılı yeşil PPA'ların ve esneklik hizmetlerinin gerektiğini belirtir. Su tarafında buharlaşmalı soğutma, nem alma ve elektrik üretiminin dolaylı tüketimi sorun yaratır; kapalı çevrim, serbest soğutma ve sıcak su soğutması çözümler arasındadır. Katılımcıların çoğu su tasarrufu teknolojilerinin bugün uygulanabilir olduğunu düşünür, ancak yalnızca üçte biri ekonomik olarak uygulanabilir bulur.

Hukuki analiz, üye devletler düzeyinde yasal olarak bağlayıcı bir veri merkezi tanımının bulunmamasının planlama ve vergilendirmede sınıflandırma sorunları yarattığını gösterir. Diğer sektörlerden yedi sektörde 35 en iyi uygulanabilir teknik (BAT) belirlenmiş, sekizi ayrıntılı incelenmiştir. Politika önerileri 11 hukuki ve sekiz hukuki olmayan, toplam 19 uygulanabilir tavsiye halinde AR-GE, katılım ve koordinasyon başlıkları altında toplanır. Çalışma bir hedef değer veya standart koymaz; bir haritalama, değerlendirme ve öneri çalışmasıdır.

Öne çıkan noktalar

1. Hava soğutmalı veri merkezleri bile yıl boyunca yaklaşık 30-35 C'lik atık ısı sağlayarak ısı pompası kaynağı olabilir ve yüksek yıllık COP'lere imkan verir; seçenekler 60-80 C'lik şebekeleri besleyen merkezi ısı pompaları veya 4./5. nesil soğuk şebekelere doğrudan besleme.
2. Yüksek atık ısı kullanım oranı için ısı depolaması veya ısı talep alanına göre küçük bir veri merkezi gerekir, çünkü ısı talebi dış sıcaklıkla değişir; onlarca-yüzlerce MW'lık çok büyük veri merkezleri için atık ısının anlamlı oranda kullanılabileceği yalnızca birkaç yer vardır.
3. 69 ısı yeniden kullanım proje ve girişimi belirlendi (41 sanayi, 28 araştırma) ve 2015-2022 arasında keskin artış görüldü.
4. Paydaş anketinde yüzde 60'tan fazlası ısı yeniden kullanımını bugün teknik olarak uygulanabilir, ancak yalnızca yaklaşık yüzde 20'si ekonomik olarak uygulanabilir buldu.
5. Belirlenen kaldıraçlar: E1 yerel yenilenebilir, E2 talep tepkisi, E3 7/24 karbonsuz elektrik, E4 verimlilik; H1-H3 ısı şebekesi entegrasyonu; W1 su azaltma, W2 alternatif su kaynakları.
6. Elektrik kapsamında 28 sanayi ve araştırma projesi belirlendi ve yarısı sanayi tarafından başlatılmış; paydaşlar 7/24 yeşil elektrik ve güç esnekliğini ısı yeniden kullanımından çok daha az önemli buldu ve kısa vadede teknik olarak henüz uygulanabilir görmedi.
7. Su: katılımcıların çoğu teknolojik su tasarrufunu bugün uygulanabilir bulsa da yalnızca üçte biri ekonomik olarak uygulanabilir olduğunu düşünür; su fiyatları kıt bölgelerde yüksektir, başka yerlerde düşük fiyat teşvik sağlamaz.
8. Diğer sektörlerden yedi sektörde 35 BAT belirlendi, sekizi ayrıntılı analiz edildi; CHP ve ısı pompaları yakındaki ısı tüketicileri bulunursa önemli verimlilik kazancı sağlar.
9. Politika önerileri 19 uygulanabilir tavsiyeden oluşur (11 hukuki, 8 hukuki olmayan); üye devletlerde bağlayıcı bir veri merkezi tanımı yoktur.

Tasarımda kullanımı

• Soğutma mimarisini seçerken atık ısının sıcaklığını erken değerlendirin: sıvı soğutma daha yüksek sıcaklık verir, hava soğutmada bile yaklaşık 30-35 C ısı pompası kaynağı olabilir; ısı alıcı şebekenin sıcaklığına (60-80 C veya 4./5. nesil) göre ısı pompası konumlandırın.
• Atık ısı projelerinde ısı alıcıya uzaklığı, ısı kaybını ve mevsimsel talep profilini değerlendirin; ısı depolaması veya veri merkezi boyutunu ısı talebine göre sınırlamak gerekebilir.
• 7/24 karbonsuz elektrik hedefi için yerel yenilenebilir, batarya depolama ve ayrıntılı PPA seçeneklerini ve talep tepkisi (iş yükünü zamanda ve coğrafi olarak kaydırma) kabiliyetini tasarıma ekleyin.
• Su kullanımını azaltmak için kapalı çevrim, serbest soğutma ve sıcak su soğutmasını değerlendirin; kıt su bölgelerinde alternatif kaynak (arıtılmış atık su, deniz suyu) seçeneğini ve ek arıtma maliyetini hesaba katın.
• Arazi seçiminde ısı şebekesi veya ısı alıcıya (konut, tarım, su ürünleri) yakınlığı bir kriter yapın ve yerel yasal çerçevede veri merkezinin sınıflandırılmasını (vergi, planlama) kontrol edin.

Kimler okumalı

Veri merkezi arazi, soğutma ve enerji stratejisini belirleyen tasarımcılar, yatırımcılar ve politika ekipleri.

Belgenin bölümleri

1. Yönetici özeti
2. 1. Giriş: çalışmanın amacı, genel bakış, hedefleri ve kapsamı
3. 2. Görev 1: Veri merkezlerinin enerji ve su sistemlerine entegrasyonunun kapsamlı haritalaması, fizibilitesi ve etkinliği
4. 3. Görev 2: İtici güçlerin, engellerin ve potansiyel fırsatların haritalanması
5. 4. Görev 3: Diğer enerji ve emisyon yoğun sektörlerle karşılaştırma
6. 5. Görev 4: Vaka çalışmaları
7. 6. Görev 5: Politika önerileri
8. Ek 1: Düzenleyici analiz
9. Ek 2: Belirlenen itici güçler ve engeller
10. Ek 3: Öneriler matrisi

İlgili standartlar

• Directive (EU) 2023/1791
• EN 50600-4-6

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Axel Wion; Dennis Heatubun; Simon Hinterholzer; Ralf-Roman Schmidt; Nicolas Pardo-Garcia; Nicolas Marx; Verena Alton; Carla Bonacci; Catherine Banet

Yayıncı

European Commission, DG CNECT (EY, Borderstep Institute, AIT, RP legalitax)

Yıl

2025

Belge numarası

KK-09-24-652-EN-N

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.2759/359565

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

op.europa.eu

Künye