Data center ad alta efficienza energetica: Exyte punta sull’integrazione tra i settori

«La nostra missione è progettare e realizzare data center che non siano solo efficienti e sostenibili, ma anche pronti ad affrontare le sfide future, riducendo al contempo l’impronta ecologica del settore tecnologico», afferma Manfred Engelhard. In qualità di direttore tecnico della Global Business Unit Data Centers di Exyte, esplora costantemente tecnologie innovative, come il raffreddamento a liquido, per ridurre il consumo energetico e promuovere un futuro più verde. I data center necessitano di raffreddamento poiché i loro chip generano una notevole quantità di calore, rendendo i sistemi di raffreddamento efficienti essenziali per un funzionamento più sostenibile.

Ciò che contraddistingue i data center di Exyte è la loro capacità di combinare una gamma di soluzioni personalizzate. «Lavoriamo a stretto contatto con i nostri clienti per valutare il potenziale di integrazione di diversi sistemi e fonti energetiche in diverse località», spiega Engelhard. Gli studi di fattibilità prendono in considerazione una serie di fattori, tra cui la disponibilità di energia rinnovabile, le condizioni climatiche ambientali, la stabilità dell’infrastruttura di rete e l’utilizzo del territorio per future espansioni. Ciò garantisce che ogni progetto sia ottimizzato in modo unico in termini di sostenibilità ed efficienza. Exyte esplora inoltre costantemente le opzioni per l’utilizzo del calore residuo dei data center a fini di teleriscaldamento e ha già pianificato di implementare questa soluzione in diverse sedi.

Il "Sector Coupling" in parole semplici

In uno scenario ideale, un data center può fungere da pietra angolare dell’infrastruttura energetica circostante, ottimizzando l’uso delle fonti energetiche disponibili attraverso un efficiente accoppiamento settoriale. Adattando i progetti e le tecnologie alle condizioni locali e alle esigenze dei clienti, Exyte crea e realizza alcuni dei data center più avanzati e sostenibili del settore.

Catturare l’energia fredda alla fonte

Engelhard e il suo team hanno condotto uno studio di fattibilità per un progetto innovativo in collaborazione con un’azienda partner in Asia. Il loro ambizioso piano consiste nel progettare e costruire un grande e moderno data center nei pressi del porto di un importante centro urbano dotato di un terminale per il gas naturale liquefatto (GNL).

L’idea alla base di questo progetto può sembrare semplice, ma richiede notevoli competenze ingegneristiche e know-how. Quando il GNL viene rigassificato dal suo stato liquido alla sua forma gassosa originaria, viene rilasciata energia criogenica. Questo processo genera un freddo intenso che viene catturato e convogliato nell’infrastruttura di raffreddamento del data center. Gli scambiatori di calore vengono utilizzati per trasferire l’energia frigorifera dal GNL ai sistemi di raffreddamento, riducendo efficacemente al minimo la necessità di energia aggiuntiva per raffreddare il data center.

L’utilizzo di questa risorsa energetica, che spesso viene semplicemente sprecata, migliora significativamente la sostenibilità e l’efficienza del data center. “Si tratta di una soluzione ideale per i centri urbani costieri dotati di terminali GNL. Sebbene non sia possibile applicarla ovunque, questo esempio dimostra che esistono sempre opportunità per individuare fonti energetiche e utilizzarle nel modo più efficiente possibile. Catturare questa energia frigorifera direttamente alla fonte consente ai nostri clienti di ridurre l’impatto ambientale dei loro data center. Ogni progetto che ottimizza l’accoppiamento tra i settori energetici è di grande aiuto.”

Data center a supporto delle infrastrutture energetiche locali

Guardando al futuro, Engelhard immagina un altro concetto innovativo per i futuri progetti di data center incentrati sulla cattura e l’utilizzo del carbonio. Il piano prevede l’utilizzo di un sistema a celle a combustibile o di motori a gas alimentati da una miscela di gas naturale e una percentuale variabile di idrogeno per generare elettricità per il data center.

Questo concetto è particolarmente adatto alle aree in cui la rete elettrica esistente non è in grado di sostenere grandi consumatori aggiuntivi, come i grandi data center. Esempi di tali aree sono i grandi centri urbani europei come Berlino, Francoforte sul Meno e Dublino, che dispongono di una rete energetica stabile ma sotto pressione, con una capacità limitata a far fronte a una nuova domanda sostanziale.

Inoltre, l’infrastruttura dei data center, che comprende generatori e batterie, può supportare la rete fornendo potenza di regolazione su richiesta del gestore della rete. Attraverso collegamenti elettrici bidirezionali, i data center possono offrire il controllo della frequenza e la stabilizzazione della tensione, contribuendo alla stabilità complessiva della rete.

I data center situati in aree residenziali possono riutilizzare il calore residuo attraverso un sistema di accumulo termico per riscaldare in modo efficiente le abitazioni vicine, favorendo la sostenibilità nella comunità.

Esplorare la cattura del carbonio per data center più sostenibili

«Quando si utilizza il gas naturale per una cella a combustibile o un motore a gas, viene rilasciata anidride carbonica, o CO₂, come sottoprodotto», spiega Engelhard. «Invece di lasciare che la CO₂ si disperda nell’atmosfera, possiamo utilizzare le tecnologie di cattura del carbonio e riutilizzare il carbonio per applicazioni industriali o nel settore alimentare e delle bevande». La CO₂ catturata può essere riutilizzata come materia prima per la produzione di vari elementi industriali, tra cui la fibra di carbonio, impiegata nella fabbricazione di componenti leggeri come le pale delle turbine eoliche. La CO₂ è inoltre necessaria per produrre combustibili sintetici in combinazione con l’idrogeno verde, al fine di sostenere un settore dei trasporti più sostenibile.

«Engelhard sottolinea il potenziale: “Integrando un sistema come questo, non ci limitiamo ad alimentare il data center, ma contribuiamo attivamente a un’economia circolare del carbonio. È un concetto entusiasmante che unisce la sostenibilità all’innovazione, aprendo la strada a data center più ecologici ed efficienti.”

Che cos’è la cattura del carbonio e come funziona?

La cattura del carbonio nei data center consiste nel catturare le emissioni di CO₂ prodotte dalle operazioni dei data center alimentati da una miscela di gas naturale e idrogeno. La CO₂ viene catturata utilizzando solventi chimici o adsorbenti fisici. Una volta catturata, la CO₂ viene compressa e trasportata tramite camion verso siti industriali. Lì viene utilizzata in vari processi industriali, come la produzione di sostanze chimiche, combustibili o materiali da costruzione. Questo approccio è in linea con i principi di un’economia circolare del carbonio, in cui la CO₂ viene riutilizzata anziché stoccata.

1. Separazione

Quando il gas naturale brucia per alimentare i data center, emette anidride carbonica (CO₂). Anziché rilasciarla nell’atmosfera, la CO₂ viene catturata utilizzando solventi chimici o metodi fisici come la separazione a membrana. La CO₂ catturata viene quindi compressa in un fluido supercritico per facilitarne la gestione e il trasporto.

2. Stoccaggio
e trasporto

A breve termine, la CO₂ viene stoccata in serbatoi criogenici o bombole ad alta pressione montate su camion. Questi serbatoi mantengono la CO₂ allo stato liquido o supercritico per facilitarne la movimentazione e il trasporto. Il trasporto verso i siti industriali avviene in genere tramite camion o navi. Per i siti industriali vicini, anche le condutture possono rappresentare una valida soluzione di trasporto.

3.
o circolare dell’economia del carbonio

La CO₂ catturata può essere impiegata in varie applicazioni industriali nell’ambito di un’ economia circolare. Può essere convertita in combustibili sintetici come l’e-metanolo e l’e-cherosene, utilizzata nella produzione di sostanze chimiche e materie plastiche, oppure impiegata nella creazione di materiali da costruzione quali il calcestruzzo indurito con CO₂ e gli inerti da costruzione.