Soluzioni sostenibili che risparmiano risorse

Con il mondo sempre più connesso, la domanda di dispositivi digitali è in aumento e i data center funzionano 24 ore su 24. Exyte lavora costantemente a soluzioni tecniche per superare le sfide ambientali che derivano da questa domanda. I data center e gli impianti di produzione di semiconduttori (fabs) efficienti dal punto di vista energetico svolgono un ruolo fondamentale in questo senso, così come ExyCell® di Exyte per l'industria biofarmaceutica e delle scienze della vita. Gli esperti di Exyte Taib Shabbir, Manfred Engelhard e Luca Mussati lavorano a stretto contatto per integrare la sostenibilità in questi settori.

"Alla Exyte sappiamo che le misure di sostenibilità devono essere prese in considerazione già in fase di pianificazione, prima della costruzione di una nuova fabbrica, per avere un impatto maggiore sulla riduzione dell'impronta di carbonio durante le operazioni dei clienti". "In sintesi, prima le pianifichiamo, minore sarà il costo e maggiore l'impatto", aggiunge Shabbir.

Ingegneri come Shabbir analizzano ogni fonte di emissione di carbonio e la sua quantità all'interno della fabbrica. Esaminano il carbonio incarnato dei materiali da costruzione e le emissioni prodotte durante la costruzione e il funzionamento. "Inoltre, utilizziamo solo il cemento necessario, poiché si tratta di un materiale da costruzione ad alta intensità di carbonio", spiega Shabbir. "Ove possibile, preferiamo utilizzare l'acciaio, che ha un contenuto di riciclato più elevato ed è più facile da riciclare, invece del cemento".

Soluzioni per il consumo di acqua e di energia

Una volta costruita, una fabbrica di semiconduttori ha bisogno di molta elettricità e acqua per la produzione e il funzionamento. I wafer, i dischi di silicio su cui vengono creati i semiconduttori, sono sottoposti a centinaia di processi e pulizie con vari gas, sostanze chimiche e acqua ultrapura. Le acque reflue, a loro volta, devono essere trattate prima di poter essere reimmesse nel ciclo dell'acqua.

"Exyte ha l'esperienza necessaria per consentire alle fabbriche di riciclare un'alta percentuale di acque reflue", spiega Shabbir. Ma il riciclo delle acque reflue richiede anche molta energia e questo comporta dei conflitti che le parti interessate devono risolvere affinché la fabbrica sia veramente sostenibile. "La modellazione digitale e la simulazione dinamica possono aiutarci a trovare l'equilibrio tra l'uso dell'elettricità e dell'acqua", spiega Shabbir.

"La sostenibilità è la chiave della crescita".

Exyte pone particolare enfasi sulla decarbonizzazione attraverso soluzioni tecnologiche. Questo è uno dei motivi per cui Shabbir ama far parte del team di Exyte. "Lavorare per un'azienda che ha come obiettivo principale la sostenibilità è importante, perché voglio contribuire a creare un mondo migliore per la prossima generazione. È un obiettivo che non è in contraddizione con le ambizioni economiche di Exyte e dei nostri clienti. La sostenibilità è la chiave della crescita", conclude.

I semiconduttori hanno anche un impatto sull'efficienza energetica di altri settori, come i centri dati. Le soluzioni tecnologiche basate su semiconduttori di alta qualità possono limitare il fabbisogno energetico e ridurre il raffreddamento dei data center.

Rendere i data center più sostenibili

Nella sede centrale di Exyte a Stoccarda, Manfred Engelhard è l'esperto in materia di soluzioni sostenibili per i data center. In qualità di Direttore della Tecnologia, vanta oltre 30 anni di esperienza nello sviluppo e nella fornitura di soluzioni ad alta efficienza energetica. Lasciare un ambiente migliore alle generazioni future è una questione che gli sta a cuore.

Tanti cavalli quanto 630 Volkswagen Golf

I centri dati hanno bisogno di molta energia. Exyte costruisce data center per fornitori di cloud hyperscale, che mettono in rete milioni di server in tutto il mondo. L'energia richiesta per il funzionamento di un solo centro dati può superare i 60 megawatt.

Per capirci, 60 megawatt di potenza equivalgono a più di 80.000 cavalli. È quanto otto treni ad alta velocità o circa 630 Volkswagen Golf. Questi 60 megawatt non alimentano solo i numerosi server della struttura, ma anche i sistemi di raffreddamento e di supporto. Senza un sistema di raffreddamento, i server si surriscalderebbero rapidamente, causando un guasto al sistema.

"Disponiamo già di tecnologie per il 'raffreddamento diretto al chip' che possono essere utilizzate per raccogliere il calore direttamente a livello del chip dei server e fornirlo alle aziende municipalizzate, ad esempio per riscaldare interi quartieri residenziali", spiega Engelhard.

Aggiunge che questo, tuttavia, richiede anche che i comuni o le società di servizi locali forniscano l'infrastruttura per assorbire il calore di scarto per i sistemi di teleriscaldamento. "Ciascuno dei nostri centri dati consente di utilizzare questa tecnologia e ci sono comuni interessati a sfruttare questa risorsa", spiega Engelhard. Le normative europee sul riutilizzo del calore dei data center e sull'efficienza energetica accelereranno la tendenza alla sostenibilità, come la "Energieeffizienzgesetz" tedesca, una nuova legge sull'efficienza energetica.

I data center non solo come consumatori di energia

Engelhard vede i data center in relazione al loro ambiente immediato: cosa possono restituire all'ambiente in cui operano? Che si tratti di recupero del calore o di situazioni di emergenza come la mancanza di energia, i loro enormi generatori di emergenza possono supportare la rete elettrica per evitare interruzioni di corrente. "I data center non si limitano a immagazzinare i dati, ma si assicurano anche che le luci rimangano accese", afferma Engelhard. Anche in questo caso, ci sono già stati colloqui con i gestori dei sistemi di rete elettrica per capire come possono beneficiare dei data center nelle situazioni di emergenza delle centrali elettriche.

Innovazioni che rendono le strutture più sostenibili

Sebbene i centri dati siano un aspetto importante e significativo delle tecnologie di Exyte, non è l'unica area dell'azienda che è in missione per creare un futuro migliore per il pianeta. Anche la progettazione di strutture sostenibili per la biofarmaceutica e le scienze della vita motiva e sfida i dipendenti di Exyte.

Questo non è un settore che si limita a produrre farmaci salvavita puri e perfetti, ma è anche soggetto a rigide norme di produzione e progettazione. Infatti, le strutture per la biofarmaceutica e le scienze della vita sono soggette alle regole delle buone pratiche di fabbricazione (GMP). Queste garantiscono che le fabbriche siano costruite secondo standard elevati senza compromettere la qualità della produzione. Questa è la sfida principale per gli ingegneri: progettare strutture farmaceutiche per migliorare la sostenibilità senza compromettere le GMP.

Inoltre, ExyCell® riduce l'impronta di carbonio di un progetto fin dalla sua concezione e per tutta la fase di costruzione di una nuova struttura. Ciò è dovuto al fatto che le camere bianche prefabbricate alternative sono solitamente molto grandi e l'unico modo per consegnarle è il trasporto pesante. In confronto, i moduli ExyCell® sono molto compatti, il che comporta un minor numero di camion per la consegna e un processo più efficiente dal punto di vista energetico.

"Utilizziamo il nostro ingegno e la nostra esperienza per progettare strutture più efficienti dal punto di vista energetico", afferma Mussati. L'ingegnere, che ha una formazione specifica, non è solo interessato a risparmiare quanta più energia possibile a livello professionale, ma anche personale. "Viaggio sempre in treno, quando possibile. E al momento sto ristrutturando la mia casa per renderla più efficiente dal punto di vista energetico. Tetto solare, pompa di calore. Per me è importante lasciare un mondo migliore ai nostri figli".