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資料中心 | 國際標準 | 國際認證 | 案例探討 | 全球新聞
在全球氣候變遷日益嚴峻的背景下,水資源短缺已成為全球性的挑戰。各行各業都在積極尋求節水之道,以降低對珍貴水資源的消耗與環境影響。資料中心作為數位經濟的基石,其龐大的規模與持續擴張的趨勢,使其用水量也日益受到關注。傳統資料中心為了維持伺服器等 IT 設備的正常運作,往往需要消耗大量的水資源用於冷卻系統,尤其是在氣候炎熱的地區,用水量更是驚人。如何有效管理資料中心的用水,提升用水效率,已成為資料中心產業在永續發展道路上必須面對的重要課題。
國際標準化組織 (ISO) 與國際電工委員會 (IEC) 聯合發布的 ISO/IEC 30134 系列標準,繼能源使用效率 (PUE) 標準之後,再次聚焦資料中心的永續性議題,推出了 ISO/IEC 30134-9:2022 — Part 9: Water Usage Effectiveness (WUE) 標準。此標準定義了用水效率 (Water Usage Effectiveness, WUE) 這個關鍵效能指標,並提供了標準化的計算方法與應用指南,旨在引導資料中心產業邁向更有效的水資源管理,實現水資源的永續利用。
用水效率 (WUE) 是 ISO/IEC 30134-9:2022 標準的核心概念,它提供了一個量化資料中心用水效率的指標,其定義如下:
WUE = 資料中心年度用水量 / IT 設備能源消耗
從公式中可以看出,WUE 值是一個比率,分子是資料中心年度用水量,指的是資料中心在一年內消耗的所有水資源總量,包括用於冷卻系統、加濕系統、生活用水、景觀澆灌等所有用途的水;分母則是 IT 設備能源消耗,與 PUE 指標的分母相同,指的是伺服器、儲存設備、網路設備等實際用於運算和資料處理的設備所消耗的能源。
WUE 值的單位通常表示為 升/千瓦時 (Liters/kWh) 或 立方米/千瓦時 (Cubic Meters/kWh)。 WUE 值越低,代表資料中心在每千瓦時的 IT 設備能源消耗下,所消耗的水量越少,用水效率越高。 理想情況下,資料中心應該盡可能減少用水量,甚至實現零用水,但實際運作中,完全不耗水的資料中心仍然非常罕見。目前的先進資料中心,WUE 值通常在 0.5 L/kWh 到 2.0 L/kWh 之間,而一些採用傳統水冷技術或位於乾旱地區的資料中心,WUE 值可能高達 4.0 L/kWh 甚至更高。
ISO/IEC 30134-9:2022 標準的發布,對於資料中心產業在水資源管理方面具有重要的指導意義,其價值與意義主要體現在以下幾個方面:
與 PUE 指標類似,在 ISO/IEC 30134-9:2022 標準發布之前,資料中心產業在用水效率評估方面缺乏統一的標準。不同機構或企業可能採用不同的用水效率指標和計算方法,導致評估結果缺乏可比性。ISO/IEC 30134-9:2022 標準的出現,統一了 WUE 的計算方法,明確定義了分子和分母的範疇,以及需要納入計算的水資源類型,確保了 WUE 值的可比較性和一致性,為資料中心用水效率的基準測試和行業對標提供了基礎。
透過標準化的 WUE 指標,資料中心營運商可以更直觀地了解自身的用水效率水平,並與行業最佳實踐進行對比,從而意識到水資源管理的潛在空間和重要性。WUE 值也成為資料中心設定節水目標、監控節水措施效果的重要工具。在 WUE 指標的引導下,資料中心營運商更有動力去優化資料中心設計、採用節水技術、提升水資源管理水平,進而實現整體用水效率的提升。
水資源短缺已成為全球性的挑戰,資料中心產業作為用水大戶,更應積極承擔起節水責任。ISO/IEC 30134-9:2022 標準透過推廣 WUE 指標,引導資料中心產業重視水資源管理,降低用水量,提高用水效率,為資料中心產業的水資源永續利用做出貢獻。
ISO/IEC 30134-9:2022 標準的應用,提升了資料中心水資源管理資訊的透明度。資料中心營運商可以公開其 WUE 值,向客戶、投資者和社會大眾展示其在水資源保護方面的努力和成果,提升企業的環境責任形象和品牌價值。對於重視環境永續性的客戶而言,WUE 值也成為選擇資料中心服務供應商的重要考量因素。
ISO/IEC 30134-9:2022 標準也為各國政府和地區組織制定資料中心水資源管理相關政策提供了重要的技術參考依據。政府可以參考 WUE 標準,制定資料中心用水效率的評估標準、獎勵機制和監管措施,引導資料中心產業朝向更節水、更環保的方向發展,並將水資源保護納入更廣泛的環境政策框架中。
與 PUE 標準類似,ISO/IEC 30134-9:2022 標準也對 WUE 的計算方法和邊界定義進行了詳細的規範,以確保 WUE 值的準確性和可比性。
WUE 的量測邊界通常與 PUE 相同,也分為資料中心邊界和 IT 空間邊界兩種選擇,具體定義與 PUE 標準一致。選擇不同的量測邊界,會影響 WUE 值的計算結果,採用資料中心邊界計算的 WUE 值更能全面反映資料中心的整體用水效率水平。
WUE 值通常以年度平均值來表示,即 年度 WUE (Annual WUE),以反映資料中心全年的整體用水效率水平。標準也允許計算 週期性 WUE (Periodic WUE) 和 瞬時 WUE (Instantaneous WUE),以滿足不同應用場景的需求。年度 WUE 通常被認為是最具代表性的指標。
WUE 計算中需要考慮的用水類型包括資料中心消耗的所有水資源,主要包括:
冷卻系統用水 (Cooling System Water):這是資料中心用水量最大的部分,包括蒸發冷卻、冷卻水塔補水、冷卻水系統洩放水等。
加濕系統用水 (Humidification System Water):部分資料中心為了維持機房濕度,可能會使用加濕系統,消耗一定的水資源。
生活用水 (Domestic Water):資料中心內員工的生活用水,例如洗手間、飲用水等。
景觀澆灌用水 (Landscape Irrigation Water):若資料中心園區內有綠化景觀,則景觀澆灌用水也應納入計算。
其他用水 (Other Water Uses):例如消防用水、設備清洗用水等,若水量較大也應考慮納入計算。
在計算 WUE 時,需要盡可能全面地統計資料中心的所有用水類型,並採用一致的單位 (例如升或立方米) 進行計算,以確保 WUE 值的準確性。值得注意的是,標準中明確指出,不應將雨水、冷凝水等回收再利用的水資源從總用水量中扣除,因為這些水資源雖然被回收利用,但仍然屬於資料中心的用水量。
ISO/IEC 30134-9:2022 標準的價值不僅在於定義了 WUE 指標,更在於推動 WUE 在資料中心產業的廣泛應用與實踐。資料中心營運商可以將 WUE 指標應用於以下幾個方面:
在資料中心選址階段,WUE 指標可以作為評估不同選址方案水資源條件的重要依據。在水資源短缺或水價較高的地區,應優先考慮採用節水型設計方案,例如自然冷卻、氣冷式冷卻、閉環水冷系統等,以降低 WUE 值。在資料中心設計階段,WUE 指標可以作為評估不同設計方案用水效率的重要依據。設計團隊可以透過模擬和分析不同設計方案的 WUE 值,選擇更節水的設計方案,從源頭上降低資料中心的用水量。
在資料中心營運階段,WUE 指標可以作為監控和優化水資源管理的重要工具。營運團隊可以定期量測和追蹤 WUE 值,分析 WUE 值波動的原因,找出用水浪費的環節,並採取相應的優化措施,例如優化冷卻系統設定、減少冷卻水洩放、回收冷凝水、採用節水型衛浴設備、綠化景觀選擇耐旱植物等,持續提升資料中心的用水效率。
透過標準化的 WUE 指標,資料中心營運商可以將自身的 WUE 值與行業平均水平或最佳實踐進行比較,了解自身在用水效率方面的優勢與不足,並設定更具挑戰性的節水目標。行業協會或第三方機構也可以建立 WUE 基準資料庫,為資料中心提供對標參考,促進行業整體用水效率水平的提升。
WUE 指標也成為綠色資料中心認證和評級的重要參考依據。許多綠色建築認證體系 (例如 LEED、BREEAM 等) 都開始將 WUE 值納入評估指標,WUE 值越低的資料中心,越容易獲得更高的綠色認證評級。一些地區或行業組織也正在制定基於 WUE 值的資料中心水資源效率評級標準,鼓勵資料中心提升用水效率,並對用水效率表現優異的資料中心給予獎勵。
與 PUE 指標類似,WUE 指標在資料中心用水效率評估方面發揮了重要作用,但它也並非完美無缺,同樣存在一定的局限性。
WUE 指標是一個全球通用的指標,但不同地區的水資源稟賦、水價、氣候條件等差異很大。例如,在水資源豐富的地區,可能相對容易實現較低的 WUE 值,而在乾旱缺水地區,即使採用最先進的節水技術,WUE 值也可能難以降低。因此,在使用 WUE 指標時,需要考慮到水資源的區域差異性,並結合當地實際情況設定合理的節水目標。
WUE 指標主要關注資料中心的用水量,而較少考慮水質和水循環利用等因素。在追求低 WUE 值的同時,也應關注資料中心所排放的水質是否符合環保要求,以及是否最大限度地提高了水循環利用率。未來,可以考慮將水質、水循環利用率等指標納入更全面的水資源永續性評估體系。
提升資料中心的能源效率 (降低 PUE 值) 和用水效率 (降低 WUE 值) 通常是相輔相成的,例如採用自然冷卻技術,既能節省電力,又能減少用水。然而,在某些情況下,節能措施可能會增加用水量,反之亦然。例如,採用蒸發冷卻技術可以有效降低 PUE 值,但會增加用水量。因此,在追求資料中心永續發展的過程中,需要在 PUE 和 WUE 之間取得平衡,尋求整體環境影響最小化的最佳方案。
儘管存在一定的局限性,但 WUE 指標在目前仍是資料中心產業評估和提升用水效率的重要工具。未來,隨著水資源短缺問題日益突出,以及資料中心技術的不斷創新,WUE 指標及其相關標準也將持續完善和發展,引領資料中心產業在水資源永續管理方面取得更大的進展。
ISO/IEC 30134-9:2022 標準及其核心概念 WUE,為資料中心產業提供了一個標準化、可量化、可比較的用水效率評估指標,有助於提升資料中心產業的水資源管理水平,並促進水資源的永續利用。WUE 不僅是一個技術指標,更是一種水資源保護理念,它引導資料中心產業從粗放式的用水模式,轉向精細化的水資源管理模式,邁向更節水、更環保的永續未來。
在全球水資源挑戰日益嚴峻的背景下,ISO/IEC 30134-9:2022 標準的價值將愈發重要。WUE 指標將繼續引領資料中心產業在水資源永續管理的道路上不斷前行,為構建更永續、更健康的數位世界貢獻力量。