WUE 綠色資料中心指標：從 GREEN GRID 到 ISO/IEC 30134-9

前言：資料中心用水永續性的日益重要性

在數位時代，資料中心的重要性日益提升，它們是支撐我們日常生活中眾多數位服務的基礎設施。然而，這些設施也對環境產生顯著的影響，尤其是在能源和用水方面。資料中心需要大量的能源來運行伺服器、網路設備和其他運算資源，同時也需要大量的水來冷卻這些產生熱量的設備。一個 1 兆瓦 (MW) 的資料中心每年可能消耗高達 2550 萬公升的水，這相當於約 30 萬人每日的用水量。這種龐大的用水量對水資源構成嚴峻的挑戰，尤其是在水資源匱乏的地區。

為了有效評估和管理資料中心的用水情況，業界開發了用水效率 (Water Usage Effectiveness, WUE) 這個關鍵指標。WUE 旨在衡量資料中心在用水方面的永續性及其與能源消耗的關係。它提供了一個量化數據，幫助營運商了解其設施的用水效率，並制定改進策略。本報告旨在探討 WUE 從最初由 The Green Grid 提出，到被國際標準組織 (ISO) 納入 ISO/IEC 30134-9 標準的演進過程。報告將深入分析這一演進的原因，並重點比較 The Green Grid 的 WUE 與 ISO/IEC 30134-9 標準之間的關鍵差異。

數位服務和人工智慧 (AI) 的需求不斷增長，正推動資料中心用水量的增加。因此，有效的用水管理和標準化的衡量指標（如 WUE）對於資料中心的永續性變得至關重要。WUE 從最初由產業聯盟 The Green Grid 倡議，發展成為 ISO 國際標準，這反映了業界對其重要性的日益認可，以及對全球統一衡量資料中心用水效率的需求。這種標準化的轉變有助於提高透明度、促進基準比較，並最終推動資料中心在用水方面的效率改進。

WUE 的起源：THE GREEN GRID 的倡議

The Green Grid 是一個由資訊科技專業人士組成的協會，其目標是顯著提高資料中心的能源效率。該組織致力於推動資料中心的能源效率和永續發展。The Green Grid 最初的重點是能源效率，並於 2007 年開發了電源使用效率 (Power Usage Effectiveness, PUE) 這個指標，作為提高資料中心能源效率的工具。

隨著時間的推移，The Green Grid 意識到水資源在資料中心營運中的重要性日益增加。為了應對這個問題，The Green Grid 於 2011 年推出了用水效率 (WUE) 指標。開發 WUE 的主要動機是為了提供一個評估和優化資料中心用水效率的指標，尤其是在全球水資源日益短缺的背景下。The Green Grid 希望 WUE 能夠與 PUE（衡量能源效率）和碳使用效率 (Carbon Usage Effectiveness, CUE)（衡量碳排放）一起，為資料中心營運商提供一個更全面的永續發展評估框架。

根據 The Green Grid 的定義，WUE 是資料中心系統用水量與資訊科技設備能源消耗量之間的比率。其計算公式為：WUE = 資料中心用水量（公升）/ 資訊科技設備能源消耗量（千瓦時）。The Green Grid 認為，WUE 可以幫助資料中心營運商快速評估其設施在用水方面的永續性，比較不同設施的結果，並確定是否需要進行改進。WUE 的一個主要優點是它與 PUE 和 CUE 使用相同的分母（資訊科技設備能源消耗量），這有助於保持這些指標之間的聯繫並加速其採用。The Green Grid 強調，WUE 的目標是促進節約用水，提高冷卻效率（從而降低能源消耗），並有助於法規遵循和提升企業聲譽。

The Green Grid 認識到水資源在資料中心營運中扮演著越來越重要的角色，因此開發了 WUE 作為 PUE 和 CUE 的補充指標，從而提供了一個更全面的資料中心永續性視角。最初 WUE 的計算方式相對簡單，著重於總站點用水量和資訊科技設備能源消耗量，旨在促進業界的輕鬆採用和基準比較。

邁向標準化：ISO/IEC 30134-9 的原因

儘管 The Green Grid 的 WUE 指標為業界提供了一個有用的起點，但它也存在一些局限性和批評，這促使人們需要一個更標準化的方法。其中一個主要的批評是，The Green Grid 的 WUE 並未區分不同的水源，也沒有充分考慮電力生產中的間接用水量。例如，它沒有區分飲用水和回收水的使用，也沒有將電力生產過程中消耗的水納入考量。此外，The Green Grid 的 WUE 並未考慮到蒸發性用水量、替代水源的使用或廢水的有益再利用。一些人也指出，WUE 對所有種類的水都一視同仁，儘管不同水源的處理要求差異很大。

為了克服這些局限性，並提供一個更嚴謹和全球認可的框架，將資料中心指標標準化至關重要。ISO 標準通常有助於確保一致的品質、符合法規、持續改進、提高客戶滿意度和提升營運效率。具體而言，對於資料中心指標，ISO 標準化（如 ISO/IEC 30134-2 中針對 PUE 的標準）有助於確保計算的一致性、促進基準比較、協助提高效率、支持法規遵循並提升可信度。ISO 認證通常被認為對企業的流程標準化、客戶滿意度、員工士氣、品牌認可、風險降低和長期永續性至關重要。標準化還可以最大限度地提高相容性、互通性、安全性、可重複性、效率和品質。

基於這些原因，The Green Grid 將其開發的 WUE（以及 PUE 和 CUE）轉移給 ISO/IEC JTC 1/SC 39 委員會，以便進一步開發。ISO/IEC 30134 系列旨在提供一系列關鍵績效指標 (KPI)，以最小化資源消耗並最大化資料中心的資訊科技任務效能。將 WUE 標準化為 ISO/IEC 30134-9 的具體原因包括需要一個全球認可且一致的方法來衡量和報告資料中心的用水量。這有助於促進基準比較、支持監管工作並推動資料中心在用水效率方面的進一步改進。

The Green Grid 的 WUE 指標雖然為資料中心的用水效率評估提供了一個有價值的起點，但其在考量不同水源和間接用水方面的簡化方法，限制了其對資料中心用水永續性的全面評估能力。因此，需要一個更嚴謹和詳細的框架，而 ISO 標準化正能提供這樣的框架。ISO 對 WUE 的標準化為全球認可且一致的資料中心用水量衡量和報告方法奠定了基礎，有助於基準比較、法規遵循並推動用水效率的進一步提升。

ISO/IEC 30134-9：標準中用水效率的定義

ISO/IEC 30134 系列旨在提供一系列與資料中心關鍵績效指標 (KPI) 相關的標準。該系列的目標是協助資料中心盡可能減少資源消耗，同時最大化其資訊科技任務的效能，並鼓勵能源再利用和使用再生能源。ISO/IEC 30134-9:2022 是該系列的一部分，專門定義了用水效率 (WUE) 作為衡量資料中心在使用階段用水量的關鍵績效指標。該標準將 WUE 定義為一種報告資料中心營運用水強度的簡單方法。其範圍涵蓋了資料中心在使用階段的所有用水量。

ISO/IEC 30134-9:2022 不僅定義了 WUE，還引入了不同的衡量類別，以提高衡量精確度並考慮不同的水質和再利用情況。標準中提供了 WUE 的計算方法，基本公式如下述。標準規定，最少計算和衡量週期為十二個月。

WUE = Uw / EIT

這個公式是 ISO/IEC 30134-9:2022 標準中定義的用水效率 (WUE) 的基本計算方法 。它用來衡量資料中心在使用階段的用水效率。公式中的每個符號代表不同的意義：  

• WUE：這是指 用水效率 。它代表資料中心每消耗單位 IT 設備能源所使用的水量。數值越低，表示用水效率越高 。  
• Uw：這是指資料中心的 年度用水量。根據公式 Uw = Iw – Ow 計算得出：
  • Iw：代表 年度總進水量，指的是一年內從外部進入資料中心的所有水源，以立方公尺 (m³) 為單位 。這可能包括自來水、雨水，以及用於發電的水等 。  
  • Ow：代表 年度總排水量，指的是一年內從資料中心排出的所有水，以立方公尺 (m³) 為單位 。  
• EIT：這是指 IT 設備的年度能源消耗量 ，以兆瓦時 (MWh) 為單位。IT 設備指的是用於處理、儲存和傳輸資料的設備，例如伺服器、儲存裝置和網路設備 。  

簡單來說，這個公式計算的是在一個年度週期內，資料中心消耗的 IT 設備能源（以兆瓦時計算）所對應的用水量（以立方公尺計算）。因此，WUE 的單位通常表示為每兆瓦時多少立方公尺的水 (m³/MWh) 或每千瓦時多少公升的水 (L/kWh) 。

ISO/IEC 30134-9:2022 還詳細說明了 WUE 的報告要求和預期解釋。標準強調需要記錄用於計算 WUE 的年度數據，並指出衡量頻率對於改進子系統可能很重要，但對於年度 WUE 的確定並非嚴格定義。

ISO/IEC 30134-9 為衡量 WUE 提供了一個更結構化和全面的方法，透過引入不同的衡量類別，可以更準確地考慮各種因素，例如水質和再利用，從而解決 The Green Grid 最初指標的一些局限性。ISO 標準強調一致報告和正確解釋 WUE 的重要性，旨在為這個關鍵的永續發展指標在整個行業中建立共同的語言和理解。

比較分析：THE GREEN GRID 的 WUE 與 ISO/IEC 30134-9

The Green Grid 和 ISO/IEC 30134-9 都將 WUE 定義為用水量與資訊科技設備能源消耗量之間的比率。然而，ISO 標準的定義，特別是引入衡量類別，暗示了更細緻的理解和一個超越單一數值的更詳細報告框架。

在計算方法方面，The Green Grid 主要使用單一公式：年度總站點用水量 / 資訊科技設備能源消耗量。ISO/IEC 30134-9 保留了這個基本結構，但引入了不同的類別。ISO 標準透過其衡量類別提供了更廣泛的範圍，從而提供了不同監控基礎設施水平的資料中心報告 WUE 的更大靈活性。The Green Grid 最初的方法不太精細，靈活性較差，側重於單一的高層級計算。

從 The Green Grid 到 ISO 的轉變，反映了與 WUE 相關的最佳實踐和指南的演變。The Green Grid 最初的工作奠定了基礎，提高了對用水量的認識。ISO/IEC 30134-9 透過更嚴謹的框架（包括定義的衡量類別、報告要求和解釋指南）將這些概念正式化。這反映了朝向更準確、一致和可比較的 WUE 報告的演變。

以下表格總結了 The Green Grid 的 WUE 與 ISO/IEC 30134-9 之間的主要差異：

從 The Green Grid 的 WUE 到 ISO/IEC 30134-9 的演變，展現了朝向更精密和更具適應性的指標的發展，該指標可以應對現代資料中心用水複雜性。ISO 標準中衡量類別的引入直接解決了 The Green Grid 較簡單方法的局限性，允許在 WUE 報告中採用不同程度的詳細程度和準確性。這種演變反映了對用水細微差別的更深入理解，例如特定冷卻技術的用水量或水回收工作的影響。ISO 標準認識到單一 WUE 值可能無法總是提供完整的圖像，並提供了一個更全面報告的框架。

雖然 The Green Grid 最初的 WUE 提供了一個有價值的基礎，但 ISO 標準在此基礎上建立，提供了一個更強大的框架，可以在全球資料中心產業中促進用水報告的更大一致性、準確性和可比性。ISO 的正式標準化為 WUE 指標帶來了更高程度的權威性和更廣泛的認可。這確保了全球的資料中心都可以採用一致的方法來衡量其用水效率，從而促進基準比較、法規遵循並推動整個產業在節約用水方面的改進。ISO 標準內的詳細規範，包括可能關於衡量點和數據收集間隔的指南，與 The Green Grid 可能更具變動性的建議實施相比，有助於提高報告的 WUE 值的準確性和可靠性。

ISO/IEC 30134-9 的影響和意義

ISO/IEC 30134-9 的標準化預計將影響資料中心的設計、營運和報告實務。透過提供一個統一的衡量用水效率的方法，該標準鼓勵資料中心從規劃階段到日常營運都更加重視用水效率。報告基於此標準的要求，也將提高整個行業用水情況的透明度。

作為全球認可的標準，ISO/IEC 30134-9 為監管機構提供了一個可參考的基準，也為認證機構提供了一個可納入其標準的依據。這可能促使更多資料中心採用該標準，以符合環境法規並獲得永續發展的認可。

透過提供一個標準化的用水量衡量和報告方法，ISO/IEC 30134-9 使資料中心營運商能夠追蹤其在節約用水方面的進展、識別效率低下的領域並實施有針對性的改進。使用一致的指標與同行進行基準比較的能力可以進一步激勵效率提升。

採用 ISO/IEC 30134-9 很可能促使資料中心用水報告更加標準化和透明化，從而實現更好的基準比較並促進識別用水效率改進的領域。作為正式的國際標準，ISO/IEC 30134-9 具有顯著的份量和可信度。這使其成為政府和監管機構制定資料中心用水效率標準的寶貴工具。同樣，LEED 和能源之星等永續發展認證計畫可以將基於此 ISO 標準的特定 WUE 目標的遵守或實現納入其標準，從而進一步激勵資料中心在其設計和營運實務中優先考慮節約用水。

超越現行標準：用水效率指標的新興趨勢與未來

儘管 ISO/IEC 30134-9 代表著向前邁出的重要一步，但它仍然存在一些局限性，未來仍有改進的空間。其中一個局限性是，目前的 WUE 指標可能沒有完全捕捉到資料中心的總用水足跡，例如，它缺乏對不同水源的區分，也沒有納入電力生產中的間接用水量。

人們越來越認識到，資料中心所消耗電力生產過程中使用的水是其總用水足跡的重要組成部分。同樣，用水來源的永續性（例如，在缺水地區依賴飲用水與使用回收水）也正成為一個重要的考量因素。未來的指標可能需要更全面地解決這些方面。

先進的冷卻技術（例如，液體冷卻、自然冷卻）和人工智慧驅動的用水管理系統在提高用水效率方面發揮著越來越重要的作用，這些技術的優勢可能尚未完全被目前的 WUE 指標所捕捉。例如，液體冷卻可以在某些情況下顯著減少對水冷卻的需求。人工智慧驅動的系統可以即時優化冷卻操作，最大限度地減少用水量。

因此，未來用水效率指標的發展可能會側重於納入間接用水量、根據其環境影響區分水源，並更好地反映先進冷卻技術和人工智慧驅動優化的益處。目前正在進行的 ISO/IEC 30134-9 標準的更新工作表明，用水效率指標的領域正在不斷發展，以提供更準確和更全面的資料中心用水永續性評估。

結論：WUE 的演進：從產業倡議到全球標準及其對綠色資料中心的持續重要性

用水效率 (WUE) 從最初由 The Green Grid 提出，到被國際標準組織 (ISO) 納入 ISO/IEC 30134-9 標準，經歷了一個重要的演變過程。這一演變的主要原因是需要一個全球統一且一致的方法來衡量和報告資料中心的用水量，以解決 The Green Grid 最初指標的局限性，並與更廣泛的永續發展框架保持一致。

WUE，特別是 ISO 標準，對於促進綠色資料中心的節約用水和提高效率仍然至關重要。它為資料中心營運商提供了一個量化其用水效率的指標，使他們能夠追蹤進展、識別改進領域並實施更永續的實務。

展望未來，資料中心用水效率指標的發展可能會側重於納入間接用水量、區分不同水源的環境影響，並更好地反映先進冷卻技術和人工智慧驅動優化的益處。ISO/IEC 30134-9 標準的持續完善也表明，該領域將不斷發展，以提供更準確和更全面的資料中心用水永續性評估。

總之，像 ISO/IEC 30134-9 WUE 這樣的標準化指標在使資料中心產業能夠減輕其環境影響並為更永續的數位未來做出貢獻方面發揮著關鍵作用。