Cloud e sostenibilità: i data center green di Microsoft

Cloud e sostenibilità: i data center green di Microsoft. Le fonti rinnovabili sono in grado di sprigionare enormi quantità di energia per alimentare in maniera più sostenibile i grandi data center da cui i cloud service provider traggono le risorse per garantire la disponibilità dei loro servizi.

Da diversi anni, Microsoft si dimostra molto attenta a questo tema, e lo ha recentemente dimostrato in Irlanda, paese da sempre schierato in prima linea nell’impiego di fonti rinnovabili, grazie all’impiego di ben 400 parchi eolici, in grado di sfruttare l’energia proveniente dal vento per soddisfare il 35% del fabbisogno di elettricità dell’intera nazione.

L’eolico è in grado di contribuire alla creazione di energia “pulita”, per alimentare industrie, aziende agricole ed interi comparti urbani, aiutando il settore utility a mitigare sensibilmente le emissioni di anidride carbonica e dei gas serra tradizionalmente impiegati per la generazione di energia elettrica.

Tuttavia, le fonti rinnovabili, se da un lato si rivelano provvidenziali per ridurre le emissioni, d’altro canto si scontrano con la variabilità dell’erogazione dell’energia, da sempre ostica da gestire per gli operatori delle reti elettriche, chiamati a soddisfare soltanto la domanda in tempo reale dei vari utenti connessi alla rete stessa.

Microsoft ha investito a lungo per cercare di trovare una soluzione a questo problema, e le batterie agli ioni di litio chiamate ad alimentare un data center nei pressi di Dublino rappresentano una risposta estremamente incoraggiante. Concepite all’origine quale una soluzione di back-up, da attivare in caso di emergenza, le batterie agli ioni di litio sono state ora certificate, testate ed approvate per aiutare gli operatori di rete delle utility ad erogare ininterrottamente energia elettrica ogni talvolta la domanda si rivela superiore all’offerta generata mediante l’utilizzo di fonti rinnovabili, come l’eolico o il solare.

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Riduzione delle emissioni sulla rete elettrica secondo Microsoft

Secondo le informazioni condivise nell’articolo Microsoft datacenter batteries to support growth of renewables on the power grid, pubblicato nel luglio del 2022 nella sezione Innovation Stories del sito ufficiale di Microsoft, il fatto di fornire questo tipo di servizio alla rete elettrica costituisce: “Un modo per generare valore grazie al data center”, parole di Nur Bernhardt, senior program manager for energy dell’azienda americana.

Nel contesto tradizionale della produzione energetica, gli operatori si affidano a centrali alimentate da combustibili fossili come il carbone o il gas, capaci di mantenere la capacità generata in eccesso per rispondere in maniera immediata all’aumento della domanda di energia proveniente dalla rete.

L’innovativo impiego delle batterie del back-up di un data center per fornire energia di supporto riduce sensibilmente la necessità di mantenere la riserva nelle centrali elettriche tradizionali, riducendo in maniera drastica le emissioni di carbonio provenienti dai combustibili fossili. In particolare, le batterie agli ioni di litio sono parte integrante dell’UPS (gruppo di continuità) del data center Microsoft di Dublino, che dispone di una tecnologia che consente di interagire in tempo reale con la rete elettrica a cui i sistemi sono direttamente collegati.

Secondo alcune ricerche sviluppate dalla società di consulenza Baringa, su commissione di Microsoft, se gli UPS interattivi dei data center sperimentati nel contesto della fornitura di energia elettrica riuscissero a sostituire del tutto i servizi di rete delle centrali a combustibili fossili, nel caso dell’Irlanda, si stima che potrebbero essere risparmiate circa due milioni di tonnellate di emissioni di CO2 entro il 2025. L’impatto di questa tecnologia per la salvaguardia dell’ambiente sarebbe dunque tutt’altro che trascurabile. Per inciso, si tratterebbe di circa un quinto delle emissioni totali quantificate per l’intera isola, che comprende sia l’Irlanda che l’Irlanda del Nord.

Oltre agli aspetti legati alla sostenibilità ambientale, appare molto interessante anche l’impatto di natura economica, un aspetto cruciale in tempi in cui il costo dell’energia rischia di compromettere la stabilità finanziaria di aziende e cittadini. Tra le varie conseguenze stimate da Baringa nel contesto della sua ricerca, la tecnologia UPS interattiva per i servizi di rete dovrebbe consentire ai consumatori finali irlandesi di risparmiare molte decine di milioni di dollari per quanto riguarda il carburante fossile e i costi di gestione relativi al mantenimento della riserva delle centrali tradizionali, la cui combustione avviene ancora mediante carbone o gas naturale.

Inoltre, affidandosi alla tecnologia UPS interattiva per i servizi di rete, i consumatori finali in tutta l’Irlanda risparmierebbero decine di milioni di dollari sul carburante e altri costi necessari per mantenere la riserva di filatura nelle centrali elettriche a carbone e gas naturale. Secondo una nota di Baringa vi sarebbe inoltre: “ una terza vittoria nel ridurre la quantità di energia che abitualmente ti ritroveresti costretto a rifiutare dalle energie rinnovabili. Nel caso dell’impiego di centrali a combustibile fossile, ti ritrovi infatti costretto a disattivare parti della fornitura proveniente dalle fonti rinnovabili. Se tale energia viene garantita da un UPS, questo non si rende più necessario”.

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Sostenibilità economica e ambientale: i data center quali asset della rete elettrica

L’esperienza irlandese insegna come i data center, oltre a costituire un esempio da seguire nell’impiego delle fonti rinnovabili, possono a loro volta diventare un vero e proprio asset della rete elettrica, un elemento in grado di raggiungere livelli inediti per quanto riguarda la sostenibilità economica e ambientale, senza rinunciare in alcun modo ad una performance di massimo livello.

Nell’ambito dei data center si parla spesso di “cinque nove” dell’affidabilità, la traduzione gergale di un tier di disponibilità dei servizi pari al 99,99%. I data center sono quindi abituati da molti anni ad utilizzare dei sistemi UPS per garantire la continuità dell’alimentazione anche nel caso in cui dovesse verificarsi un down della fornitura elettrica principale, nel lasso di tempo che intercorre fino all’accensione ed entrata in esercizio dei generatori di back-up.

L’interesse di Microsoft nei confronti dei sistemi UPS si è fatto più intenso a partire dal 2017, quando è stato intrapreso un percorso di ricerca specifico per questo genere di applicazioni, che veniva impiegato soprattutto per garantire la continuità di funzionamento dei sistemi di condizionamento delle server room. Lo conferma Ehsan Nasr, del centro di sviluppo avanzato per i data center di Microsoft: “Il concetto era di utilizzare gli UPS cambiando il sistema di controllo rispetto per essere in grado di fornire anche servizi alla rete”.

Gli fa eco il collega Christian Belady, secondo cui: “La frequenza della rete sta diventando più volatile con l’aumentare della fornitura di energia rinnovabile variabile sulla rete”. È inevitabile come l’aumento della volatilità a cui si riferisce Belady renda estremamente prezioso il contributo delle batterie dei sistemi UPS che, una volta in grado di interfacciarsi con la rete elettrica, assicurano l’equilibro tra domanda e offerta.

Secondo Belady, infatti, la soluzione al problema sarebbe derivata dalla risposta ad una semplice domanda: “Dal momento che le batterie del data center sono già disponibili, perché non proviamo ad offrire il loro contributo alla rete e troviamo un modo dinamico per gestirlo quale un asset a doppio scopo, per ottenere una maggior efficienza nell’impiego delle risorse? Queste motivazioni ci hanno guidato a ricercare una situazione che fosse davvero vantaggiosa per tutti”.

Da una semplice intuizione è nata una ricerca che ha nel giro di pochi anni assicurato ai data center un sistema di UPS efficace, consentendo al tempo stesso di interfacciarsi con la rete elettrica al fine di consentire l’ottimizzazione dell’impiego delle fonti rinnovabili, ai fini di ottenere sensibili vantaggi sia dal punto della sostenibilità ambientale che dal punto di vista puramente economico.