Η Κίνα σχεδιάζει υποθαλάσσια data centers: Τι ανησυχεί τους επιστήμονες

Τον τρόπο λειτουργίας των data centers, σχεδιάζει να αλλάξει η Κίνα δημιουργώντας ένα υποθαλάσσσιο σε βάθος 10 μέτρων κάτω από την επιφάνεια του νερού, στις ακτές της Σαγκάης. Στόχος να αξιοποιήσουν την αιολική ενέργεια και το θαλασσινό νερό για την ψύξη των διακομιστών. Ωστόσο, παρά τα περιβαλλοντικά οφέλη που υπόσχεται η νέα τεχνολογία, οι ειδικοί προειδοποιούν ότι παραμένουν τα ερωτήματα για το ποιες μπορεί να είναι οι συνέπειες.

Το υποθαλάσσιο data center θα αξιοποιεί τη χαμηλή θερμοκρασία του θαλασσινού νερού για την ψύξη των συστημάτων, περιορίζοντας την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και γλυκού νερού που θα απαιτούνταν σε ένα αντίστοιχο κέντρο δεδομένων στην ξηρά.

Η ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης και της ψηφιακής οικονομίας στην Κίνα αυξάνει διαρκώς τις ανάγκες για τέτοιες υποδομές. Στα τέλη του 2023, στη χώρα λειτουργούσαν ή βρίσκονταν υπό κατασκευή 60 κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης. Το 2026, ο αριθμός τους έχει φτάσει τα 250, όπως αναφέρει το ecobussiness.

Κινεζικές εταιρείες και τοπικές αρχές αντιμετωπίζουν τις υποθαλάσσιες εγκαταστάσεις ως μια πιθανή λύση για τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος. Επιστήμονες, ωστόσο, επισημαίνουν ότι είναι ακόμη νωρίς για να χαρακτηριστούν πραγματικά «πράσινες», καθώς δεν έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως οι επιπτώσεις τους.

Η ενεργειακή κατανάλωση και η εξοικονόμηση νερού

Η γρήγορη ανάπτυξη των data centers έχει προκαλέσει ανησυχία, καθώς οι ποσότητες νερού και ενέργειας που απαιτούνται είναι μεγάλες. Μάλιστα, η ψύξη αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες ενεργειακές ανάγκες των data centers.

Η χρήση θαλασσινού νερού στις υποθαλάσσιες εγκαταστάσεις μπορεί, σύμφωνα με τον ίδιο, να μειώσει τη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 18% έως 28%.

Για παράδειγμα, αντίστοιχο επίγειο data center ισχύος 2,3 μεγαβάτ θα χρειαζόταν περίπου 40.000 τόνους γλυκού νερού ετησίως για την ψύξη του, ποσότητα που αντιστοιχεί στις ανάγκες περίπου 100 νοικοκυριών. Η υποθαλάσσια εγκατάσταση που αναμένεται να φτιαχτεί δεν χρειάζεται αυτή την ποσότητα νερού.

Παράλληλα, σύμφωνα με την εταιρεία HiCloud, η απευθείας σύνδεση με τις γειτονικές υπεράκτιες ανεμογεννήτριες εξασφαλίζει ότι το 95% της ενέργειας προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Ο Hu Zhenyu, διευθυντής του China Sustainable Development and Marine Economy Institute, σημείωσε ότι τέτοιες εγκαταστάσεις θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν την πλεονάζουσα αιολική ενέργεια σε περιοχές όπου η παραγωγή υπερβαίνει τις δυνατότητες κατανάλωσης ή αποθήκευσης.

Υπάρχει κίνδυνος να θερμανθεί η θάλασσα;

Παρά τις προοπτικές εξοικονόμησης πόρων, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις παραμένουν ένα από τα βασικά ζητήματα που εξετάζουν οι επιστήμονες.

Τα υποθαλάσσια data centers αντλούν θαλασσινό νερό και το διοχετεύουν σε εναλλάκτη θερμότητας, όπου απορροφά τη θερμότητα από το εσωτερικό της εγκατάστασης. Στη συνέχεια, το νερό επιστρέφει στη θάλασσα σε υψηλότερη θερμοκρασία.

Ο Stephen Watson, ερευνητής οικοσυστημάτων στο Plymouth Marine Laboratory, προειδοποίησε ότι η θερμότητα που απελευθερώνεται μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά και τη βιολογία των ειδών που ζουν κοντά στις εγκαταστάσεις, ιδιαίτερα εκείνων που δεν έχουν τη δυνατότητα να απομακρυνθούν.

Η HiCloud δεν δημοσιοποιεί στοιχεία για τη συνολική ποσότητα θερμότητας που αποβάλλουν οι εγκαταστάσεις της. Στην περιβαλλοντική αξιολόγηση του έργου στη Lingang αναφέρεται ότι το σύστημα μπορεί να απορρίπτει 150 λίτρα νερού ανά δευτερόλεπτο, με θερμοκρασία κατά 5 βαθμούς Κελσίου υψηλότερη από εκείνη του νερού που εισέρχεται στο σύστημα.

Το ίδιο έγγραφο εκτιμά ότι η ποσότητα είναι σχετικά μικρή και ότι το νερό θα αναμειγνύεται γρήγορα με το περιβάλλον, χωρίς σημαντικές επιπτώσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον.

Η εταιρεία αναφέρει επίσης ότι, σε δοκιμή στη θάλασσα, η θερμοκρασία αυξανόταν λιγότερο από έναν βαθμό Κελσίου σε ακτίνα δύο μέτρων από τον εναλλάκτη θερμότητας. Δεν διευκρινίζεται, ωστόσο, πότε πραγματοποιήθηκε η δοκιμή.

Ο John Abraham, καθηγητής μηχανολογίας στο University of St. Thomas στη Μινεσότα, εκτιμά ότι η ποσότητα του θερμότερου νερού είναι απίθανο να προκαλέσει σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας σε ευρεία θαλάσσια περιοχή. Επισημαίνει, όμως, ότι οι οργανισμοί που βρίσκονται πολύ κοντά στους σωλήνες εισόδου και εξόδου ενδέχεται να επηρεαστούν περισσότερο.

«Μια αύξηση της θερμοκρασίας κατά 4-5 βαθμούς Κελσίου μπορεί να έχει σημαντικές βιολογικές επιπτώσεις, ιδιαίτερα κατά τους θερμούς καλοκαιρινούς μήνες, όταν οι οργανισμοί μπορεί να βρίσκονται ήδη κοντά στα όρια της θερμικής αντοχής τους», ανέφερε. Όπως πρόσθεσε, τα είδη που δεν μπορούν να απομακρυνθούν είναι πιο ευάλωτα.

Ο ίδιος χαρακτήρισε τον οικολογικό κίνδυνο υπαρκτό, αλλά γεωγραφικά περιορισμένο.

Τι δείχνει η εμπειρία των πυρηνικών σταθμών

Χρήσιμα στοιχεία για τη μελέτη των πιθανών επιπτώσεων μπορούν να προσφέρουν οι παράκτιοι πυρηνικοί σταθμοί, οι οποίοι χρησιμοποιούν θαλασσινό νερό για την ψύξη τους και απορρίπτουν πολύ μεγαλύτερες ποσότητες θερμότερου νερού.

Ο Wang Youshao, από το Ινστιτούτο Ωκεανολογίας της Νότιας Κίνας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, μελέτησε το οικοσύστημα γύρω από τον πυρηνικό σταθμό στον κόλπο Daya, στην επαρχία Γκουανγκντόνγκ.

Σύμφωνα με τις μελέτες του, από το 1993, όταν ξεκίνησε η λειτουργία του σταθμού, απορρίπτονταν στη θάλασσα 95.000 λίτρα θερμότερου νερού ανά δευτερόλεπτο. Η θερμοκρασία σε μια περιοχή 5,5 τετραγωνικών χιλιομέτρων στο δυτικό τμήμα του κόλπου αυξήθηκε κατά περίπου έναν βαθμό Κελσίου.

Παρότι η δυνητική αλιευτική παραγωγή φαίνεται ότι διπλασιάστηκε, με βάση τη δραστηριότητα του φυτοπλαγκτού, καταγράφηκαν παράλληλα σημαντικές αλλαγές στους οργανισμούς του βυθού. Η βιομάζα τους μειώθηκε από 318 γραμμάρια ανά τετραγωνικό μέτρο το 1991 σε 45 γραμμάρια το 2004, ενώ ο αριθμός των ειδών υποχώρησε από 250 σε 177.

Τα ευρήματα δεν αποδεικνύουν ότι οι επιπτώσεις των υποθαλάσσιων data centers θα είναι ίδιες, υπογραμμίζουν όμως τη σημασία της μακροχρόνιας παρακολούθησης των θαλάσσιων οικοσυστημάτων.

Ανησυχία και για τα υλικά

Ένας ακόμη κίνδυνος αφορά τις αντιρρυπαντικές βαφές που χρησιμοποιούνται στις εξωτερικές επιφάνειες των υποθαλάσσιων εγκαταστάσεων. Ο Hu Zhenyu και ο Stephen Palumbi, καθηγητής θαλάσσιων επιστημών στο Stanford University, προειδοποιούν ότι τμήματα αυτών των επιστρώσεων μπορεί να αποκολληθούν και να καταλήξουν στο περιβάλλον.

Οι ειδικοί θέτουν ερωτήματα για το ενδεχόμενο τα υλικά να ξεβραστούν σε παραλίες ή να καταποθούν από ψάρια που στη συνέχεια αλιεύονται και καταναλώνονται από ανθρώπους. Από την πλευρά της, η περιβαλλοντική αξιολόγηση του έργου στη Lingang αναφέρει ότι η αντιδιαβρωτική επίστρωση δεν θα επηρεάσει τα θαλάσσια ιζήματα.

Σύμφωνα με τον Hu, οι περιβαλλοντικές αξιολογήσεις για τέτοιες εγκαταστάσεις επικεντρώνονται κυρίως στη φάση της κατασκευής. Οι επιπτώσεις από τη μακροχρόνια λειτουργία και την τελική αποξήλωση των υποδομών δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς, ενώ απαιτείται περισσότερη παρακολούθηση των συνεπειών της αυξημένης θερμοκρασίας στη θαλάσσια ζωή.