Konesalien hurja energiankulutus talteen

Source: McKinsey Report. Revolutionising DataCenter Efficiency
Source: McKinsey&Company Report. Revolutionising DataCenter Efficiency.

Vaikka tietokoneet kehittyvät hurjaa vauhtia, ei tekniikka pysy mukana datan käsittelyn ja säilytyksen vaatimassa kasvuvauhdissa. Konesalien energiankulutuksen trendi on edelleen jyrkästi kasvava ja esimerkiksi McKinseyn tekemien tutkimusten mukaan konesalien energiankulutus tulee kaksinkertaistumaan vuodesta 2015 vuoteen 2020. Eennusteen mukaan vuonna 2020 konesalien energiankulutus vastaa noin seitsemää prosenttia maailman koko sähköenergiankulutuksesta.

Satojen miljoonien eurojen rakennusprojekteja

Rakentamissektorilla konesalien määrän kasvu tarjoaa paljon työtä rakentamiseen liittyen. Yleensä isoimpien konesalikeskittymien yhteyteen syntyy myös muuta IT-palveluliiketoimintaa sekä työpaikkoja. Esimerkiksi joidenkin arvioiden mukaan Googlen Haminan kohteen kokonaisinvestointi on jo yli miljardi euroa.

Jari_Innanen
Jari Innanen on Granlund konesali-palveluiden suunnittelujohtaja ja Finnish Data Center Forumin puheenjohtaja.

Oxford Researchin tekemän selvityksen mukaan Länsi-Eurooppaan tarvitaan vuoteen 2020 mennessä 60 isoa uutta konesalia, jotta kasvaviin tarpeisiin voidaan vastata. Suomi haluaa olla mukana tässä kehityksessä ja pärjätä kilpailussa, kun konesalien sijoituspaikoista päätetään.

Maamme merkittäviä kilpailuetuja ovat uudet kuituyhteydet Saksaan, edullinen sähkönhinta sekä kylmä ilmasto. Toistaiseksi kylmää ilmaa on hyödynnetty konesalien jäähdytyksessä (vapaajäähdytys), mutta palvelinvalmistajat kehittävät tuotteitaan jatkuvasti siten, että ne kestävät kuumempaa jäähdytysilmaa, jolloin vapaajäähdytys on mahdollinen myös lämpimissä maissa.

Silloin Suomen kilpailuetu heikkenee ja kilpailuetu menetetään, jos lämpöä ei hyödynnetä.

Konesalit lämpövoimalaitoksina

Koska konesalit ovat isoja lämmönlähteitä, voidaan niitä hyödyntää rakennuksien ja kaupunginosien lämmitykseen. Tällä hetkellä lämpöä ei kuitenkaan juuri hyödynnetä; esimerkiksi Suomessa on 1000 konesalia, joista noin kymmenessä hyödynnetään hukkalämpöä.

Suomessa ja Pohjoismaissa on kuitenkin käynnissä jo useampia hankkeita, joissa konesaleista syntyvää lämpöä tuotetaan kaukolämpöverkkoon ja käytetään esimerkiksi ympärillä olevien rakennusten lämmittämiseen.

Fakta on kuitenkin se, että vuonna 2020 Suomen sähköenergiankulutuksesta seitsemän prosenttia kuluu konesaleissa. Eikö olisi kaikkien osapuolien kannalta hyvä, jos tuosta määrästä suurin osa siirtyisi takaisin ”ilmaisenergiana” rakennuksien ja käyttöveden lämmitykseen?

Hukkalämmön hyödyntämisen mahdollisuudet ovat suuria. Siksi aina, kun uusia hankkeita suunnitellaan, tulisi tarkastella vaihtoehtoja siirtää konesalissa syntynyt lämpö hyötykäyttöön. Näin säästetään rahaa ja luonnonvaroja.

Globaali suorituskykymittari (KPI) lämmönhyödyntämiselle

Suomen Standardisoimisliitto (SFS) on yhdessä monien yritysten ja Finnish Data Center Forum Ry:n (FDCF) kanssa mukana kehittämässä globaalia suoristuskykymittaria hukkalämmön hyödyntämisille. Standardin avulla saadaan kansainvälisesti hyväksytty mittari konesalien ”lämmöntuotannolle” ja se tulee olemaan tunnustetusti ympäristöystävällisin tapa tuottaa konesalin jäähdytys. Konesalin hukkalämpöä kannattaa hyödyntää aina, mutta kylmän ilmaston maissa hyödyntämisen potentiaali on suurinta ja helpointa. Lämmön hyödyntäminen onkin yksi Suomen kilpailuetu konesalimarkkinoilla.

Tällä hetkellä konesalien energiatehokkuudella on vain yksi kansainvälisesti tunnustettu mittari (Power Usage Efficiency PUE), joka mittaa kohteen kokonaiskulutusta suhteessa itse prosessiin (palvelimien energian kulutus), mutta ei huomio lämmön hyödyntämistä.

Granlund vahvasti mukana kehittämässä alaa eteenpäin

Granlund on mukana FDCF:n toiminnassa partnerijäsenenä ja minä toimin yhdistyksen puheenjohtajana. Haluamme ehdottomasti olla eturintamassa kehittämässä alaa eteenpäin.

Granlundin kokonaisvaltaiset palvelut sekä vahva suunnitteluosaaminen tukevat erittäin hyvin asiakastarpeita konesaliprojekteissa sekä hankkeiden käynnistämiseen liittyvissä selvityksissä. Ala kehittyy kuitenkin valtavaa vauhtia ja siksi on tärkeää olla mukana aktiivisena toimijana konesalisektorilla ja omaksua uusia ratkaisuja sekä toimintatapoja.

Palveluverkkoja, osuuskaupan autoja, lentokoneita ja suuria säästöjä

Äitini työskenteli 50-luvulla Kuusamossa opettajana. Työsuhde-etuihin kuului poro ja ahkio, koska koulu ja opettajan asunto sijaitsivat 15 kilometrin päässä lähimmästä tiestä. Alue oli äärimmäisen köyhää. Yksi oppilaista ei voinut tulla kouluun, koska perheessä oli kymmenkunta lasta ja vain yhdet kengät. Jos koulunkävijä olisi ottanut ne mukaansa, eivät muut olisi päässeet pakkasessa pihan perälle. Nykyajan termein sanottuna: logistisia ongelmia riitti.

Johtava asiantuntija Heikki Lonka
Johtava asiantuntija Heikki Lonka

Kanadansuomalainen ystäväni Leo varttui Thunder Bayssä. Hänen isänsä ajoi kuorma-autollaan osuuskaupan kuljetuksia maanviljelijöille suomalaismetsään, joksi suomalaisten tilojen täplittämää aluetta tavattiin silloin kutsua. Talot tilasivat kaiken haravakoneista suolaan suomalaisesta osuuskaupasta.

Pikku-Leo pääsi usein mukaan näille reissuille. Joka talossa oli viivyttävä pitkään ja juotava pullakahvit, koska auto ja sen kuljettaja olivat ainoa yhteys ulkopuoliseen maailmaan. Englanninkielisistä radiolähetyksistä nämä ummikot kun eivät paljon ymmärtäneet.

Muuttuva maailma

Enää ei suomalaismetsissä asuta eikä jakeluauto kulje. Osuuskaupan kuljetusten ja pienten kyläkauppojen ajoista kaupan rakenne on muuttunut maailmassa paljon. Pienet kaupat ovat korvautuneet muutamalla isolla marketilla. Miksi me kuljemme itse pitkiä matkoja sen sijaan, että käyttäisimme lähikauppaa? Siihen vaikuttaa monia syitä. Suurissa kaupan yksiköissä hinnat saadaan painettua alas ja samalla valikoimaa voidaan pitää laajana. Saamme samalla rahalla parempaa laatua ja enemmän vaihtoehtoja. Matka-ajat ja kulkemisen kustannukset ovat samalla pudonneet. Kulkemisesta on tullut paljon helpompaa ja miellyttävämpää. Paitsi kenkiä, meillä on riittävästi autoja tai julkisia liikennevälineitä käytettävissämme.

Minkälainen kehitys on tapahtunut julkisten palveluiden tarjonnassa niistä ajoista kun kuljimme jalan ja ahkiolla? Miten julkinen sektori hakee tasapainoa hinnan, laadun ja matkan välillä? Kehitys julkisissa palveluverkoissa on kulkenut jossakin määrin samaan suuntaan kuin esim. kaupan alalla. Toimintaa keskitetään isompiin kouluihin, isompiin terveyskeskuksiin, isompiin paloasemiin.

Isommassa yksikössä ei olla niin haavoittuvia kuin pienessä. Yhden lääkärin poissaolo ei halvaannuta suuren terveyskeskuksen toimintaa ja työyhteisön jäsenet tukevat monella tavalla toisiaan. Vaikka potilaat ehkä joutuvatkin käyttämään hieman enemmän aikaa matkaan, heiltä ei kulu aikaa odotteluun paikan päällä. Kustannukset pysyvät kurissa, kun tasainen asiakasvirta hoitohenkilökunnalle pystytään järjestämään. Tilat saadaan tehokkaampaan käyttöön, kun isossa yksikössä on käytäviä ja muuta hukkatilaa suhteellisesti vähemmän kuin pienessä. Luonnonvaroja ja rahaa säästyy.

Palveluverkoissa on suuri mahdollisuus

Vielä julkisen puolen palveluverkoissa on paljon tehtävää. Esimerkiksi riittävän isoja kouluja on vähän. Keskimääräisessä suomalaisessa koulussa on 180 lasta. Suuremmat koulut mahdollistaisivat laadukkaamman opetuksen, pienemmät luokkakoot ja tasaisen opetuksen laadun. Oppilaskohtaiset kustannukset olisivat pienemmät. Hukkatilaa oppilasta kohden olisi vähemmän ja näin vuokrakuluja säästyisi. Jos pienet koulut korvattaisiin uusilla isommilla kouluilla, päästäisiin myös eroon sisäilmaongelmista. Tänään ne ovat joka neljännen oppilaan arkipäivää.

Granlundin tekemissä palveluverkkoselvityksissä ilmenee, että uusimalla koko Suomen nykyinen koulu- ja päiväkotiverkko, saavutettaisiin merkittäviä säästöjä vuosittain. Samalla opetuksen laatu paranisi ja ylläpidettävä rakennuspinta-ala pienenisi. Uusi kouluverkko myös kasvattaisi merkittävästi kannattavien investointointien määrää. Palveluverkon uudistaminen on mahdollisuus, joka saattaisi tarjota ratkaisuja julkisen talouden kestävyysongelmaan samalla, kun rakennushankkeet elvyttäisivät taloutta.

Visio koko kouluverkon uudistamisesta on toki teoreettinen, mutta siitä voidaan huomata yksi tärkeä asia: asioita kannattaa analysoida ja antaa erilaisille skenaarioille tilaisuus. Näin luodaan tuoretta ajattelua ja uusia mahdollisuuksia, joita voidaan taloudellisten realiteettien puitteissa toteuttaa.

Miksi näin ei tehdä? Tähän on useita syitä. Pelätään koulumatkojen pidentymistä, vaikka ajallisesti kysymys on usein minuuteista. Nykyinen kouluverkko tuntuu mahdottomalta uudistaa, vaikka se on iältään keskimäärin yli neljäkymmentä vuotta vanhaa. Tämän ikäinen rakennuskanta pitää joka tapauksessa korjata uutta vastaavilla kustannuksilla, miksei saman tien uusita se kokonaan?

Jostakin syystä julkisella sektorilla harvoin lasketaan investointien kannattavuutta, vaikka toiset investoinnit maksavat itsensä takaisin, toiset eivät. Usein puuttuu tietoa, vaihtoehtoisten verkkojen kustannuksia ei osata laskea.

Kaukaa katsomalla voi nähdä enemmän

Ihmisen henkinen rakenne on sellainen, että olemme nykyhetken ja olemassa olevan tilanteen vankeja. Filosofi David Humen mukaan ”siitä, miten asiat ovat, ei voi päätellä miten ne voisivat olla”. Meillä pitäisi olla kyky välillä nousta arkipäivän yläpuolelle ja nähdä asiat laajemmassa, lintuperspektiivissä. Näin me kuitenkin valitettavan harvoin teemme.

Eräänä päivän äitini luokkaan ryntäsi joukko oppilaita, jotka huusivat nähneensä lentokoneen. Äitini kysyi minkä kokoinen se oli, tarkoittaen tietenkin oliko kyseessä liikennekone vai pienkone. ”Tämän kokoinen” sanoivat pojat ja levittivät kätensä. Kuusamolaispojat eivät koskaan olleet nähneet lentokonetta eivätkä voineet ymmärtää sen oikeaa kokoa.

Jotta voimme suunnitella laadukkaat, tehokkaat ja terveelliset palveluverkot, meidän on pystyttävä katsomaan asioita etäältä. Meidän pitäisi pystyä näkemään asiat lentokoneperspektiivistä. Me sentään olemme nähneet lentokoneita ja lentäneetkin niillä.