アメリカの研究者たちは、地下水層を大型の自然熱エネルギー電池として利用し、エネルギー需要の高いデータセンターを冷却するという、環境影響の増大に対処するための非常規な方法を提案しました。この研究は、イリノイ州地質調査局の科学者によって行われ、同機関はイリノイ大学シャンペーン校の草原研究所に所属しています。研究は、地下水層熱エネルギー貯蔵システム（ATES）がデータセンターに必要な冷却電力を削減できると提案しています。ATESシステムは地下水を利用して季節的な熱エネルギーを貯蔵し、大型の自然熱エネルギー電池のように機能します。
これらは井戸を通じて水を抽出し注入することで、高効率で低炭素の加熱方法を提供します。
この研究の主任研究者であるUpasana Pandeyは、「データセンターは大量の電力を使用しており、その10%から40%は冷却のために消費されます。これは設計によって異なります。」と述べました。彼女はさらに、「データセンターは大量の水も消費し、通常は蒸発によって冷却されるため、水が地域の供給から効果的に失われます。」と付け加えました。2023年、Googleはすべてのデータセンターを冷却するために60億ガロン以上の水を消費したと報告しています。多くの既存の冷却システムも大量の水の蒸発に依存しており、その一部は地域の供給から永久に移動します。
地下水層技術がデータセンターの冷却効率を向上させる可能性
Pandeyは、イリノイ大学シャンペーン校のYu-Feng Lin博士とAndrew Stumpf博士と共に、地球の自然に安定した地下温度を利用することで、ATESが代替案を提供すると考えています。彼らが提案するシステムは、地下水層から冷却された地下水を抽出し、データセンター内の熱交換器を通じて冷却します。ここで、水は計算機器から発生する熱を吸収し、再び地下水層に戻され、貯蔵と再利用が行われます。
また、寒い月にはこのプロセスを逆転させることができます。夏に貯蔵された熱は冬の加熱に使用され、冬に収集された冷却地下水は夏の冷却のために貯蔵されます。この方法は冷却効率を向上させ、全体の電力需要を削減することが期待されています。Stumpfは、イリノイ州のような地域では、地球のほぼ一定の地下温度を利用でき、極端な季節の天候における高エネルギー消費の冷却に依存する必要がないと述べています。
多くの伝統的な冷却システムとは異なり、この技術は飲用に適した淡水を必要としません。研究チームは、より深い塩水の水層、汚染された地下水、さらには浸水した廃鉱山も熱エネルギーを貯蔵するために使用できると強調しています。研究チームは、イリノイ州がこの技術に特に適していると考えており、地域の季節的な温度変化が顕著で、地下水資源が豊富であり、氷河堆積物が水飽和時に熱を効果的に伝導できるからです。
しかし、最大の障害は技術的なものではなく経済的なものです。地熱冷却システムはより高い初期投資を必要としますが、通常は長期的に低い運営コストを提供します。しかし、多くのプロジェクトは評価時に5年から10年の投資回収期間のみを考慮し、これらのシステムが最大の利益を提供できる20年から40年の寿命を考慮していません。
研究チームによれば、これらのシステムを展開するために必要な労働力はすでに存在しており、多くの必要な掘削スキルは石油、天然ガス、井戸業界で一般的です。Linは声明の中で、「水はこの場合、非常に素晴らしい材料であり、高い熱容量を持ち、良好な熱伝導媒体として機能します。」と指摘しました。この組み合わせは珍しく、地下水の中で私たちはこれらの同じ特性を利用してエネルギーを貯蔵できます。この研究は『地下水』ジャーナルに発表されました。
項目 規格 プロセッサ/SoC 未提供 RAM 未提供