WIRED为三大云提供商做了环保考核:谷歌和微软能拿B,AWS却只能拿C

“数据就是新的石油”,这个比喻可能已经过时了,但是这两者确实有很多相似之处,例如都会环境有着严重影响。根据美国能源部的数据,数据中心的用电量约占美国所有用电量的2%。这意味着每次Netflix狂欢、PUBG赛事和电子邮箱的发送等都伴随着碳排放。

对于个体而言,碳排放的数量可以忽略,但是对于企业而言,这个数字就变得很大了,甚至足以破坏环境。如何用最绿色的方法来存放云中数据,减少碳排放,是摆在云计算企业面前的一道难题。

根据有关数据显示,作为云计算领域的三大提供商,Amazon Web ServicesGoogle CloudMicrosoft Azure 约占所有可租用计算服务的2/3,因此,本文主要是讨论这三家云厂商在环保方面做的事情。

如何评估云是否环保?

有些公司因为数据量较少会选择将数据存储在服务器中,而有些公司由于需要海量计算会选择建立自己的数据中心。而介于这两者之间的企业的位置就比较尴尬,它们通常会选择付费给云厂商,授权云厂商来存储和管理数据。

如何评估不同云的环保程度呢?该领域的专家Jonathan Koomey给出了三个关键指标:数据中心基础设施的效率(灯光、冷却等等)、服务器的效率以及电力来源。

据了解,AWS、微软和谷歌三家云提供商都解决了数据中心运行的硬件和软件的低效率问题。它们在各自的服务器上运行虚拟机来限制停机时间,安装定制的冷却系统,尽可能实现自动化等。同时,这种对效率的追求也帮助数据中心行业在过去十年中保持了非常稳定的能源需求,也意味着当企业将数据从内部服务器转到云上时,肯定会降低能耗。

不过,美国劳伦斯伯克利国家实验室研究能源效率的科学家Dale Sartor 表示:“这种情况不会永远持续。当某一天,我们达到一个拐点,所有的机构都已经将它们的数据中心转移到了异地。然后,云的能源需求就会开始升高。我认为没有人会设想我们对计算的兴趣会减少。因此,在未来几十年的某个时候,我们将看到能源使用的爆炸性增长”。

Dale Sartor的观点其实道明了为什么一个数据中心的能量来源会成为其绿色程序的一个关键指标。三大巨头都承诺要彻底降低数据中心的碳排放,但还没有一家完全放弃使用化石能源。

为了减少碳排放,这些公司严重依赖一种被称为可再生能源额度(REC,renewable energy credit)的工具,其基本上是代表公用事业的绿色能源发电的代币。REC是像谷歌和微软这样的公司之所以能够在连接到使用化石能源的电网的同时宣称它们的数据中心100%是由可再生能源提供动力的原因。事实上,每家公司的能源只有一小部分直接来自太阳能或风能设施,其余的基本来自REC。

云的环保程度的计算充满了细微的差别。接下来,我们详细看看各个云厂商的环保程度。

Google Cloud

谷歌是如何对外宣传的?

在AWS、微软和谷歌之间,谷歌拥有的市场份额最小,但可以说它在数据脱碳方面做的最多。在2017年,谷歌公司宣布,其所有业务(包括数据中心)实现了100%的可再生能源。它声称谷歌云处理的所有数据都是“零净碳排放”的。

谷歌是如何做到的?

据谷歌表示,它是“世界上可再生能源的最大企业买家”,在2019年9月份,谷歌通过与全球的公用事业公司签订购电协议,将可再生能源投资组合增加了40%。这些类型的交易旨在为新的可再生能源项目的建设提供资金,一旦上线之后就可以获得能源。谷歌的想法是在电网上扩展可再生资源。

除了可再生能源方面的行动,谷歌还使用机器学习来持续优化数据中心。例如,谷歌的数据中心副总裁Joe Kava说,一个基于历史天气数据的算法知道如何响应环境变化来微调数据中心的冷却系统。这个系统每5分钟采样各种天气状况,因此如果温度突然下降,设备知道投入更少能源来冷却系统。

图片来源:RUDMER ZWERVER/ALAMY

目前进展如何?

在2018年,谷歌成立了一个石油天然气部门,其明确目标是吸引化石燃料行业。该公司承诺,它的机器学习工具结合云服务,可以帮助化石燃料公司更好地利用它们的数据——即帮助他们从现有储量中更快速更有效地提取石油和天然气。

另外值得一提的是,在世界上没有可再生能源设施的地区,谷歌的数据中心仍然依赖化石燃料。为了弥补,该公司购买了REC。

未来发展

谷歌云每年在全球范围进行碳排放核算。在年底,该公司会合计它的能源使用和可再生能源购买量,确保它们是持平的。Kava说,谷歌希望在小时维度保证数据中心是由100%可再生能源供能的。太阳并不总是明朗,风并不总是吹,但互联网从不关闭。这不仅需要更多可再生能源设施,还需要更多新技术,例如长期的能源存储。

更好地利用可再生能源的方式,有助于扩大可再生能源。2019年初,谷歌的数据中心团队与人工智能部门、DeepMind团队合作,构建了一个机器学习模型来提前36小时预测风电场的产出。公用实施公司可以使用这个信息更好地根据风力变化进行规划,从而增加电网中可用的风电额度。

WIRED的评分:

  • 总体绿色度:B+
  • 能源效率:A+
  • 透明度:A
  • 技术创新:A
  • 可再生能源总投入:5.5 GW

Microsoft Azure

微软是如何对外宣传的?

微软声明的目标是通过完全消除它的服务器场对环境的影响,来“让数据中心消失”。微软从2012年开始就保持着碳中和。如果算上REC额度的话,微软从2014年就在通过100%的可再生能源供能。如果不包括REC额度的话,微软的数据中心能源中60%是由可再生能源电力供能,并且计划到2023年将这一比例提高到70%。

微软是如何做到的?

微软实施了一些独特的公司政策,包括内部碳税,推动包括Azure团队在内的各部门最小化气候影响。

微软投资了清洁能源项目。2019年初,微软在华盛顿签署了一份为期5年的水电购买协议,并且开始协商从该州的一个新风力发电厂购买能源。同一时间,微软完成了北卡罗莱纳州的一个74兆瓦的太阳能项目。据微软的能源和可持续发展部总经理Brian Janous表示:“微软总的可再生能源投资达到了1.9 GW左右。这比去年大约增加了60%。”

同时,微软还投资了现有和未来数据中心效率的研究。去年,微软开始实验海底数据中心,这可以降低或消除冷却和其它能源消耗。微软也一直在探索燃料电池作为其数据中心的动力之一。与谷歌一样,微软使用机器学习来优化其数据中心设施的效率,同时微软还运作了一个补助计划,向致力于气候相关问题的研究人员提供云计算额度。

目前进展如何?

微软也在争取化石燃料行业。在九月份,微软宣布了与石油和天然气巨头Chevron和Schlumberger的合作伙伴关系,使用Azure平台来“加速创新性石油技术和数字技术的研发”。这个合作伙伴关系引发了微软员工联盟的愤怒,他们指责微软是“气候危机的帮凶”。许多微软员工在声明发布几天后参与了一场与全球气候危机相关的罢工。

尽管微软的数据中心从2014年开始就宣称100%使用可再生能源,但他们还使用化石燃料。微软使用REC来抵消化石燃料的使用。

另一个考虑因素:微软正在探索使用天然气来为它的数据中心供电。尽管天然气确实提高了一些能源效率,但是它仍然不是可再生资源,而且会增加微软的碳排放。

未来发展

Janous指出,燃料电池是一种方法,可以通过直接现场发电,将一个数据中心转变成它自己的发电厂。希望有一天氢能变得丰富而廉价,从而实现低碳燃料电池的集成。(目前,微软正在使用天然气进行测试。)

微软还在为其数据中心开发电池技术投入巨资。无论使用电池还是燃料电池,将数据中心转变成大型能量存储站都可以通过在晴天收集太阳能或在大风天气收集风能,然后在能量不充足时利用,来更好地利用可再生能源。去年,微软开启了一个试点项目,在弗吉尼亚州的一个数据中心使用现场电池。

WIRED的评分:

  • 总体绿色度:B
  • 能源效率:A
  • 透明度:A
  • 技术创新:A+
  • 可再生能源总投入:1.9 GW

亚马逊福勒山脊风力发电厂的风力涡轮,图片来源:LUKE SHARRETT/BLOOMBERG/GETTY IMAGES

Amazon Web Services

AWS是如何对外宣传的?

Amazon Web Services是目前为止最大的云计算提供商,拥有超过1/3的市场份额。在2014年,CEO Jeff Bezos宣布了一项长期承诺,即用100%的可再生能源供能亚马逊的数据中心。目前已经建设了一些风力发电场和太阳能发电场。2019初,Bezos在面临员工和投资者的巨大压力后,承诺到2040年实现净零碳排放。在2018年,亚马逊宣布,将REC考虑在内,全公司可再生能源使用率已经达到了50%。

AWS是如何做到的?

到目前为止,亚马逊已经签订了一个能量购买协议,在美国建造了三个风力发电厂和六个太阳能发电场还有一些正在建设中。和其它提供商一样,AWS使用REC来抵消它的碳排放。

目前进展如何?

2019年初,绿色和平组织的一份报告指责亚马逊放弃了它的100%可再生能源承诺。报告中提到,亚马逊最大的一些数据中心只有12%是由可再生能源供能。根据绿色和平组织的报告,在支持亚马逊的云设施核心的弗吉尼亚州,AWS过去两年的业务量增加了59%但是没有增加新的可再生能源。亚马逊对这份报告的回应是,“我们仍致力于100%的可再生能源。”

亚马逊还养成了一个习惯,即不让公众看到其碳排放信息。尽管它今年首次发布了它的全球碳排放数据,但它还是请求澳大利亚政府在该国碳排放年度报告中保留了这一数据。亚马逊还被批评没有提供一个如何实现100%可再生能源目标的清晰路线图。

最终,AWS也在向石油和天然气产业兜售自己的服务。其网站将它的云服务作为一种“加速和优化勘探、钻探和生产”的方式进行销售。

未来发展

亚马逊暂时并未就此做出回应。

WIRED的评分:

  • 总体绿色度:C-
  • 能源效率:B
  • 透明度:F
  • 技术创新:未知
  • 可再生能源总投入:1.6 GW

作者介绍

Daniel Oberhaus 是WIRED的职业撰稿人,他涉猎太空探索和能源未来。他是《外星语言》(《Extraterrestrial Languages》 MIT Press, 2019)的作者,之前是Motherboard的新闻编辑。

原文链接:

Amazon, Google, Microsoft: Here’s Who Has the Greenest Cloud

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  • 本文为 InfoQ 中文站特供稿件
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