水处理

10年之内 阿里腾讯会收购污水厂吗?

2021-05-18 09:19:08 JIEI创新实验室 作者:瓦村农夫

上个月,荷兰水圈出了一则大新闻——谷歌荷兰要和当地的水务公司联合投资,在一个污水厂内新建一套水处理系统,目的是为谷歌在荷兰的其中一个数据中心提供冷却水。

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这则新闻为什么在荷兰引起关注?因为这标志着谷歌不再使用自来水,而是用地表水来冷却Eemshaven数据中心的服务器。其次,谷歌还表示正在考察使用污水厂出水作为冷却水的可行性。IT巨头进军污水圈,日后会不会还直接收购污水厂呢?我们马上看看项目的来龙去脉。

污水处理和IT巨头的跨界

谷歌作为全球最大的数据供应商之一,为其欧洲的大部分用户提供服务。自2007年以来,谷歌在欧洲建立了四个大型数据中心,其中第一个在2007年建于比利时的St. Ghislain,并于2010年全面投产。第二座于2012年落户芬兰Hamina,第三座靠近Google在爱尔兰都柏林的欧洲总部,也在2012年投产。第四个数据中心选择在了荷兰的格罗宁根,并于2016年投产运营。

谷歌声称自己从2007年就开始了碳中和计划,并于2017年实现能量自给,根据荷兰的计划,谷歌也要在2030年实现所有数据中心和办公室的碳中和目标。

电耗怪物

谷歌这目标能不能实现尚且是个未知数,但荷兰政府已经从电费单看到这些大型数据中心是堆耗电怪物——据统计,荷兰目前有大大小小约6600个数据中心,其中6000个都是小规模的,只相当于一个中小企业的办公室的房间。其余的600个的面积则超过100㎡。其中有三个巨型数据中心,每个的面积都在十几个足球场以上。2019年,这些数据中心消耗了荷兰全国2.5%的电耗,而那三个巨型数据中心就占了全国电耗的0.7%。这是什么概念?一个数据中心的电耗相当于格罗宁根所有居民的用电量。

这三个巨无霸是谷歌和微软建造的,它俩还计划在荷兰的Wieringermeer和Zeewolde多建3个数据中心。数据预测,到2030年,这几个巨型数据中心将消耗荷兰全国3.5-7%的电耗。

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冷却水的需求

除了耗电,这些数据中心还要用到大量的水。

这些电脑全天候工作,机器会产生大量热能。要服务器正常运作,必须给它们降温散热。风冷是主流的散热方式,但是在夏天,风冷还不足以抵消机房产生的热能,所以需要用到冷却水。

荷兰三角洲研究所做过估算,在最热的夏季,荷兰的所有数据中心每天最多使用112000立方米的水。这种水可以为130万人用水量!

谷歌在Eemshaven的数据中心每天消耗2600立方米的冷却水。而你可能有所不知的是,谷歌用的这些水,全是自来水!三角洲的数据还显示,这个数字到2030年要涨到21600立方米。

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要知道,荷兰的自来水大多取自地下水。当荷兰人知道这些互联网巨头用宝贵的水源来冷却电脑,自然也会表示愕然和不满。荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)水文学领域首席学者Hubert Savenije教授就认为“数据中心用自来水是不可持续的,后者是优质用水,不应该用来作冷却用途”。

受到舆论的压力,格罗宁根水务公司(WBG)也开始表示想停止使用自来水,他们的负责人也表示这并不是理想水源,也是不可持续的。

地表水是替代水源。但是,数据中心附近并没有足够的地表水源,最近的淡水源是Eems运河,也在几十公里之外。

怎么办呢?

冷却水自给自足

这就有了谷歌建净水厂的新闻了。

格罗宁根水务公司和荷兰水务公司Evides联合成了一家叫North Water的公司,他们决定在格罗宁根城边Garmerwolde污水厂里,建一套新的处理系统,将Eems运河中的水处理到工业冷却水级别。同时,North Water还将建一条28公里的管道,将净化的出水运到Eemshaven的数据中心。

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下面是格罗宁根水务公司的官方宣传片的截图,他们从污水厂一角作为取水口,运河的水绕着Garmerwolde污水厂外围进入冷却水净化系统。

谷歌的荷兰分公司是这个系统的首个用户,它自己也将投资4500万欧元到这个项目中。

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工艺原理

下图这个白色屋顶的建筑就是冷污水的制备系统(旁边两个圆形池是好氧颗粒污泥反应池)。

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由于是处理运河抽上来的水,所以工艺组合不用想生活污水那么复杂,主要是用铁盐作絮凝沉淀,然后用高效斜板沉淀池作固液分离,最后再经过一层沙滤去除剩余杂质。这套系统的年处理量据称达1000万立方米。

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减少地下水的使用

North Water是格罗宁根水务针对荷兰夏天降雨减少的问题而成立的公司,目的是要减少地下水的使用。

格罗宁根水务担心地下水使用的可持续性,因为他们预料到气候变化会使荷兰的夏天变得越来越干旱。没有了地表降雨的捕集,人们将更加依赖地下水的开采;同时,旱季的延长也会减少地下水的补给,最终形成恶心循环,造成海水倒灌等问题。

用地表水生产工业供水就是其中的一个探索实践。目前North Water生产的工业用水的价格为1欧元/m³,和自来水的价格相当,所以还是企业能够接受的。

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组合式水冷系统

除了改用地表水作为水源,谷歌还在考察其他选项。谷歌荷兰的投资组合经理Rita Margarido女士在接受采访时表示:“我们也在考察海水淡化的方案,但是反渗透工艺本身又需要大量能耗,而且还需要对浓水进行处理。”

但她也表示如果之后这个技术有更多的突破,谷歌是不排除在以后的项目中考虑膜技术的。

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据Margarido女士介绍,新水厂的出水除了用来冷却,还可以作为热源,通过热交换器进一步利用水中的余热。

水冷的散热能力是风冷的24倍,这说明水冷的方法更节能。谷歌称会用到闭合和开放两种水冷的形式:在闭合系统里,水将尽可能多次地持续循环;在开放系统里,他们使用水塔来降低闭合系统的温度。这种结合系统会比一次性的水冷系统的水耗减少50%。

污水厂出水回用

为什么将冷取水处理单元放到Garmerwolde污水厂呢?这个选择背后是在下一盘大棋——他们真的在考虑将污水处理厂的出水用作冷却水的水源!

North Water和Google在新厂发布会上对此都没有避讳,都谈到了污水厂出水加工成为数据中心冷却用水的可能性。但他们也表示,这个可能性还需要更多具体的研究去确认是否真的可行。

在此前的《碳中和时代污水厂如何升级转型?| 荷兰案例分享》中,我们已经介绍过Garmerwolde污水厂。它是荷兰污水厂在碳中和时代升级转型的代表。如今,这个污水厂不仅同时应用了厌氧氨氧化和好氧颗粒污泥工艺,现在和跟互联网IT巨头直接合作,商业想象力确实值得同行效仿。

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互联网公司会收购污水厂吗?

小编在开头提出过这么个假设:IT巨头日后会否收购污水厂?

我算了算一笔账,觉得这并不是没可能。

我搜了一下格罗宁根水务的官方自来水价格,目前是约1.68欧/立方米。谷歌预计自己在未来的水耗会去到20000立方米/天,一年下来,谷歌的自来水账单高达1200万欧。谷歌现在花了4500万欧元合伙去建一个规模为2.7万吨/天的净水厂,如果当地政府因此免了它的水费,其实是一笔划算的投资(5年后回本?)。要知道,谷歌只是这个新水厂的第一个用户,这些出水也可以其他需要冷却水的周边企业。

再大胆一点联想:数据中心的耗电问题不仅是谷歌、微软要面对的问题,我们国内的百度、阿里和腾讯等互联网巨头一样要面对数据中心的能耗和水耗问题。如果谷歌在荷兰尝到甜头,会不会继而考虑直接买个污水厂来运营呢?国内的BAT们为了完成自己的碳中和任务指标,会不会也效仿呢?

未来十年,阿里腾讯收会不会有自己的再生水厂呢?我已经打开谷歌日历,在2030年5月15日那天建了一个提醒,到时看看自己的预言会否成真。

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