深刻な冷媒不足

ヨーロッパでは規制によって、特定の冷媒の使用が段階的に廃止に

気候変動への対策として温室効果ガスの削減を目指すことは、データセンターにおいて冷却装置のあり方を変えるような大きな影響を持つ。

多くのデータセンターは、外部の気温をそのまま使うなどコストをかけずに温度調節ができるようになることを熱望しているが、どんな土地であっても通年でなにも使わないことは不可能である。そのため、エアコンなどの冷却装置を設置してデータセンター内の機械を適切な温度に保つようにしている。

エアコン設備は、これまでも地球環境への影響を指摘されてきた。その大部分は、冷媒の地球温暖化係数(GWP)である。規制は徐々に厳しくなり冷媒をより環境に配慮したものに変えなければならない。同時に、それはデータセンター内でも確実に効果を発揮する質を持つものでなければならない。

変化の訪れ

冷却装置で使われているHFC冷媒は地球温暖化係数が高いことから段階的に廃止することになっている。この結果、売り手はHFC冷媒の価格を引き上げ、ほかの燃料の取り扱いに向かっている。機材メーカーは、このまま価格の上がるHFCを使用するか、ほかのものに乗り換えるかしかないようだ。

現在のFガスのルールに沿って考えると、HFCの価格は毎年上がり、使用することによる圧力も強まる。問題は、ほかの燃料への乗り換えはいくらかの不利益を伴うことである。

代替品は、およそ値段が高いものばかりで、可燃性のものまである。

なぜ国際的な環境規制のなかで、エアコンに可燃性の液体を使うことが組み込まれているのか?Stulz社のプロダクトマネジャーであるNatascha Meyerは、それは必然であるとし、こう述べている“GWPが低いということは、冷媒が外気と触れたときに早く劣化するということである。
これを確保する唯一の方法は、科学的に反応させることだが、高い反応性を持つということは同時に可燃性が高いことを意味することが多く、作業員と機械の安全性リスクをきたすものである。”

低いGWPと可燃性を持つ製品が無いことは無いが、場合によってはそれらの製品はより使用が難しいこともあるとVertiv社のマーケティングディレクターであるRoberto Felisiは言う。毒性を持つことが主な理由である。北半球の国の中にはアンモニアの使用を求める圧力団体もある。アンモニアは天然由来で不燃性だ。しかし、安全性の面ではどうか?自分の家の中でアンモニアが使われてもいいと思えるだろうか?

前出のMeyer氏は、ひとつの可能性と目されているR1234yfも実際は価格だけでなく毒性の面からも使用は論外としている。“R1234yfは水と反応して人体に影響を及ぼすフッ化水素酸を生成するため、現在の市場では高額にならざるを得ない”

最も有力視されているのはR1234zeである。この液体は、冷却装置を調整すれば使用できるようになる。しかし、問題が無いわけではない。Meyer氏によると、“我々はCyberCool 2 でこの冷媒を使えるようにしたが、R1234zeは体積当たりの冷却効率が悪い。この結果、これまで1,000kwまで使用できた冷却装置が、R1234zeを使うと同じエリアでも750kwしか使用できなくなる。”と述べている。

また、調整を施した冷却装置はエネルギー効率が悪くなるため顧客はより多くのスペースが必要となる。冷却装置を設置するだけのスペースを確保できるかはより重要な懸念事項となるかもしれない。そのため、企業は継続してR134aやR410aをベースに冷却装置を運営し、いずれFガスの規制に直面することになるだろう。

そうなると、彼らはより多く冷媒に出資することになる。これまでと比べどのくらい多く支払いをしなければならなくなるかは、予測不可能である。Meyer氏は2016年に、冷媒の利用者たちは冷媒の蓄えがあり、そのため大幅な値上がりは蓄えが少なくなるまでは起きないとしていた。しかし、2018年になりFelise氏は、冷媒の値段は予想していたよりもはるかに高くなっているという。410aの価格はキログラムあたり7ユーロから40ユーロへ5倍近く値上がりしている。

長い時間軸のなかで見てみると

現時点での影響が一時的なものだということもできる。Felise氏は、“冷媒の価格は冷却装置を運営するコスト全体の中では数パーセントに満たない”と指摘している。とはいえ、冷媒の価格は上がり続ける。長い目で見れば、既存の冷却装置は維持コストが高くなりすぎることを意味するので、そのうちにとってかわられるかもしれない。

こうした値段の高騰は小規模な生産者にとっては、耐え難いものだろう。大規模な生産者なら資金力にモノを言わせてFガスをより安く手に入れ、事業を継続しながら古いシステムを刷新していくこともできるだろう。

冷媒について長い目で変化を目指していくのであれば、“穏やかな可燃性”を持つ冷却材を混ぜ合わせることでGWPを1500から600まで下げることも可能だとFelis氏は言う。

これはデータセンターの設計に影響を及ぼす。分離したシステムの採用は一般的ではなくなり、冷却水を循環させる装置の普及を後押しする。

分離したシステムの発展によって、冷媒を循環させることであらゆる場所に冷房を設置できるようになり、棚にさえ冷房を入れることもできるようになった。
これは一見良いアイディアのようにみえるが、そのためには長いパイプが必要となり、大量の冷媒を用意しなければならず、結局かなりコストが高くなる。また、可燃性のガスが循環することによる危険もあり得る。

“分離システムでは、100mもの長さに及ぶパイプが必要となることもある”とFelis氏は言う。そのため、分離システムを採用すると運営コストの10%あまりを冷媒のための費用にとられるという試算もある。分離システムは、現実的な方法ではなくなってきているのである。

最もあり得る規制は、現在のトレンドを強化することであると考えられる。エアコンのユニットを建物の外に配置し、中で冷却された水を循環させる。こうすることで、使用する冷媒の量を減らすことができ、可燃性物質がホワイトスペースで循環するのを避けられる。

Felis氏は、“冷却された水を用いた解決策が増えている。冷却水を使うと、冷媒は建物の外にある小分けのユニットに設置すればよい。”この方法は、外の冷却装置と断熱蒸発冷却システムとの連結が簡単なので、潜在的に効率性をあげることにつながるかもしれない。

もちろん、水の利用はこれまでと比べて高価であったり地域によって供給が少なかったりと劣る点もある。

すべての環境に配慮した決定はトレードオフの関係にある。冷媒の使用を減らすことを意図して水を使うことが増えているが、今度はそれがどこかで環境に負の影響をもたらすかもしれない。

一方で、これらの動きはデータセンターの建設会社に効率性の悪い冷却装置を作らせることになり、データセンターでは冷媒による環境への影響を減らす代わりに、より多くのエネルギーを使うことになったり、より多くのカーボンフットプリントを産み出すことにもなりうる。

– Data Center Dynamics
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