Pencemaran Air dari Pusat Data
Perkembangan pesat kecerdasan buatan (AI), pengkomputeran awan, platform penstriman, dan seumpamanya telah meningkatkan permintaan terhadap pusat data, terutamanya selepas COVID19. Pembinaan pusat-pusat data ini perlulah dikawalselia kerana terdapat impak terhadap alam sekitar, khususnya melalui penggunaan air yang tinggi dan pelepasan air sisa yang berpotensi mencemarkan air sungai atau laut.
Pusat data memerlukan sistem penyejukan yang efisien memandangkan pelayan komputer, pemproses, dan peralatan rangkaian menghasilkan haba yang tinggi. Haba ini perlu dikawal untuk memastikan peralatan tidak menjadi terlalu panas yang boleh mengakibatkan penurunan prestasi dan kerosakan peralatan. Sistem penyejukan berasaskan air digunakan kerana sangat berkesan dalam menyerap dan memindahkan haba. Contoh sistem penyejukan berasaskan air ialah menara penyejuk penyejatan (evaporative cooling tower) dan sistem air sejuk (chilled-water system).
Sesetengah pusat data berskala besar menggunakan air pada jumlah yang amat tinggi bagi tujuan penyejukan. Pada tahun 2024, misalnya, Google melaporkan penggunaan air berskala besar di pusat datanya di Iowa dianggarkan sekitar beberapa bilion liter setahun, bersamaan penggunaan air oleh ribuan isi rumah, bergantung kepada kadar air yang digunakan. Ini membuktikan bahawa infrastruktur digital semakin menjadi antara sektor yang bersaing untuk mendapatkan sumber air tawar bagi penduduk tempatan, sektor pertanian, industri, dan bekalan air rentas sempadan di kawasan tertentu. Walhasil, ini akan memberi tekanan kepada bekalan air tempatan, terutamanya semasa musim kemarau atau semasa permintaan air yang tinggi. Penggunaan air bawah tanah secara keterlaluan juga akan menyebabkan kesan alam sekitar yang lain yang tidak akan dibincangkan secara lanjut dalam artikel kali ini.
Bukan sahaja masalah keperluan air yang tinggi, pusat data juga menyumbang kepada pencemaran air melalui pelepasan air daripada sistem penyejukan. Air yang digunakan dalam menara penyejuk biasanya ditambah dengan bahan-bahan kimia yang berperanan sebagai pembantut pertumbuhan mikroorganisma (biosid), perencat kakisan, dan penghalang pembentukan kerak mineral (Jadual 1). Akibat pengewapan air pada suhu tinggi, kepekatan bahan-bahan kimia ini meningkat. Sebahagian air sisa ini kemudiannya akan dilepaskan secara berkala untuk memastikan sistem penyejukan ini berfungsi dengan lebih cekap. Air ini dikenali sebagai air “blowdown”.
Air blowdown ini mengandungi kandungan logam berat seperti zink dan tembaga, serta kesan logam lain bergantung kepada material sistem penyejukan. Tidak seperti perencat kakisan (seumpama zink) dan biosid, tidak semua bahan kimia yang mengandungi logam berat ini ditambah ke dalam air sistem penyejukan. Ada sebahagian logam berat ini berasal dari material yang digunakan dalam sistem tersebut. Tembaga, misalnya, digunakan pada penukar haba. Kakisan pada penukar haba ini berlaku secara beransur-ansur dari semasa ke semasa, seterusnya melarut dan meresap ke dalam air blowdown.
Pusat data memerlukan sistem penyejukan yang efisien memandangkan pelayan komputer, pemproses, dan peralatan rangkaian menghasilkan haba yang tinggi. Haba ini perlu dikawal untuk memastikan peralatan tidak menjadi terlalu panas yang boleh mengakibatkan penurunan prestasi dan kerosakan peralatan. Sistem penyejukan berasaskan air digunakan kerana sangat berkesan dalam menyerap dan memindahkan haba. Contoh sistem penyejukan berasaskan air ialah menara penyejuk penyejatan (evaporative cooling tower) dan sistem air sejuk (chilled-water system).
Sesetengah pusat data berskala besar menggunakan air pada jumlah yang amat tinggi bagi tujuan penyejukan. Pada tahun 2024, misalnya, Google melaporkan penggunaan air berskala besar di pusat datanya di Iowa dianggarkan sekitar beberapa bilion liter setahun, bersamaan penggunaan air oleh ribuan isi rumah, bergantung kepada kadar air yang digunakan. Ini membuktikan bahawa infrastruktur digital semakin menjadi antara sektor yang bersaing untuk mendapatkan sumber air tawar bagi penduduk tempatan, sektor pertanian, industri, dan bekalan air rentas sempadan di kawasan tertentu. Walhasil, ini akan memberi tekanan kepada bekalan air tempatan, terutamanya semasa musim kemarau atau semasa permintaan air yang tinggi. Penggunaan air bawah tanah secara keterlaluan juga akan menyebabkan kesan alam sekitar yang lain yang tidak akan dibincangkan secara lanjut dalam artikel kali ini.
Bukan sahaja masalah keperluan air yang tinggi, pusat data juga menyumbang kepada pencemaran air melalui pelepasan air daripada sistem penyejukan. Air yang digunakan dalam menara penyejuk biasanya ditambah dengan bahan-bahan kimia yang berperanan sebagai pembantut pertumbuhan mikroorganisma (biosid), perencat kakisan, dan penghalang pembentukan kerak mineral (Jadual 1). Akibat pengewapan air pada suhu tinggi, kepekatan bahan-bahan kimia ini meningkat. Sebahagian air sisa ini kemudiannya akan dilepaskan secara berkala untuk memastikan sistem penyejukan ini berfungsi dengan lebih cekap. Air ini dikenali sebagai air “blowdown”.
Air blowdown ini mengandungi kandungan logam berat seperti zink dan tembaga, serta kesan logam lain bergantung kepada material sistem penyejukan. Tidak seperti perencat kakisan (seumpama zink) dan biosid, tidak semua bahan kimia yang mengandungi logam berat ini ditambah ke dalam air sistem penyejukan. Ada sebahagian logam berat ini berasal dari material yang digunakan dalam sistem tersebut. Tembaga, misalnya, digunakan pada penukar haba. Kakisan pada penukar haba ini berlaku secara beransur-ansur dari semasa ke semasa, seterusnya melarut dan meresap ke dalam air blowdown.
Jadual 1. Antara bahan pencemar kimia yang lazim terdapat dalam air blowdown.
Penyingkiran haba daripada sistem penyejukan ini juga merupakan satu lagi isu penting berkaitan dengan pusat data. Air yang bersuhu tinggi ini apabila dilepaskan ke dalam sungai atau laut, suhu air akan meningkat. Peningkatan suhu air boleh mengurangkan jumlah oksigen terlarut di dalam sungai atau badan air yang lain. Ini juga akan memberi kesan dan tekanan kepada ikan dan hidupan akuatik yang lain, dan seterusnya mengganggu keseimbangan ekosistem akuatik. Tambahan pula, suhu air yang tinggi bersama kehadiran nutrien daripada air sisa berpotensi untuk menggalakkan pertumbuhan alga dan cyanobakteria yang berbahaya, seterusnya menyumbang kepada eutrofikasi.
Pelbagai kaedah boleh diadaptasi bagi mengurangkan pencemaran air dari pusat data. Antaranya ialah menukar sistem penyejukan kepada sistem lain yang kurang menggunakan air seperti “direct-to-chip” atau “closed-loop cooling”. Dengan mengurangkan penggunaan air bersih, pusat data dapat menjalankan operasi dengan lebih lestari supaya risiko pencemaran dapat dikurangkan. Selain itu, pemilihan bahan kimia yang lebih mesra alam dan penggunaan pada dos terkawal juga dapat mengatasi masalah pencemaran. Walau bagaimanapun, penggunaan bahan kimia dalam kuantiti yang tinggi masih perlu dikaji secara menyeluruh sebelum digunakan dalam kaedah rawatan. Air sisa juga boleh dirawat terlebih dahulu sebelum dilepaskan secara terkawal ke sistem kumbahan atau loji rawatan air sisa sedia ada sebelum disalurkan kembali ke sungai.
Walau apa-apa pun, pusat data kini menjadi salah satu infrastruktur yang penting dalam era digital, impak terhadap alam sekitar perlulah diambil perhatian yang lebih. Keperluan jumlah air berskala besar bagi tujuan penyejukan mewujudkan persaingan terhadap sumber air tawar dan seterusnya menimbulkan cabaran kepada kelestarian sumber air dan keterjaminan makanan. Pencemaran bahan kimia dan pencemaran haba berpunca daripada pelepasan air sistem penyejukan juga menjejaskan hidupan akuatik. Oleh yang demikian, pengurusan dan kerjasama antara badan kerajaan dan swasta penting bagi mengurangkan risiko pencemaran air masakini.
Pelbagai kaedah boleh diadaptasi bagi mengurangkan pencemaran air dari pusat data. Antaranya ialah menukar sistem penyejukan kepada sistem lain yang kurang menggunakan air seperti “direct-to-chip” atau “closed-loop cooling”. Dengan mengurangkan penggunaan air bersih, pusat data dapat menjalankan operasi dengan lebih lestari supaya risiko pencemaran dapat dikurangkan. Selain itu, pemilihan bahan kimia yang lebih mesra alam dan penggunaan pada dos terkawal juga dapat mengatasi masalah pencemaran. Walau bagaimanapun, penggunaan bahan kimia dalam kuantiti yang tinggi masih perlu dikaji secara menyeluruh sebelum digunakan dalam kaedah rawatan. Air sisa juga boleh dirawat terlebih dahulu sebelum dilepaskan secara terkawal ke sistem kumbahan atau loji rawatan air sisa sedia ada sebelum disalurkan kembali ke sungai.
Walau apa-apa pun, pusat data kini menjadi salah satu infrastruktur yang penting dalam era digital, impak terhadap alam sekitar perlulah diambil perhatian yang lebih. Keperluan jumlah air berskala besar bagi tujuan penyejukan mewujudkan persaingan terhadap sumber air tawar dan seterusnya menimbulkan cabaran kepada kelestarian sumber air dan keterjaminan makanan. Pencemaran bahan kimia dan pencemaran haba berpunca daripada pelepasan air sistem penyejukan juga menjejaskan hidupan akuatik. Oleh yang demikian, pengurusan dan kerjasama antara badan kerajaan dan swasta penting bagi mengurangkan risiko pencemaran air masakini.
