蘋果公司位于美國北卡羅萊納州梅登(Maiden)地區(qū)的數(shù)據(jù)中心便是采用了大量的太陽能電池陣列以及燃料電池來為其供電。該公司還計(jì)劃在內(nèi)華達(dá)州里諾市建立另一處更大規(guī)模的太陽能電池陣列。許多企業(yè)在試圖通過他們的數(shù)據(jù)中心來樹立一個(gè)更環(huán)保的企業(yè)形象時(shí)往往只考慮了采用可再生能源的一種形式,當(dāng)然政府部門也在倡導(dǎo)減少煤炭等非可再生資源的使用。但這使得我們很容易只是側(cè)重于從利用可再生資源發(fā)電方面來看問題,而忽略了其他因素,如必須為利用這些可再生能源而建造的大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施和其產(chǎn)生的廢料垃圾。利用燃煤發(fā)電會(huì)產(chǎn)生二氧化碳及其他排放物;固然利用太陽能和風(fēng)能不會(huì)產(chǎn)生這些污染物,但是,企業(yè)是否計(jì)算過為了能夠使用太陽能和風(fēng)能,企業(yè)所投入到基礎(chǔ)設(shè)施的成本價(jià)格是多少?當(dāng)我們把這些外部成本加入綜合考慮因素之后,是否還會(huì)輕易的做出果斷采用可再生能源的決定了呢。
財(cái)務(wù)成本
以人工為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟(jì)(即:不以市場(chǎng)為導(dǎo)向的)在轉(zhuǎn)向可替代能源的過程中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題,其不僅僅只是帶來更高的成本的問題,而這些問題會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生特別嚴(yán)重的影響,帶來市場(chǎng)前景的不穩(wěn)定,就像曾經(jīng)的能源創(chuàng)新傳奇企業(yè)Solyndra公司的破產(chǎn)一樣。這些影響因素可能來自于政府部門的補(bǔ)貼、稅率優(yōu)惠政策或由市場(chǎng)供需原因帶來的哄抬價(jià)格和交易等?紤]這些因素都是合理的,但它們不是我在本文中要討論的主要焦點(diǎn)問題。我所想要強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)中心過分的追求可替代能源對(duì)環(huán)境是有危害的,尤其是其大規(guī)模興建基礎(chǔ)設(shè)施,而不是電力本身的生產(chǎn)、制造過程。
風(fēng)力發(fā)電也會(huì)產(chǎn)生有毒廢物嗎?
每當(dāng)一提到風(fēng)力發(fā)電,您腦海里可能會(huì)立馬想到白色的風(fēng)力大渦輪機(jī)安詳?shù)穆柫⒃诰G色的大牧場(chǎng),而牧場(chǎng)上還放牧著存欄的奶牛。但您可能忽略了對(duì)其鳥類的危害。同時(shí),制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)還依賴于對(duì)所謂的稀土礦的使用。而這些“稀土”的開采及加工會(huì)產(chǎn)生各種有害和放射性的副產(chǎn)品,如果不妥善處理,必將對(duì)人類和環(huán)境造成巨大的傷害。
目前,大多數(shù)稀土是在中國生產(chǎn)的,其礦區(qū)的環(huán)境損害嚴(yán)重。美國現(xiàn)行的政策是懲罰燃煤發(fā)電,資助并補(bǔ)貼其他形式的發(fā)電,基本上是采用的稀土生產(chǎn)任務(wù)外包的形式。所以,在缺少相應(yīng)的稀土資源開采和加工的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)采用風(fēng)力發(fā)電的做法,可能達(dá)不到推動(dòng)風(fēng)能、減少燃煤發(fā)電的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)?梢钥隙ǖ氖,稀土資源的開采將實(shí)施更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),這無疑意味著更高的生產(chǎn)成本,但為了降低成本,在監(jiān)管不力的地區(qū)開采稀土,無疑會(huì)在原則問題上達(dá)成一些妥協(xié)。
因此,當(dāng)一家像谷歌這樣的大公司在不計(jì)其他相關(guān)成本的條件下大規(guī)模投資風(fēng)能發(fā)電,聲稱其環(huán)保和帶來的其他福利時(shí),我們不能稱其虛偽,但至少是有點(diǎn)不真誠的。
太陽能發(fā)電:利用能源產(chǎn)生的能量
像蘋果這樣的公司真是愛死了太陽能發(fā)電量。為什么不呢?太陽光照射在地球上提供了巨大的能量。但是,為了能夠使用這些能量,需要使用太陽能面板將光能轉(zhuǎn)換成電力。而制造太陽能電池板,同樣需要消耗大量的不一般的能量,以最為常見的硅材料太陽能電池板為例,硅材料需要在大約3000°F的條件下熔融二氧化硅的巖石才能產(chǎn)生。而通常熔融巖石的能源則來自于燃煤電廠,這意味著,盡管太陽能電池板在其操作的時(shí)候可能無任何污染排放,但其實(shí)在生產(chǎn)太陽能電池板的過程中也間接地產(chǎn)生大量的污染排放。
另一個(gè)要考慮的是其產(chǎn)生的垃圾廢料。不僅太陽能電池板的使用壽命是有限的(根據(jù)估計(jì),其使用壽命大約為20至30年),而且還需要處理廢電池,制造太陽能電池板的過程中會(huì)產(chǎn)生各種化學(xué)廢物,這些化學(xué)廢物必須妥善處置或回收。而處置或回收工作必然需要耗費(fèi)能源和勞動(dòng)力。就像風(fēng)力發(fā)電一樣,簡(jiǎn)單的看風(fēng)力發(fā)電的過程是非常干凈的,但我們必須要計(jì)算建立風(fēng)力發(fā)電所消耗的真實(shí)成本。
氫燃料會(huì)造成臭氧空洞?
另一種能源日漸獲得數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商們廣泛興趣的能源是氫。氫氣可以用于燃料電池以產(chǎn)生電力,唯一的副產(chǎn)品是水蒸氣。它也可以作為內(nèi)燃機(jī)的燃料,較之石油燃料大大降低了排放量。例如,蘋果公司就在其梅登數(shù)據(jù)中心首次部署了燃料電池作為自己能源組合的一部分。
然而,與其他可替代能源相比,氫能源的使用也是有相當(dāng)高昂的代價(jià)的。由FrankA.coutelieris出具的白皮書指出:生產(chǎn)氫的兩種重要方法(電解水和蒸汽重整)需要消耗大量的能量。這意味著目前大多數(shù)仍然是以燃煤為基礎(chǔ)的能源,盡管更多的可替代能源正在不斷被開發(fā),然而,這些新能源從生產(chǎn)到使用的過程中仍然需要消耗大量的能源,目前,這些能源是由石油和煤炭所提供的。
此外,根據(jù)物理世界雜志報(bào)道,由于制造氫燃料過程中的難度,泄漏問題的發(fā)生是不可避免的。大規(guī)模使用氫,將會(huì)導(dǎo)致約10%至20%的氫氣會(huì)泄漏到大氣中,而這可能會(huì)破壞臭氧層。
尋找可替代能源的一個(gè)平衡
“綠色”可再生的能量來源沒有很多有害的副作用,并能產(chǎn)生大量的電能。例如,核能較之燃煤的優(yōu)勢(shì)是非常明確的。但我們往往忽視了其制造過程中潛在的破壞性影響。例如,如果稀土開采對(duì)環(huán)境造成的危害大于使用風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力發(fā)電的效益,甚至大于燃煤對(duì)環(huán)境造成的危害呢?這并非說,風(fēng)力發(fā)電是無效益的,而是說有必要將成本作為一個(gè)綜合考量的關(guān)鍵性指標(biāo)。這同樣適用于太陽能和氫為基礎(chǔ)的發(fā)電。
考慮到政府部門以及其他環(huán)保組織對(duì)于可替代能源的日益關(guān)注,對(duì)其他燃料生產(chǎn)及其配套基礎(chǔ)設(shè)施的危害的研究工作是非常必要的。而且研究結(jié)論可能是太陽能發(fā)電超過相關(guān)成本;或者也許廢舊產(chǎn)品在很大程度上可以被安全有效地進(jìn)行處理,以消除其對(duì)環(huán)境造成的任何影響。無論怎樣,可再生能源的相關(guān)配套成本是必須被考慮到的因素。
在考慮可替代性能源的關(guān)鍵在于平衡的問題:即平衡其所帶來的利益和其成本大