這句話“太多好東西”可能聽起來像是矛盾，但它概括了阻礙可再生能源發電擴張的主要障礙之一。太多的服務或商品使公司更難銷售它們，因此它們限制了生產。
通常效果很好：市場達到平衡，經濟學家對此感到高興。但是，儘管人們普遍希望增加可再生能源發電量，但外部因素仍在阻礙可再生能源發電的發展。
加州大學聖塔芭芭拉分校桑原蘇對這個問題太熟悉了。至少在過去的兩年裡，在布倫環境科學與管理學院，工業生態學教授的他一直關注它和相關的挑戰。“限制是我們面臨的最大可再生能源問題，”蘇說，他指出，它只會隨著可再生能源容量的增加而升級。
現在，蘇和布倫環境科學與管理學院的博士生鄭佳佳，以及芝加哥大學的錢安德（Andrew Chien），提出了一項創新的建議，透過不同區域資料中心之間的工作負載路由來解決此問題。這個概念發表在《焦耳》雜誌上，價格低廉，效率高，需要最少的新基礎設施。然而，它每年可以減少數千噸的溫室氣體排放，同時為企業節省資金，並鼓勵可再生能源的擴張。
主要障礙
當可再生能源產生的電力超過滿足需求所需的電力時，削減就開始發揮作用。現代電網每天的每一分鐘都實時地平衡能源的供需。多餘的電力會使它們不堪重負，因此需要將其儲存、削減。
發生這種情況是因為可靠的能源（例如化石燃料和核電廠）對於電網穩定以及滿足夜間需求至關重要。 這些裝置必須在最小容量以上執行，因為關閉和重新啟動它們既昂貴又效率低下。 這為來自常規電源的電力設定了最低限度，如果可再生能源繼續產生更多的電力，那麼多餘的能源實際上是無用的。
加利福尼亞是一個案例研究物件，研究的是可再生電力不斷變化和削減問題。據推測，該州可以將其剩餘電力出售給鄰國。不幸的是，許多電網都遇到相同的問題，並且傳輸網路的容量有限。結果，該州採取了以負價出售多餘電力的方式，實質上是向其他州付款以獲取能源。
蘇解釋說，除了簡單地減少能源生產外，還有其他兩種解決多餘電力的解決方案。能量可以儲存在電池中，甚至可以儲存在水力發電庫中。也就是說，電池非常昂貴，水力發電僅適用於某些位置。
另一種選擇是使用額外的電力來產生有價值的東西，以便以後使用。“無論我們生產什麼產品，都必須將其儲存和運輸到需要的地方。” 蘇指出，“而且這可能非常昂貴。”
“但是，”他補充說，“傳輸資料和資訊非常便宜，因為我們可以使用光纖以光速從字面上傳輸資料。”正如作者在研究中所寫的那樣，資料負載遷移背後的想法是“移動位，而不是瓦特”。
一個創新的想法
擺在作者面前的任務很明確。 “我們試圖回答的問題是我們可以使用多餘的電量來處理資料嗎？”蘇說， “如果可以的話，那可能是運輸用電過多的產品或服務的最便宜的解決方案。”
目前，北弗吉尼亞州託管著該州大部分資料中心。蘇說，與加利福尼亞州的電網CAISO不同，北弗吉尼亞州的電網PJM嚴重依賴燃煤發電廠，這是“我們所能想象到的最骯髒的電力”。
蘇、鄭和錢建議，只要加利福尼亞電力過剩，就可以將PJM地區的工作量傳送到西部的中心。可以使用原本可以減少或出售的電力來完成工作，然後可以將處理後的資料傳送到需要該服務的任何地方。鄭解釋說，資料中心的平均伺服器使用率通常低於50％，這意味著有大量空閒容量可供使用。
該計劃不僅對環境無害，而且還環保。對於使用這些服務的公司而言，這意味著可觀的節省。主要作者鄭說：“這種方法有可能為資料中心運營商節省數千萬美元。”由於用電本來是沒有用的，所以對公司的造成的成本基本上為零。
作者分析了2015年至2019年CAISO的削減歷史資料。他們發現，負荷遷移可能吸收了2019年CAISO削減的電力容量的62％。這相當於之前浪費的能源近600，000兆瓦時，大約相當於100，000電量加州家庭一年內消費。
同時，僅使用加利福尼亞州現有的資料中心容量，該戰略就可以在2019年減少相當於24萬噸的二氧化碳排放量。蘇說：“這相當於使用普通乘用車行駛約10億公里所產生的溫室氣體排放。”而且，由於減少了用電支出，透過切換電網避免的每噸CO2排放實際上可以節省約240美元，而不是花錢。
潛力無限
這些發現在作者所期望的範圍內，令他們驚訝的是後果。“讓我吃驚的是，為什麼我們之前沒有這樣做，”蘇說，“這似乎很簡單：電力過剩，電力是有價值的東西，資訊從一個位置傳輸到另一個位置是非常便宜的。那麼，我們為什麼不這樣做呢？”
蘇懷疑這可能是因為資料中心運營商不太願意在當前市場壓力下相互合作。儘管在環境和財務上都有好處，但是這些公司可能不願意將資料處理外包給另一家公司經營的設施。
實際上，資料中心行業有點黑箱。鄭說：“對我們來說，從行業中獲取有關功耗特性和能耗資料的詳細資訊非常困難。”
利用減少的可再生能源的潛力將需要資料中心運營商之間進行流暢的協調。改變系統可能需要改變當前工作的動機。這可以採取新法規，碳排放價格或競爭對手之間合作的形式。
“需要同時發生兩種不同的事情。”蘇說， “一個來自私營部門：他們需要合作並提出技術和管理解決方案以實現這一目標。而從政府方面來說，他們需要考慮可以更快實現這種變化的政策變化和激勵措施。”
普遍的碳排放價格可以提供必要的推動。加利福尼亞州已經有了碳價格，蘇相信，隨著其他州的效仿，公司開始採用本研究中提出的策略在經濟上將更具吸引力。
這些策略具有巨大的增長潛力。資料處理和可再生電力容量都在迅速增長。研究人員預測，從2018年到2025年，資料領域將擴大五倍以上。因此，未來資料中心將有很大的空間利用額外的可再生能源來吸收額外的處理需求。
蘇承認，本文僅提供了對資料負載遷移的財務和環境效益的保守估計。他說：“隨著我們增加資料中心容量，我認為實際上將資料中心用作實際電池的能力也在增加。”
”如果我們能夠提前思考並做好準備，我認為，透過依靠資料中心的增長，可以以非常經濟高效的方式解決大部分電力削減問題。
