สารหล่อเย็น Data Center หมดสภาพแล้วไปไหน
เจาะระบบทำความเย็นของ Data Center ยุคใหม่ หนึ่งในเทคโนโลยีระดับสูงที่ส่งผลถึงพลังงานและการปล่อยของเสียสู่สิ่งแวดล้อม ที่มักจะมองไม่เห็นในสมการกำกับดูแล Data Center
Data Center กลางเมืองยุคใหม่ ไม่ได้ต้องการแค่กำลังไฟฟ้าที่หล่อเลี้ยงชิปประมวลผลระดับสูง หรือสายอินเทอร์เน็ตไฟเบอร์ความหน่วงต่ำ แต่ยังรวมถึงระบบทำความเย็นแบบปิดที่ควบคุมการใช้ไฟฟ้าให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
สำหรับ Data Center กลางเมือง เรื่องแหล่งน้ำสำหรับทำความเย็นแบบชิลเลอร์ที่ต้องเตรียมบ่อพักน้ำ เพื่อทำน้ำให้เย็น อาจมีข้อจำกัด ทำให้การทำระบบความเย็นประสิทธิภาพสูงทั้งแบบ Liquid Cooling หรือแบบ Direct to chip เมีประสิทธิภาพที่สุดในการรักษาโครงสร้างพื้นฐานราคาแพงเหล่านี้ไว้
ท่ามกลางกระแสต่อต้าน และความพยายามจัดการควบคุมการตั้ง Data Center แห่งใหม่ของรัฐ ข้อกังวลส่วนใหญ่อยู่ที่การใช้ไฟฟ้า น้ำ และเสียง ล่าสุดคือความกังวลเกี่ยวกับการเก็บน้ำมันดีเซลสำรองไว้ปั่นไฟ ส่วนที่มักมองข้ามไป คือ อาคารเหล่านี้ใช้ “สารเคมี” เฉพาะทางเพื่อหล่อเย็นระบบชิป
แม้ ปัจจุบันยังไม่มีการระบุให้ธุรกิจดาต้าเซ็นเตอร์ต้องทํา EIA เนื่องจาก กทม. ระบุว่า เป็นอาคารโกดังที่วางเซิร์ฟเวอร์ ขณะที่หลายคนมองว่าไม่ได้มีการผลิตสิ่งอันตรายรั่วไหลออกมาสู่สิ่งแวดล้อมนัก
ทว่า ก่อนหน้านี้ ผู้สื่อข่าวได้พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญ ด้านการทำระบบไฟฟ้า และระบบหล่อเย็นใน Data Center จากบริษัท Vertiv ซึ่งมีหลายส่วนหลายตอนที่เกี่ยวข้องกับธุรกิจ Data Center ยุคใหม่ สิ่งที่ทำให้หวนนึกถึงอีกครั้ง คือเรื่องระบบทำความเย็น
ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า ชิป NVIDIA รุ่นใหม่ ๆ เวลาประมวลผลเอไอจะมีความร้อนสูงมาก หากระบบทำความเย็นไม่พร้อมจะทำให้ชิป Rack หยุดทำงาน หรือเสียหาย การทำความเย็นด้วยน้ำจึงไม่เพียงพอ จึงมีการพัฒนาระบบทำความเย็นแบบใหม่ ระบบนี้จะใช้น้ำในการหล่อเย็นชิปน้อยลง แต่ใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้น เพื่อเลี้ยงระบบหล่อเย็น เพราะชิปรุ่นใหม่ ๆ มีความร้อนสูงมาก เทคโนโลยีทำความเย็นสำหรับ AI Liquid Cooling ใช้น้ำยาหล่อเย็นพิเศษ แพงกว่าน้ำ แต่ดีกว่าถึง 4 เท่า
“ระบบน้ำยาหล่อเย็นไหลเวียนในท่อสเตนเลสสตีลบริสุทธิ์ เพื่อสัมผัสและนำความร้อนออกจากชิปโดยตรง เป็นระบบหมุนเวียนแบบปิด ไม่ได้ทิ้งน้ำออกไป Liquid Cooling หลายประเทศเริ่มมาก่อน แต่ในไทยยังใหม่จึงต้องส่งทีมไปอบรมที่มาเลเซีย”
แล้วปัจจุบันในดาต้าเซ็นเตอร์ หรือ AI Factory หลายแหล่งตอนนี้มีการใช้เทคโนโลยีความเย็นแบบใด สารแบบใด นับว่าน่าจับตาต่อ
ย้อนรอย สารทำความเย็น วัตถุอันตราย
ในภาพรวมของข้อมูลปัจจุบัน ซึ่งหาได้ตามหน้าเว็บไซต์ของผู้ให้บริการ “ดาต้าเซ็นเตอร์” ล้วนมีการออกแบบระบบความเย็นหลายแบบด้วยระบบปิด ใช้สารเคมีเฉพาะทาง และป้องกันการรั่วไหลอย่างรัดกุม
แต่ “สารทำความเย็น” บางประเภท สามารถหมดสภาพการใช้งานได้ หรือบางประเภทไม่เสื่อมสภาพ แต่รั่วไหลตามข้อต่อได้ บางส่วนจำเป็นต้องนำออกมากัดจัดภายนอกอยู่ดี
ผู้สื่อข่าวจึงได้ค้นคว้าข้อมูลเพิ่มเติม เกี่ยวกับการใช้สารทำความเย็นภายใน Data Center ซึ่งจะประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ๆ คือ ระบบความเย็นในอาคาร จะคล้ายระบบปรับอากาศของแอร์, ระบบยิงตรงไปที่ชิป และระบบแช่แผงวงจรลงในน้ำยาหล่อเย็น
ดังที่กล่าวว่าระบบนี้เหมือนเครื่องปรับอากาศทั่วไป โดยจะมีสารที่มักเรียกว่า “น้ำยาแอร์” เป็นตัวทำความเย็น
ในอดีตนั้น ดาต้าเซ็นเตอร์ ใช้สารทำความเย็นตัวเดียวกับเครื่องปรับอากาศ อย่างเช่น CFC (คลอโรฟลูออโรคาร์บอน) ซึ่งตอนนี้ถูกแบนและยุติการผลิตทั่วโลกอย่างเป็นทางการเมื่อปี 2010 (ภายใต้ พิธีสารมอนทรีออล) รวมถึง กลุ่ม HCFCs และ HFCs มีค่า GWP (Global Warming Potential) สูง กระทบต่อภาวะโลกร้อนและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยตรง (Direct Emissions) ทำให้มีการออกกฎระเบียบควบคุมด้านสิ่งแวดล้อมระดับโลกตามมาบังคับใช้กับสารเคมีที่ส่งฤทธิ์ระดับใกล้เคียงกันด้วย
โดยปกติโลกมีสารหล่อเย็นธรรมชาติ เช่น แอมโมเนีย (NH₃) หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ (R-744) แม้จะมีค่า GWP ต่ำมาก แต่หากเกิดการรั่วไหลในปริมาณมาก แอมโมเนียจะมีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นพิษต่อระบบหายใจของมนุษย์และสัตว์อย่างรุนแรง ส่วน CO₂ อาจทำให้เกิดสภาวะขาดออกซิเจนในพื้นที่ปิดได้
แต่หากสารหล่อเย็นรุ่นเก่าที่ทำขึ้นมาข้างต้นนี้ รั่วไหลออกไปย่อมส่งผลกระทบรุนแรงกว่า สารธรรมชาติ และหากรั่วสู่ชั้นบรรยากาศเพียงเล็กน้อยสามารถกักเก็บความร้อนได้ดีกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) หลายร้อยเท่า สาร เช่น HFCs, HFOs มีน้ำหนักมักจะหนักกว่าอากาศ เมื่อรั่วไหลในปริมาณมากจะลอยต่ำและเข้าไปแทนที่ออกซิเจนในพื้นที่ลุ่มต่ำ อาคาร หรือบ้านเรือน หากสูดดมเข้าไปอาจทำให้เวียนศีรษะ หมดสติ
ปัจจุบัน ระบบทำความเย็นภายในดาต้าเซ็นเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ได้มีการยกเครื่องใหม่ทั้งหมด โดยแบ่งได้ดังนี้
ส่วนแรก คือ ตัวอาคารทั้งหมดใช้แอร์และพัดลมน้ำ แอร์มีการใช้สารรุ่นใหม่ อย่าง HFO – HFO-blends เช่น R-454B นำมาใช้ในระบบ ซึ่งยังไม่มีการระบุวันเวลาเสื่อมสภาพ ใช้หมุนวนในระบบปรับอากาศของห้องเซริฟเวอร์ได้ตลอดอายุ แต่มีปัญหาเรื่องการรั่วไหลตามข้อต่อ จึงต้องทั้งผสมผสานระบบระบายความร้อนทั้งแบบอากาศและของเหลวควบคู่กัน วางผังพัดลม Chiller ไว้ภายนอกอาคารเพื่อลดความเสี่ยงในการรั่วไหล รวมถึงดึงลมธรรมชาติและความชื้นมาช่วย ทั้งหมดนี้ต้องทำแบบวงจรปิดอย่างรัดกุม (Close Loop) เพื่อไม่ให้สารรั่วไหล
และที่สำคัญ คือ ต้องมีการวัดค่าประเมินระบบ คำนวณผลกระทบรวมทั้งจากการรั่วไหลของก๊าซเรือนกระจกโดยตรง และปริมาณคาร์บอนที่เกิดจากการใช้ไฟฟ้าตลอดอายุการใช้งานของเครื่อง
ส่วนที่ 2 คือ สารหล่อเย็นแบบ Direct 2 Chip ยิงตรงเข้าแผงวงจร ใช้สารเคมีเหลวเฉพาะทาง มีระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายราว 3-5 ปี
ส่วนที่ 3 คือ สารหล่อเย็นแบบของเหลวรักษาสภาพชิป หรือ Immersion Cooling ที่ใช้การจุ่มแผงวงจรลงของเหลวโดยตรง สารส่วนนี้อาจใช้เวลา 10-20 ปี ในการหมดสภาพ
หากสารหล่อเย็นรั่วไหลในสถานะของเหลว เช่น ระบบ Liquid/Immersion Cooling สารเคมีบางชนิดอาจปนเปื้อนลงสู่ดินและแหล่งน้ำดิบ ส่งผลเสียต่อสัตว์น้ำและพืช
ดังนั้นกระบวนการควบคุมสารหล่อเย็นเหล่านี้ ต้องมีการตรวจสอบและรายงานผลเข้มงวดและโปร่งใส ด้วยมีอันตราย และมักรั่วไหลตามข้อต่อหรืออาจแล้ว ต้องกำจัดตามระเบียบที่เกี่ยวข้อง
กฎเกณฑ์คุมสารหล่อเย็นรั่วไหล
การจัดการ “สารทำความเย็น” หรือ “สารเหลวหล่อเย็น” ข้างต้นนี้ ล้วนจัดเป็นสารพิษอันตราย ในต่างประเทศมีการออกระเบียบด้าน “สิ่งแวดล้อม” ที่รัดกุมเป็นการเฉพาะ เช่น กฎหมายอากาศสะอาด EPA AIM Act & Section 608 ของสหรัฐอเมริกา กำหนดให้ระบบทำความเย็นที่มีการบรรจุสาร HFC หรือสารทดแทนตั้งแต่ 15 ปอนด์ขึ้นไป ต้องทำบันทึกประวัติการซ่อมบำรุงและตรวจเช็กการรั่วไหล และหากระบบขนาดใหญ่ (บรรจุสาร 50 ปอนด์ขึ้นไป) มีอัตราการรั่วไหลเกินกว่า 125% ของความจุต้องรายงานปีละครั้ง
ฝั่งสหภาพยุโรป มีข้อบังคับสองส่วนหลัก คือ 1.F-Gas Regulation (กำหนดให้ผู้ใช้ระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ต้องทำ “สมุดบันทึกประวัติสารทำความเย็น” (Refrigerant Logbooks) เพื่อบันทึกปริมาณ ประเภทสารเคมี การเติมสาร และปริมาณที่รีไซเคิล และ 2.EED (Energy Efficiency Directive) บังคับให้ Data Center ที่มีขนาดตั้งแต่ 300-500 kW ต้องรายงานประสิทธิภาพการใช้พลังงาน รวมถึงพลังงานที่ใช้ในระบบหล่อเย็น (Cooling Component) ต่อสาธารณะ ผ่านฐานข้อมูลกลางของยุโรปทุกปี
นอกจากนี้ กว่า 150 ประเทศ ที่ผูกพันตามข้อตกลงพิธีสารมอนทรีออล ฉบับแก้ไขข้อกำหนดคิกาลี บังคับให้ผู้จัดจำหน่ายและผู้นำเข้าต้องเปิดเผยตัวเลขปริมาณสารเคมีแก่รัฐบาล เพื่อจำกัดโควตาการนำเข้าก๊าซกลุ่ม HFC ในแต่ละปี ซึ่งส่งผลเชิงบังคับให้ผู้ใช้งานปลายทาง เช่น Data Center ต้องรายงานการถือครองสารเคมีเหล่านั้นต่อหน่วยงานสิ่งแวดล้อมในประเทศของตนอัตโนมัติ
ผู้สื่อข่าวรายงานด้วยว่า จากการตรวจสอบข้อมูลในส่วนของประเทศไทย มีข้อกำหนดที่จะเกี่ยวกับสารหล่อเย็น ราว 2 ฉบับ โดยเฉพาะเมื่อมีการซ่อมบำรุงหรือกำจัดของเหลวเสื่อมสภาพจากระบบหล่อเย็น Direct to chip คือ
1.พ.ร.บ. วัตถุอันตราย (กรมโรงงานอุตสาหกรรม) กล่าวคือ สารหล่อเย็นเคมีสำเร็จรูปส่วนใหญ่จัดเป็นวัตถุอันตราย การเก็บสำรองสารเคมีใหม่ การถ่ายเทสารเคมีเก่าที่เสื่อมสภาพเพื่อเตรียมทำลาย จะต้องทำบันทึก ครอบครอง และแจ้งต่อนายทะเบียนตามกำหนด
2.ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง การกำจัดสิ่งปฏิกูลหรือวัสดุที่ไม่ใช้แล้ว ซึ่งของเหลวหรือน้ำยาหล่อเย็นเสื่อมสภาพจากดาต้าเซ็นเตอร์ อาจถือเป็น “กากอุตสาหกรรมอันตราย” (Hazardous Waste) ห้ามทิ้งลงท่อระบายน้ำสาธารณะเด็ดขาด การขนย้ายไปทำลายภายนอกดาต้าเซ็นเตอร์ต้องใช้บริการบริษัทรับบำบัดที่มีใบอนุญาตประเภท 105 หรือ 106 และต้องรายงานผ่านระบบ e-Government (ระบบกำกับการขนส่งกากอุตสาหกรรม – Manifest System)