Eftersom den snabba tillväxten av AI-datacenter förvärrar världens energikris, har ingenjörer i Danmark hittat ett sätt att utnyttja de enorma mängderna ”spillvärme” som genereras av dessa centra, som vanligtvis går förlorad till utomhusluften.
Det finns mer än 12 500 datacenter runt om i världen och fler kommer online varje dag, vilket anstränger global energiinfrastruktur och resurser.
Förutom att de förbrukar hundratals miljarder liter vatten, ställer dessa system inte bara en enorm efterfrågan på det globala elnätet, utan kommer sannolikt också att bidra till den globala uppvärmningen i massiv skala.
International Energy Agency (IEA) har rapporterat att datacenter år 2024 använde 485 terawattimmar el, motsvarande 1,5 procent av världens totala energiförsörjning – eller Tysklands totala elproduktion.
Och denna siffra kommer att fördubblas till 3 procent till 2030, med en exponentiellt växande andel som drivs av AI-utveckling. Detta kommer när nationer söker energioberoende och måste drastiskt minska sina CO2-utsläpp.
Förenta nationernas ekonomiska kommission för Europa har faktiskt varnat för att den snabba expansionen av AI-hyperskalare – de storskaliga molntjänstleverantörerna som Google, Amazon och Microsoft – och de enorma datacenter som krävs för att stödja dem – utgör ett ”växande hot mot elsystem över hela världen”.
Spridningen av datacenter orsakar utbredd ilska. I Nederländerna grep polisen demonstranter mot byggandet av ett nytt Microsoft-datacenter nära Amsterdam i fredags. Samtidigt har Elon Musk förtjänat irritation hos invånare i Texas, där han flyttade sin AI- och SpaceX-verksamhet för att dra nytta av skattelättnader. Texaner röstade i sin första demokratiska senator – James Talarico – på nästan 40 år i veckans mellanårsval trots att Musk sänkte hundratals miljoner dollar i kampanjer för det republikanska partiet.
Så fungerar att fånga upp spillvärme
Superdatorn Bitten, som lanserades i maj i år vid Syddansk Universitet i Sønderborg, är AI-resursen för akademisk forskning över hela landet. Det ger den AI-beräkningskraft som krävs för djup dataanalys och komplexa vetenskapliga simuleringar.
Men precis som superdatorer och AI-datacenter överallt, matchar Bittens förmåga dess strömförbrukning. Tjugofyra timmar om dygnet genererar dess specialiserade processorer extrema mängder värmeenergi när de hanterar arbetsbelastningen.
Nu, istället för att bara låta den energin försvinna som AI-centra någon annanstans, återvinns 100 procent av spillvärmen med avancerad vätskekylningsteknik designad av det danska ingenjörsföretaget Danfoss. Detta ersätter traditionell luftkonditionering och fläktar som ventilerar till utomhusluften.
Det nya systemet pumpar kylvätska direkt över högtemperaturbearbetningsspånen och absorberar spillvärmen helt. Den värmen kan sedan kanaliseras direkt till Sønderborgs kommunala fjärrvärmenät för att hjälpa stadens 75 000 invånare att hålla sig varma.
Kristian Strand, VD för Danfoss Climate Solutions, sa till Bladet att när vi tar en bild eller laddar upp ett dokument så aktiverar vi bearbetning i ett datacenter.
”Det skapar värme som vi måste ta bort,” sa han. “With the waste heat recovery system, at the end of the process you basically have a tap of hot water coming out of the data centre. That hot water can then be used not only to heat homes but in industrial processes, too.”
Förvandla datacenter till energikällor
Över hela världen försvinner en kolossal mängd energi från industriella processer ut i atmosfären. Strand told Bladet that Danfoss calculated heat wasted across Europe in one year could power the entire city of Paris for 48 years, while roughly two-thirds of the world’s energy is expelled as excess heat.
USA har överlägset fler datacenter än något annat land, för närvarande cirka 4 000. De drar ner 5 procent av landets el. Ändå återvinner USA väldigt lite värme eftersom det inte har någonstans att ta vägen.
”Vi borde bygga datacenter där deras värme kan användas, inte bara där marken är billigast”, säger Jan Rosenow, professor i energi- och klimatpolitik vid University of Oxford.
Skandinavien har varit ledande när det gäller att fånga upp spillvärme, sa Rosenow. ”Metas datacenter i Odense i Danmark återvinner cirka 100 GWh per år, tillräckligt för 6 900 hem. Och Stockholm i Sverige har matat in datacentervärme i sitt nätverk sedan 2014.”
På Danfoss visas andra potentiella källor till spillvärme, från kylsystem i snabbköp till fabriker och reningsverk för avloppsvatten.
Dess ingenjörer ersatte nyligen två kolintensiva gaspannor på Sønderborgs sjukhus med ett värmepumpssystem som fångar upp spillvärme från medicinsk utrustning som MR-skannrar och från temperaturregleringssystem på operationssalar, avdelningar och korridorer.
Denna värme brukade ventileras utanför via kyltorn. Nu är sjukhuset energioberoende under nio månader om året och kan mata tillbaka värme till fjärrvärmenätet, vilket sparar betydande summor på värmeräkningen.
– Det fanns ett mycket bra affärsmässigt argument för att få detta att hända, säger Lasse Bo Madsen, chef för teknisk service vid Sønderborgs sjukhus. ”Projektet kommer att betala sig inom två år, och det betyder att vi kommer att kunna spendera mer pengar på patientvård och ny utrustning, som skannrar.”
Enligt Kristin Strand är denna teknik en enorm möjlighet att spara energi och minska koldioxidutsläppen. ”Vi har en enorm outnyttjad energikälla i spillvärme,” sa Strand. ”Att använda den energin minskar beroendet av fossila bränslen samtidigt som det är affärsmässigt.”