Американська компанія Epic Systems, що розробляє програмне забезпечення для охорони здоров'я, два десятиліття будує підземну систему зберігання тепла, яка обігріває та охолоджує близько 40 будівель її кампусу у Вероні, штат Вісконсін. Джерело тепла — дата-центр потужністю 3,5 МВт. Компанія пробурила приблизно 6 100 свердловин глибиною від 90 до 240 метрів. Влітку надлишкове тепло серверів закачується в породу, а взимку витягується назад.
Головна проблема повторного використання тепла дата-центрів — сезонний розрив. Сервери виділяють тепло щогодини протягом року, тоді як у більшості регіонів США будівлі потребують обігріву лише близько чотирьох місяців. Пряме постачання тепла до сусідніх будівель добре працює в лютому, але не вирішує нічого в липні. Саме зберігання закриває цю прогалину.
Принцип роботи системи нагадує снігову кучугуру на парковці: тонкий шар снігу на дорозі може розтанути за день, але велика купа, зсунута снігоочисником у кут, лежить до квітня. Різниця — у співвідношенні площі поверхні до об'єму. Під землею працює той самий принцип: вода, нагріта серверами, влітку прокачується трубою на глибину і нагріває породу навколо. Порода погано проводить тепло, і це не дефект, а ключова умова — саме тому тепло залишається поблизу місця зберігання. У січні вода повертається тією ж трубою, підбирає збережене тепло і піднімається на поверхню теплішою, ніж опускалася. Ніякого бака під землею немає, ніякий акумулятор не заряджається — сховищем є сама порода, а зберігається тепло.
Температура, яку виробляють сервери дата-центру, становить близько 60 градусів за Цельсієм. Цього недостатньо, щоб обертати турбіну й виробляти електроенергію, але цілком достатньо для опалення: тепловий насос переміщує великі обсяги тепла за відносно малої кількості електрики. У Epic це тепло обігріває офіси, постачає гарячу воду до їдалень і розтоплює сніг на тротуарах. За даними Міністерства енергетики США, будівлі Epic споживають приблизно на 25% менше енергії, ніж порівнянні будівлі в тому ж кліматі. Вартість системи компанія не оприлюднювала.
Система має обмеження. Якщо щоразу влітку в породу надходить більше тепла, ніж витягується взимку, порода навколо свердловин поступово нагрівається рік за роком, доки поле не перестане приймати тепло за розрахункової температури. Epic вирішує це двома способами: використовує більше тепла, наприклад для попереднього підігріву води для бойлерів, і бурить додаткові свердловини, щоб розподілити тепло по більшому об'єму породи. Буріння потребує землі, обладнання та грошей. Частину витрат можна було б уникнути, використовуючи вже наявні свердловини: у США задокументовано понад 141 000 покинутих нафтогазових свердловин, які чекають на ліквідацію. Дослідники змоделювали, як простоюючі свердловини в Каліфорнії можна перетворити на теплові сховища без заміни сталевих обсадних колон. Але в більшості штатів свердловина регулюється або як нафтогазова, або як ліквідована — категорії для зберігання тепла немає. Пропонується спрощена процедура дозволу, яку штати могли б запровадити.
Ще два обмеження варто назвати прямо. Перше — відстань: збережене тепло лежить під об'єктом або поруч із ним, тож користувач має бути поблизу. Друге — масштаб: дата-центр Epic на 3,5 МВт є крихітним порівняно з AI-кампусами, які зараз будують на 100–1000 МВт, а його свердловинне поле обслуговує весь кампус, а не лише сервери. Ніхто ще не зберігав тепло дата-центру під землею в такому масштабі. Втім, схожа система, що зберігає тепло у підземних водоносних горизонтах, уже покриває 60–80% зимової потреби в опаленні.
4
