Kapasitas mengeksplorasi bagaimana perlombaan untuk memenuhi permintaan digital yang melonjak membentuk kembali desain pusat data
Meningkatnya permintaan akan layanan digital — mulai dari komputasi awan hingga beban kerja AI — telah memicu ledakan konstruksi di industri pusat data, karena perusahaan berlomba-lomba untuk memperluas kapasitas guna memenuhi kebutuhan global yang tak terpuaskan.
Microsoft, misalnya, berencana untuk menginvestasikan $80 miliar di pusat data yang berfokus pada AI pada tahun 2025 saja, dengan setengah dari jumlah tersebut dialokasikan untuk proyek-proyek di AS. Demikian pula, SoftBank Jepang berambisi untuk menggelontorkan $100 miliar ke infrastruktur AI di seluruh AS selama empat tahun ke depan.
Pertumbuhan eksplosif ini tercermin dalam proyeksi bahwa pasar pusat data dapat meroket hingga valuasi $483 miliar pada tahun 2029, menurut perkiraan dari DLA Piper dan TMT Finance.
Namun skala investasi ini disertai dengan tantangan yang signifikan. Pusat data terkenal sangat boros sumber daya, menghabiskan banyak energi, dan menempati ruang fisik yang besar.
Yayasan Jack Kemp, lembaga pemikir AS, memperkirakan bahwa satu permintaan ChatGPT membutuhkan sekitar 10 kali energi pencarian Google standar, dengan meningkatnya permintaan berpotensi menaikkan tagihan energi bagi konsumen dan usaha kecil hingga 70% dalam lima tahun ke depan.
Kapasitas mengkaji bagaimana operator pusat data dan firma konstruksi menavigasi tekanan ganda dalam meningkatkan skala dengan cepat untuk memenuhi permintaan sekaligus memastikan proyek mereka dibangun secara berkelanjutan.
Hidup di dunia material
Alur pemikiran yang semakin umum adalah bahwa pengoperasian pusat data merupakan penyebab utama emisi energi suatu lokasi. Namun, pembangunan fasilitas baru bisa jadi sama kotornya dengan pengoperasiannya.
Baja yang digunakan dalam pusat data sebagian besar berasal dari bijih besi, dibuat menggunakan proses yang dikenal sebagai tanur tinggi-tanur oksigen dasar, atau BF-BOF, yang secara tradisional menggunakan tanur pembakaran batu bara.
Ada pula beton, yang terbuat dari semen, yang menggunakan tungku besar yang ditenagai oleh bahan bakar fosil dalam jumlah besar. Angka-angka dari firma arsitektur Gensler menunjukkan bahwa untuk pusat data, beton dapat menghasilkan hingga 80% emisi karbon yang terkandung di suatu lokasi.
Dale Crawford, direktur eksekutif di Steel Tube Institute, mengatakan kepada Capacity bahwa karena umur pusat data bisa sesingkat tujuh hingga 10 tahun, pengembang perlu berhati-hati terhadap bahan yang mereka gunakan untuk mendapatkan penilaian akurat tentang keberlanjutan suatu situs.
“Hanya 15% limbah kayu yang didaur ulang, tetapi 98% baja struktural digunakan kembali atau didaur ulang di akhir masa pakai bangunan, tanpa penurunan kualitas atau paduannya,” kata Crawford. “Demikian pula, saluran baja mudah dipisahkan dan merupakan material yang paling banyak didaur ulang di dunia, dengan 60 hingga 80 juta ton sisa baja didaur ulang setiap tahun.”
Di bidang beton, perusahaan seperti Eco Material Technologies menggunakan pozolan, atau pengganti semen bubuk halus, untuk menawarkan campuran beton dengan karbon yang jauh lebih rendah. Perusahaan mengambil produk limbah seperti abu terbang dari pabrik batu bara, mengolahnya menggunakan Sistem Pelepasan Karbon Efisien (ECO) ES, lalu menggunakannya untuk membuat semen berkekuatan tinggi dan tahan lama yang mengandung karbon jauh lebih sedikit daripada semen Portland tradisional.
Produk-produk Eco Material terdapat di sekitar setengah dari pusat data yang dibangun di AS dan digunakan dalam pembangunan proyek-proyek seperti pabrik chip baru TSMC di Arizona, platform peluncuran SpaceX di Texas, dan fasilitas fabrikasi baterai dan semikonduktor Samsung di Taylor, Texas.
Grant Quasha, CEO Eco Material Technologies, mengatakan bahwa beberapa perusahaan telah “terjun bebas” ke detail yang lebih halus untuk mencoba dan menurunkan intensitas emisi dari struktur bangunan ini.
Quasha menjelaskan bahwa sementara beberapa perusahaan konstruksi bersikap "ambivalen" mengenai isi beton, pengembang dan pengguna akhir seperti mereka yang berkecimpung di bidang pusat data adalah pihak-pihak yang secara sadar memperhatikan rantai pasokan mereka.
“Perusahaan seperti Meta memiliki kelompok yang menguji semua material canggih ini dalam berbagai resep untuk menentukan desain campuran optimal guna menciptakan pusat data mereka,” tambahnya.
Pusat data baru yang sadar lingkungan dapat menggunakan produk seperti semen hijau Eco Material, PozzoSlag, untuk menyediakan pengganti semen dan beton sebesar 50 hingga 60%, yang secara efektif menggandakan penghematan emisi dibandingkan dengan penggunaan material semen tambahan tradisional.
Quasha mengungkapkan bahwa PozzoSlag dari Eco Material harganya hampir sama dengan semen Portland, namun menghasilkan jauh lebih sedikit karbon yang dihasilkan selama konstruksi.
Menangani emisi Cakupan 3 dengan desain yang lebih cerdas
Salah satu operator pusat data yang secara aktif menyadari emisi Lingkup 3-nya—emisi yang dihasilkan bukan oleh perusahaan itu sendiri tetapi melalui rantai pasokan—adalah Compass Datacenters.
Nancy Novak, kepala inovasi Compass, mengatakan sangat penting bagi perusahaan untuk melihat dampak lingkungan dari seluruh rantai pasokannya dan bukan hanya operasi satu lokasi saja.
"Lingkungan binaan, yang mencakup semua hal yang berhubungan dengan dunia konstruksi, secara nominal menyumbang 45 hingga 50% dari seluruh emisi gas rumah kaca di seluruh dunia," jelas Novak. "Dari jumlah tersebut, sekitar 12 hingga 15% hanya digunakan untuk melaksanakan proyek, sedangkan sisanya untuk memelihara, mengoperasikan, dan meningkatkan fasilitas."
“Dalam industri pusat data, ini seperti mengecat kapal — setiap tiga tahun, Anda melakukan penskalaan ulang, pemutakhiran, dan pada saat Anda menyerahkan ruang data terakhir, Anda sudah mulai memperbarui dan memutakhirkan dengan teknologi baru.”
Sebagai bagian dari upayanya, Novak dan tim di Compass telah dengan cermat mencoba mengukur bagian Cakupan 3 dari fasilitas mereka, sebuah pendekatan yang menghasilkan peningkatan keberlanjutan sebesar 18 hingga 19% dengan membuat perubahan pada praktik di luar lokasi.
“Kami mendalami setiap mitra rantai pasokan kami dan mempelajari praktik mereka secara mendalam sehingga kami dapat melacak jejak karbon kami, lalu membandingkannya dengan standar industri untuk dapat secara empiris mengatakan, di sinilah posisi kami saat ini, dan di sinilah kami dapat meningkatkannya, dan inilah mengapa ini jauh lebih baik daripada melakukannya dengan cara tradisional.”
Lebih lanjut mengenai upaya berkelanjutan Compass, Novak menekankan pentingnya manufaktur di luar lokasi dan pendekatan prafabrikasi berbasis komponen.
Dengan memanfaatkan rantai pasokannya, Compass dapat menciptakan desain pusat data modular yang sangat dapat disesuaikan dan dirancang untuk manufaktur, sehingga meningkatkan kinerja lingkungan secara keseluruhan dibandingkan dengan bangunan tradisional.
Novak menjelaskan: “Saat Anda melihat desain kami, kami memiliki seluruh halaman peralatan, dari dinding udara kami, termasuk dinding udara hibrida yang merupakan gabungan air dan udara, serta generator, pusat daya, dan seluruh struktur kami, beserta ruang pleno kami, untuk membawa semuanya ke lingkungan di luar lokasi.”
Namun, keberlanjutan bukan hanya sekadar fokus pada peralatan, Novak menekankan pendekatan holistik terhadap desain. Menyatukan tim yang beragam membantu mendorong desain lebih jauh.
“Pendekatan holistik ini memberi kami tenaga kerja yang lebih beragam, tenaga kerja yang lebih aman, dan tenaga kerja yang lebih berkualitas,” kata Novak. “Dan karena pengulangan di ruang mekanik, listrik, dan perpipaan utama di pusat data, Anda memperoleh pengurangan biaya dari skala ekonomi. Itulah strategi terbesar yang dimiliki Compass, dan sangat berhasil dengan rantai pasokan kami yang saling terkait erat.”
Menjaga agar tetap sejuk: Peran sistem udara
Beberapa lokasi pusat data mengandalkan pendinginan udara ketimbang cairan untuk menekan sejumlah besar panas yang dihasilkan oleh server yang terus beroperasi.
Menurut Panduan Vertiv untuk sistem pendingin pusat data, suhu operasi ideal untuk fasilitas ini biasanya berkisar antara 70 dan 75°F (21 dan 24°C).
Untuk menjaga suhu tetap terkendali, Tony Abate, VP dan CTO di AtmosAir Solutions, mengatakan operator perlu menggunakan teknologi pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC) yang efisien dan berkelanjutan.
“Pusat data harus menyediakan udara luar dalam jumlah besar untuk mendinginkan bangunan dan mencegah 'panas yang mematikan', yang dapat merusak komponen dan menyebabkan kegagalan,” kata Abate kepada Capacity. “Udara luar ini perlu disaring untuk menghilangkan kotoran, serbuk sari, dan polutan hasil pembakaran — partikel yang dapat terakumulasi pada filter peralatan dan unit pendingin, sehingga mengurangi efisiensi pendinginan dan meningkatkan suhu pengoperasian.”
Salah satu solusi yang disorot Abate adalah ionisasi bipolar (BPI), teknologi pembersih udara yang relatif baru yang dapat membantu memperpanjang umur peralatan pusat data.
Abate menjelaskan: “Sistem ini menetralkan muatan statis, yang dapat merusak peralatan elektronik yang sensitif, dan mengurangi jumlah udara luar yang dibutuhkan. Hal ini menurunkan penggunaan energi dan emisi gas rumah kaca, sehingga membuat pusat data lebih ramah lingkungan.”
Selain itu, teknologi BPI meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dengan menjaga udara di dalam fasilitas tetap bersih. “Tabung BPI membantu memastikan fasilitas beroperasi dengan efisiensi penuh, melindungi peralatan elektronik sekaligus meminimalkan penggunaan energi HVAC, yang dapat meningkatkan emisi gas rumah kaca,” tambah Abate.
Keberlanjutan dalam tindakan: Pelajaran dari LuxConnect
Salah satu operator Eropa yang menempatkan keberlanjutan di garis depan fasilitasnya adalah LuxConnect, sebuah perusahaan pusat data yang berpusat di Luksemburg.
Operator ini memiliki struktur yang tidak lazim dibandingkan dengan sebagian besar operator pusat data lainnya, karena dibuat oleh pemerintah Luksemburg — tetapi meskipun milik negara, perusahaan ini dikelola secara swasta.
Paul Konsbruck, CEO LuxConnect, mengatakan kepada Capacity bahwa model hibrida ini memungkinkannya memprioritaskan proyek keberlanjutan tanpa tekanan laba jangka pendek yang sama yang dihadapi oleh operator swasta.
Sejak awal, LuxConnect secara eksklusif menggunakan energi terbarukan untuk memberi daya pada fasilitasnya, mengambil sumber listriknya terutama dari negara-negara Nordik seperti Finlandia dan Norwegia, termasuk tenaga air dan angin, sebagai bagian dari kebijakan 'rendah hingga tidak ada jejak'.
Namun, alih-alih berfokus hanya pada peralihan ke energi terbarukan sebagai cara untuk membuat lokasi pusat data lebih ramah lingkungan, Konsbruck mengatakan bahkan sesuatu yang sederhana seperti menurunkan suhu ruang server satu atau dua derajat dapat "mengurangi secara signifikan" konsumsi energi.
Tim di LuxConnect juga telah berupaya untuk menjadi kreatif dalam mengurangi panas terbuang, mengubah produk sampingan menjadi sumber daya yang berharga.
Misalnya, perusahaan tersebut telah bermitra dengan pengembang lokal untuk memanfaatkan kembali panas buangan untuk proyek-proyek di dekatnya, seperti memanaskan rumah dan apartemen untuk orang tua yang akan datang. Operator tersebut juga menggunakan Kiowatt, pabrik kogenerasi di dekatnya, untuk mengubah kayu buangan dari furnitur menjadi listrik.
Konsbruck menjelaskan: “Pembangkit ini membakar kayu limbah, sehingga panas yang biasanya dilepaskan ke atmosfer disuntikkan ke jaringan listrik di area bisnis terdekat, sebagian panas yang dihasilkan turbin digunakan untuk mengeringkan kayu segar untuk produksi pelet kayu, kemudian 65% panas yang tersisa diubah menjadi air dingin, yang kemudian disalurkan melalui jaringan bawah tanah kembali ke pusat data.”
Ini adalah proses yang rumit, tetapi menurut CEO, LuxConnect bangga dengan prosesnya, karena berhasil mengurangi total emisi CO2 di Luksemburg sekitar 27,000 metrik ton per tahun, sekaligus menghemat uang operator.
Konsbruck mengatakan upaya di LuxConnect menunjukkan bahwa keberlanjutan dan profitabilitas pusat data bukanlah hal yang saling eksklusif, dan perusahaan ingin memimpin dengan memberi contoh.
"Jika Anda ingin meyakinkan pelaku pasar lain untuk bersikap berkelanjutan sebisa mungkin, Anda harus memulainya sendiri," katanya. "Kami akan terus melakukannya untuk menunjukkan kepada orang lain bahwa sebenarnya mungkin untuk meraih keuntungan di satu sisi tetapi juga memiliki komitmen yang kuat terhadap keberlanjutan di sisi lain."