Large data centres in cities risk suburban heating

शहर लंबे समय से गर्मी को सोखने के लिए जाने जाते रहे हैं, जिससे गर्मी के ऐसे पॉकेट बन जाते हैं जो आसपास के ग्रामीण इलाकों की तुलना में काफी गर्म होते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि कंक्रीट और डामर सूर्य की ऊर्जा को सोख लेते हैं और उसे धीरे-धीरे छोड़ते हैं, जबकि मिट्टी और पौधों की कमी का मतलब है कि शीतलन वाष्पीकरण (cooling evaporation) कम होता है। अब, इस शहरी मिश्रण में गर्मी की एक नई परत जोड़ी जा रही है, जो आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस क्रांति को शक्ति देने वाले विशाल सर्वरों से आती है। ये सुविधाएं, जिन्हें डेटा सेंटर कहा जाता है, अपने कंप्यूटरों को चलाने और ठंडा रखने के लिए भारी मात्रा में बिजली की खपत करती हैं। हालांकि उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा आधुनिक जीवन के लिए आवश्यक है, लेकिन उस ऊर्जा के उपयोग के उपोत्पाद (byproduct) के रूप में उत्पन्न होने वाली गर्मी सीधे वायुमंडल में छोड़ी जा रही है, दिन और रात दोनों समय। जैसे-जैसे ये सुविधाएं छोटे सर्वर रूम से बढ़कर गीगावाट-स्केल के परिसरों में बदल रही हैं, वैज्ञानिक एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछ रहे हैं: क्या हम अनजाने में अपने शहरों को और भी गर्म स्थानों में बदल रहे हैं, विशेष रूप से खतरनाक हीटवेव (लू) के दौरान?

न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय के एंड्रयू पिटमैन के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने सिडनी, ऑस्ट्रेलिया पर ध्यान केंद्रित करके इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने शहर के डेटा केंद्रों के तेजी से विस्तार पर ध्यान केंद्रित किया, जिसमें दर्जनों मौजूदा साइटें, निर्माण के अधीन कई साइटें और नियोजन के चरणों में कई विशाल परियोजनाएं शामिल हैं। प्रभाव को समझने के लिए, टीम ने वायुमंडल के एक परिष्कृत कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया जो मौसम के पैटर्न को बहुत सूक्ष्म स्तर पर सिम्युलेट करता है, जो शहर के एक-किलोमीटर के वर्गाकार क्षेत्रों तक ज़ूम करता है। उन्होंने दस अलग-अलग हीटवेव घटनाओं के सिमुलेशन चलाए, जिसमें वर्तमान मौसम की तुलना उस परिदृश्य से की गई जहाँ वर्तमान, निर्माणाधीन और नियोजित सभी डेटा केंद्रों को उनकी पूरी क्षमता पर चालू कर दिया गया हो। इससे उन्हें इन सुविधाओं से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी (waste heat) के स्थानीय वायु तापमान पर विशिष्ट प्रभाव को अलग करने में मदद मिली।

परिणामों ने एक स्पष्ट और महत्वपूर्ण तापन प्रभाव (warming effect) का खुलासा किया, विशेष रूप से शहर के पश्चिमी भाग में जहाँ सबसे बड़े डेटा केंद्र स्थित हैं। जब ये सभी सुविधाएं एक साथ संचालित होती हैं, तो हीटवेव के दौरान औसत वायु तापमान एक बड़े क्षेत्र में 0.5 से 1.0 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है। सबसे बड़ी साइटों के निकटवर्ती क्षेत्र में, गर्मी और भी तीव्र है, जहाँ औसत तापमान 1.5 डिग्री से अधिक बढ़ जाता है। मॉडल ने दिखाया कि यह अतिरिक्त गर्मी दिन के सबसे गर्म समय और रात के सबसे ठंडे समय, दोनों को प्रभावित करती है, लेकिन रात के तापमान पर प्रभाव विशेष रूप से चौंकाने वाला है। सबसे बड़े डेटा सेंटर के पास, न्यूनतम तापमान—वह सबसे निचला बिंदु जो सूर्योदय से पहले हवा तक पहुँचता है—3.5 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है। इसका मतलब है कि गर्मी की एक गर्म रात में, हवा सामान्य रूप से जितनी ठंडी होती है, उतनी ठंडी नहीं हो पाएगी, जिससे आसपास के वातावरण और लोगों को राहत मिलने में कमी आएगी।

समस्या का पैमाना इस बात पर बहुत निर्भर करता है कि डेटा केंद्रों को कैसे ठंडा किया जाता है और वे कितने बड़े हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि छोटी सुविधाएं नगण्य प्रभाव डालती हैं, लेकिन नए जमाने के विशाल डेटा केंद्र, जिनमें से कुछ की योजना 1,000 मेगावाट से अधिक की है, स्थानीय जलवायु को बदल देते हैं। कूलिंग का तरीका भी मायने रखता है। कई डेटा सेंटर गर्मी को सोखने के लिए पानी का उपयोग करते हैं, जो वाष्प में बदल जाता है और ऊर्जा को दूर ले जाता है। हालांकि यह गर्म हवा के तत्काल उत्सर्जन को रोकता है, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि सिडनी जैसे शहर में, जो पानी की कमी का सामना कर रहा है, इस पद्धति पर निर्भर रहना जोखिम भरा है। यदि जल-शीतलन (water cooling) पर प्रतिबंध लगा दिया जाए और सारी गर्मी को 'सेंसिबल हीट' के रूप में सीधे हवा में छोड़ना पड़े, तो गर्म होने वाला क्षेत्र काफी बढ़ जाएगा, जो उत्तरी सिडनी तक पहुँच जाएगा और अधिक लोगों को उच्च तापमान के संपर्क में लाएगा।

इस तापन की मानवीय लागत मापने योग्य है। वर्तमान जनसंख्या डेटा के आधार पर, शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि उनके सबसे चरम परिदृश्य में, जहाँ सभी नियोजित बड़े डेटा केंद्र बनाए गए हैं, सिडनी के लगभग 255,000 लोग ऐसी हीटवेव के संपर्क में आ सकते हैं जो अन्यथा होने वाली तुलना में कम से कम 0.3 डिग्री सेल्सियस अधिक गर्म होगी। 78,000 से अधिक लोग ऐसी हीटवेव का सामना कर सकते हैं जो कम से कम 0.5 डिग्री अधिक गर्म हो। यह केवल आराम का मामला नहीं है; उच्च तापमान हीटवेव के दौरान मृत्यु दर में वृद्धि, आर्थिक नुकसान और स्वास्थ्य जोखिमों से जुड़ा होता है। अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि इन सुविधाओं से निकलने वाली गर्मी मौजूदा 'अर्बन हीट आइलैंड' प्रभाव और वैश्विक तापन की व्यापक प्रवृत्ति में जोड़ने वाली (additive) है, जो शहर के निवासियों के लिए एक संचयी जोखिम पैदा करती है।

शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि समाधान इन सुविधाओं के निर्माण के स्थान में निहित हो सकता है। बड़े डेटा केंद्रों को शहर की सीमाओं के बाहर रखने से शहरी क्षेत्रों के भीतर गर्मी बढ़ने से रोका जा सकता है। यह दृष्टिकोण क्षेत्रीय कस्बों को भी लाभान्वित कर सकता है, क्योंकि इन दूरस्थ सुविधाओं को हाई-स्पीड नेटवर्क के माध्यम से शहरों से जोड़ने से उन समुदायों के लिए डिजिटल कनेक्टिविटी में सुधार होगा। यदि डेटा केंद्रों को शहरों में ही रहना है, तो अध्ययन सलाह देता है कि उन्हें टेक्नोलॉजी प्रेसिंक्ट्स (तकनीकी क्षेत्रों) में एक साथ क्लस्टर करने से बचें, क्योंकि कई साइटों से निकलने वाली संयुक्त गर्मी, बिखरी हुई छोटी सुविधाओं की तुलना में बहुत अधिक स्थानीय तापन प्रभाव पैदा करती है। इसके अलावा, बिजली कटौती के दौरान और भी अधिक गर्मी और प्रदूषण छोड़ने वाले बैकअप डीजल या गैस जनरेटरों पर निर्भरता, एक और जोखिम का स्तर प्रस्तुत करती है जिसे योजनाकारों को विचार में लेना चाहिए।

अंततः, यह कार्य शहरी नियोजन और जलवायु लचीलेपन (climate resilience) के बारे में चर्चा में एक पहले से अनदेखे कारक को लेकर आया है। जबकि इन डेटा केंद्रों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा वैज्ञानिक और चिकित्सा संबंधी सफलताओं को प्रेरित करती है, उनके द्वारा छोड़ी जाने वाली भौतिक गर्मी स्थानीय पर्यावरण को नया आकार दे रही है। अध्ययन सुझाव देता है कि जैसे-जैसे आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस की मांग बढ़ रही है, वैसे-वैसे उस बुनियादी ढांचे के थर्मल फुटप्रिंट (thermal footprint) को प्रबंधित करने की आवश्यकता भी बढ़ रही है जो इसे सहारा देता है। इन गतिशीलताओं को समझकर, शहर के योजनाकार और नीति निर्माता इन आवश्यक सुविधाओं के स्थान निर्धारण के बारे में अधिक सूचित निर्णय ले सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि तकनीकी प्रगति का लक्ष्य शहरों को खतरनाक रूप से गर्म बनाने की कीमत पर न आए।