Kuva: CSC. Kuvaaja: Mikael Kanerva.
Datakeskustutkimus
Tutkimusalueet
Tutkimusalueet
Datakeskustutkimus
Kajaanin datakeskusekosysteemi rakentuu monipuolisesta toimijajoukosta, johon kuuluvat erilaiset datakeskukset, energiayhtiöt, suunnittelu- ja konsulttitoimistot sekä rakennusliikkeet ja niiden alihankkijat. Lisäksi ekosysteemin keskeisiä toimijoita ovat tutkimus- ja koulutuskeskus CEMIS, Kajaanin ammattikorkeakoulu, Tieteen tietotekniikan keskus CSC Oy, Oulun yliopisto ja Kainuun ammattiopisto sekä julkisen sektorin edustajat, kuten Kajaanin kaupunki ja Kainuun liitto.
Datakeskusten toiminnan vastuullisuuteen ja ympäristöystävällisyyteen vaikuttavat keskeisesti koko elinkaaren aikainen energiatehokkuus, sähköjärjestelmän häiriötön toimivuus ja toimintavarmuus, turvallisuus sekä ympäristökuormituksen ja hiilijalanjäljen vähentäminen.
Datakeskustutkimuksella edistetään erityisesti energiatehokkuutta ja ympäristöystävällisyyttä kehittämällä datakeskusten ylijäämälämmön hyödyntämiseen liittyviä ratkaisuja ja toimintamalleja.
Lähde: CSC. Kuvaaja: Mikael Kanerva.
Lähde: CSC. Kuvaaja: Mikael Kanerva.
Ylijäämälämmön hyödyntäminen
Datakeskukset kuluttavat merkittävästi energiaa, ja valtaosa tästä energiasta muuttuu lopulta lämmöksi, joka poistetaan datakeskuksista jäähdytysjärjestelmien kautta ylijäämälämpönä ympäristöön. Hyödyntämällä ja uudelleenkäyttämällä ylijäämälämpöä on mahdollista luoda uutta paikallista liiketoimintaa ja edistää kestävämpiä energiajärjestelmiä.
Ylijäämälämmön hyödyntäminen mahdollistaa energian tehokkaan uudelleenkäytön eri käyttökohteissa. Suomessa ja muissa Pohjoismaissa luontevin hyödyntämiskohde on kaukolämpö, erityisesti silloin, kun datakeskus sijaitsee kaukolämpöverkon läheisyydessä. Muita käyttökohteita ovat muun muassa biomassojen prosessointi, josta esimerkkinä sahatavaran ja sen sivutuotteiden kuivaus ja biokaasun tuotanto. Lisäksi sitä voidaan hyödyntää myös ruoantuotannossa, kuten kasvihuoneissa ja kalankasvatuksessa. Kemianteollisuudessa käyttömahdollisuuksia löytyy lääketeollisuudesta, tislaamoista ja panimoista.
Merkittävänä tutkimuskohteena ylijäämälämmön hyödyntämisessä on lämmöstä sähköksi -teknologiat, joilla sitä pyritään muuttamaan kustannustehokkaasti uudelleenkäytettäväksi sähköksi. Laajemmassa skaalassa nämä teknologia auttaisivat vähentämään datakeskuksen ulkoisen energian tarvetta sekä parantamaan niiden omavaraisuutta. Datakeskusten ylijäämälämmön muuntaminen juuri sähköksi voi tulevaisuudessa olla keskeinen osa datakeskustan energiatehokkuuden parantamista ja ilmastovaikutusten vähentämistä.
Tärkeä osa ylijäämälämmön kokonaistaloudellista hyödyntämistä on liiketoiminta- ja yhteistyömallien sekä teknologiaratkaisujen kehittäminen ylijäämälämpöä hyödyntävien toimijoiden välille. Tavoitteena on kehittää kaikkia osapuolia hyödyttävä yhteistoimintamalli.
Tutustu kirjallisuuskatsaukseen datakeskusten ylijäämälämmön hyödyntämisen mahdollisuuksista.
Kinnunen, J., Laajala, P., Härkönen, L., S., Ruuttunen, K., Näkkilä, J., Keränen, S., Kerttula, M., Pietarila, J. & Lappalainen, E. 2025. Kirjallisuuskatsaus datakeskusten hukkalämmön hyödyntämisen mahdollisuuksista. Kajaanin ammattikorkeakoulu. https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-7522-50-9
Alueellinen kokonaisoptimointi
Datakeskusten energiatehokkuuden parantaminen on keskeinen keino vähentää niiden ympäristökuormitusta ja edistää hiilineutraaliutta. Alueellisessa kokonaisoptimoinnissa otetaan huomioon energian ja materiaalien käytön tehostaminen, ylijäämälämmön hyödyntäminen sekä kehittyneet jäähdytysratkaisut, joiden avulla voidaan vähentää energiankulutusta ja luonnonvarojen käyttöä.
Digitaaliset kaksoset (digital twins) tarjoavat keinoja tarkastella datakeskuksen energiankäyttöä ja ympäristövaikutuksia kokonaisvaltaisesti. Simulointimallien avulla voidaan arvioida datakeskuksen tai supertietokoneen sisäistä toimintaa ja tehokkuutta, mutta myös ylijäämälämmön määrää ja hyödyntämismahdollisuuksia sekä optimoida jäähdytysprosesseja. Näin voidaan kehittää ratkaisuja, jotka edistävät nettonollapäästöjen saavuttamista tulevaisuudessa. Digitaaliset kaksoset mahdollistavat ympäristövaikutusten mallinnuksen ja pitkän aikavälin alueellisen kokonaisoptimoinnin.
Muut tutkimusalueet
