भारत में डेटा केंद्रों की सतत शीतलन व्यवस्था

पाठ्यक्रम: जीएस-3/विज्ञान और प्रौद्योगिकी; पर्यावरण

सन्दर्भ

• नागरिक समाज समूहों के लगातार विरोध के बाद, गूगल ने कहा है कि विशाखापत्तनम जिले में प्रस्तावित उसके 1-GW डेटा केंद्र में अपने सर्वरों को ठंडा करने के लिए एयर-कूलिंग तकनीक का उपयोग किया जाएगा

भारत में डेटा केंद्र

• भारत में डेटा केंद्रों की क्षमता 2020 में 520 मेगावाट से बढ़कर आज लगभग 1.5 गीगावाट हो गई है, यानी यह लगभग तीन गुना हो गई है।
• 2030 तक इसके 6.5 GW तक पहुँचने का अनुमान है, जो केवल चार वर्षों में चार गुना विस्तार होगा।
• इन सुविधाओं से बिजली की माँग 2024 में लगभग 13 टेरावाट-घंटे (TWh) से बढ़कर 2030 तक लगभग 57 TWh होने की उम्मीद है।
• केंद्रीय विद्युत मंत्रालय का अनुमान है कि अकेले कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) 2031-32 तक 26.3 गीगावाट की नई माँग बढ़ाएगी।
• अधिकांश डेटा केंद्र मुंबई, हैदराबाद, बेंगलुरु और राष्ट्रीय राजधानी क्षेत्र (NCR) जैसे मौजूदा तकनीकी केंद्रों के आसपास केंद्रित हैं। यही वे स्थान हैं जहाँ जल और विद्युत ग्रिड पर दबाव पहले से ही सबसे अधिक है।

डेटा केंद्र जल-गहन क्यों हैं?

• सर्वर और कंप्यूटिंग उपकरणों के लगातार संचालन के कारण डेटा केंद्र बहुत अधिक मात्रा में ऊष्मा (Heat) उत्पन्न करते हैं।
• सिद्धांत रूप में, 1-GW डेटा केंद्र 1 GW ऊष्मा उत्पन्न करेगा।
• इसलिए इष्टतम संचालन तापमान बनाए रखने के लिए शीतलन प्रणालियाँ (Cooling Systems) आवश्यक हैं। यह अकेले डेटा केंद्र की ऊर्जा खपत का लगभग 30–40% हिस्सा होती है।
• पारंपरिक जल-शीतित चिलर और कूलिंग टावर के लिए बड़ी मात्रा में मीठे पानी (Freshwater) की आवश्यकता हो सकती है।

प्रमुख डेटा केंद्र शीतलन प्रौद्योगिकियाँ

• एयर कूलिंग (Air Cooling): एयर कूलिंग में पंखे सर्वर रैक के अंदर या उनके आसपास ठंडी हवा प्रवाहित करते हैं और अंत में गर्म हवा को एकत्र करके ठंडा किया जाता है। गर्म हवा को एकत्रित, ठंडा और पुनः परिचालित किया जाता है।
• डायरेक्ट लिक्विड कूलिंग (Direct Liquid Cooling): इसमें शीतलक (Coolant) को उन घटकों के पास या सीधे उनके संपर्क में लाया जाता है, जो अधिकतम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं।
• इमर्शन कूलिंग (Immersion Cooling): इसमें इलेक्ट्रॉनिक घटकों को सीधे एक गैर-चालक द्रव (Non-conductive Liquid) में डुबोया जाता है, जो कंप्यूटिंग के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को अवशोषित करता है।
• इवैपोरेटिव कूलिंग (Evaporative Cooling): इसमें सर्वरों से ऊष्मा को पानी में स्थानांतरित करके हटाया जाता है, जिसके बाद कूलिंग टावर या इवैपोरेटिव कंडेंसर के माध्यम से पानी को वाष्पित होने दिया जाता है।

डेटा केंद्रों के विस्तार से जुड़ी चिंताएँ

• जल की खपत: एक 100 MW डेटा केंद्र प्रतिदिन लगभग 20 लाख लीटर पानी की खपत करता है। यह लगभग 6,500 परिवारों के दैनिक उपयोग के बराबर है।
• भारत के डेटा केंद्रों ने 2024-25 में अनुमानतः 150 अरब लीटर पानी की खपत की। 2030 तक यह आँकड़ा दोगुने से अधिक होकर 358 अरब लीटर प्रतिवर्ष होने का अनुमान है।
• एयर कूलिंग से जुड़ी समस्याएँ: एयर कूलिंग प्रत्यक्ष मीठे पानी की खपत को कम कर सकती है; हालांकि, बढ़ती बिजली की माँग के साथ इसके कुछ समझौते (Trade-offs) भी हैं। भारत में डेटा केंद्रों की बिजली की माँग वर्तमान में लगभग 1.5 GW से बढ़कर 2031–32 तक लगभग 17 GW होने का अनुमान है।
• भले ही कोई डेटा केंद्र अपने परिसर में पानी की खपत कम कर दे, फिर भी बिजली उत्पादन में पर्याप्त मात्रा में पानी का उपयोग हो सकता है।
• भारत का विद्युत ग्रिड पहले से ही रिकॉर्ड माँग के कारण दबाव में है। अकेले 2026 की पहली तिमाही में भारत ने 300 GW-घंटे नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग नहीं किया, क्योंकि ग्रिड उसे वहन करने में सक्षम नहीं था।
• पिछले पाँच वर्षों में भारत ने अपने वार्षिक पारेषण लक्ष्यों का केवल लगभग 80% ही पूरा किया है।
• नवीकरणीय ऊर्जा की चुनौतियाँ: सौर परियोजनाएँ उस गति से तेजी से बनाई जा रही हैं, जितनी गति से उनकी बिजली को पहुँचाने वाली पारेषण लाइनों का निर्माण हो रहा है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि डेटा केंद्रों को विश्वसनीय और निर्बाध बिजली की आवश्यकता होती है।
• यदि नवीकरणीय ऊर्जा उन तक नहीं पहुँच पाती है, तो बिजली कोयले से प्राप्त होगी, जिससे कार्बन उत्सर्जन का बोझ बढ़ेगा, जिसे भारत कम करने का प्रयास कर रहा है।
• सतह के तापमान में वृद्धि: एक अध्ययन में पाया गया कि डेटा केंद्र 10 किमी के दायरे में भूमि की सतह के तापमान को औसतन 2°C बढ़ाते हैं, जबकि चरम मामलों में यह वृद्धि 9.1°C तक पहुँच सकती है।
• अध्ययन का अनुमान है कि वैश्विक स्तर पर लगभग 34 करोड़ लोग इन प्रभावित क्षेत्रों में रहते हैं।
• ध्वनि प्रदूषण: बड़े पैमाने पर एयर-कूलिंग बुनियादी ढाँचा भी काफी शोर उत्पन्न करता है।
• चिलर और एयर-हैंडलिंग यूनिट लगभग 100 dB तक का शोर स्तर उत्पन्न कर सकते हैं।
• शासन संबंधी कमी (Governance Gap): विभिन्न राज्यों की डेटा केंद्र नीतियाँ बिजली शुल्क में छूट, पारेषण शुल्क में छूट, स्टाम्प शुल्क में राहत और त्वरित मंजूरी के रूप में उदार प्रोत्साहन प्रदान करती हैं।
• किसी भी प्रमुख राज्य नीति में डेटा केंद्र को शुरू करने से पहले ग्रिड प्रभाव आकलन (Grid Impact Assessment) को अनिवार्य नहीं किया गया है।

आगे की राह

• जल उपयोग का अनिवार्य खुलासा: ऑपरेटरों को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष जल खपत की जानकारी देनी चाहिए।
• जल-संकट के आधार पर स्थान का चयन: बड़े डेटा केंद्रों को उन क्षेत्रों में स्थापित करने से बचना चाहिए जहाँ भूजल पर गंभीर दबाव है।
• उपचारित अपशिष्ट जल का उपयोग: शीतलन के लिए मीठा पानी डिफ़ॉल्ट स्रोत नहीं होना चाहिए।
• नवीकरणीय ऊर्जा का एकीकरण: जल-गहन ताप विद्युत पर निर्भरता को कम करना चाहिए।
• ग्रिड और भंडारण का विस्तार: बढ़ती एआई-संबंधी बिजली की माँग को पूरा करने के लिए पारेषण बुनियादी ढाँचे और ऊर्जा भंडारण को मजबूत करना चाहिए।

स्रोत: TH, BS