Miglioramento dell efficienza energetica dei centri di calcolo del CNR (ACRONIMO: green.it) CONTESTO E FABBISOGNI I costi energetici totali del CNR ammontano attualmente a circa 23 milioni di euro l anno, considerando sia i consumi elettrici che i consumi di combustibili (prevalentemente metano). In termini percentuali, i consumi elettrici sono largamente prevalenti (circa 80% del totale) e corrispondono ad un costo di quasi 19 milioni di euro/anno. I consumi elettrici sono concentrati soprattutto nelle Aree della Ricerca e negli Istituti più grandi: in particolare, le 25 maggiori utenze del CNR assorbono circa il 90% dei consumi elettrici totali, con un costo corrispondente di circa 17 milioni di euro/anno. L obiettivo di questo progetto è la riduzione dei consumi elettrici (e dei relativi costi) attraverso un miglioramento dell efficienza energetica dei centri di calcolo presenti nelle principali strutture del CNR. Da misure elettriche da noi effettuate nel corso del 2015 presso la Sede Centrale del CNR e nell Area della Ricerca di Tor Vergata risulta che una parte importante dei consumi elettrici di queste due utenze è dovuta ai centri di calcolo (detti anche nel linguaggio corrente CED o Data Center): in Sede Centrale i centri di calcolo assorbono il 38% dei consumi elettrici totali, mentre nell Area di Tor Vergata si arriva a circa il 10% del totale. Se queste percentuali fossero confermate anche nelle altre grandi utenze del CNR, significherebbe che la spesa energetica globale per il funzionamento di tutti i principali centri di calcolo del CNR ammonta ad alcuni milioni di euro. Le indagini sperimentali hanno poi confermato che i centri di calcolo esaminati hanno prestazioni energetiche modeste e con enormi potenzialità di miglioramento: ad esempio, nel centro di calcolo della Sede Centrale è possibile una riduzione dei consumi anche del 50% con tempi di ritorno degli investimenti molto rapidi. Se estendiamo questo ragionamento all intero CNR, le potenzialità di risparmio energetico ed economico attraverso un piano di riqualificazione energetica dei centri di calcolo potrebbero essere molto interessanti. Si tenga presente che negli ultimi anni molte grandi aziende stanno investendo nella riqualificazione energetica dei loro centri di calcolo, arrivando in molti casi a realizzare dei veri e propri Green Data Center a bassissimo consumo energetico (sono noti i casi di Google, Facebook, ENI). Esistono pertanto soluzioni tecniche praticabili, più o meno innovative, per ridurre drasticamente i consumi energetici dei centri di calcolo attuali, arrivando anche a trasformarli in Green data Center. 1
SINTESI DELLA PROPOSTA Fino ad oggi i centri di calcolo del CNR si sono evoluti ed aggiornati continuamente sulla spinta delle crescenti necessità informatiche, ma senza considerare il problema dei consumi energetici. Questo atteggiamento è peraltro comune a gran parte delle aziende e degli enti sia in Italia che all estero, in quanto il problema dei consumi energetici dei CED è emerso di recente e solo poche aziende hanno già attuato provvedimenti concreti. Un altro aspetto che finora ha impedito provvedimenti di risparmio energetico in molte aziende o enti è legato al fatto che ovunque il personale informatico che gestisce i CED non ha conoscenze di tipo energetico, e spesso non ha contatti con i colleghi che si occupano della gestione energetica. Si consideri inoltre che al CNR la gestione dei centri di calcolo è affidata direttamente alle singole strutture periferiche (Aree della Ricerca o Istituti) che agiscono in totale autonomia, per ovvi motivi di efficienza operativa. Per queste ragioni attualmente al CNR: - Non esiste un censimento completo dei CED e delle loro caratteristiche; - Tranne pochi casi, non sono mai state effettuate misure di consumo energetico dei CED; - Il personale addetto ai CED non ha una formazione specifica sugli aspetti energetici del funzionamento dei CED. Sulla base di queste considerazioni, il nostro progetto prevede le seguenti attività: 1) Un censimento completo dei centri di calcolo presenti in tutte le sedi del CNR, che permetta di conoscere ubicazione e caratteristiche tecniche delle apparecchiature informatiche e di servizio (gruppi di continuità, impianti di condizionamento, caratteristiche dei locali, ecc ); 2) Un indagine sperimentale sui consumi e sulle prestazioni dei centri di calcolo situati in tutte le maggiori utenze del CNR, in modo da quantificare i consumi totali dei CED ed individuare le potenzialità di miglioramento; 3) Una attività di formazione teorico/pratica nel settore energetico per il personale informatico delle strutture periferiche, da svolgersi in occasione delle attività di misura presso i singoli centri di calcolo; 4) Lo sviluppo di linee guida, sviluppate in base ai risultati dei sopralluoghi e delle misure effettuate, che suggeriscano le soluzioni tecniche più appropriate per l efficientamento energetico dei CED; 5) La proposta di un piano di riqualificazione energetica di un primo insieme di CED, individuati in base ai consumi, alle attuali prestazioni energetiche ed alla possibilità di effettuare interventi migliorativi, sviluppato in collaborazione con i responsabili delle strutture coinvolte, con studi di fattibilità tecnico/economica; 6) L avvio di un servizio per i referenti/responsabili ed il personale informatico dell intero sistema dei centri di calcolo del CNR che favorisca l incontro, il confronto e la condivisione di esperienze sui temi del risparmio energetico nel campo dell IT, per stimolare attività finalizzate al miglioramento dell efficienza nell utilizzo delle risorse informatiche, progetti di razionalizzazione delle risorse di calcolo ed eventuale realizzazione di servizi informatici da fornire anche all esterno del CNR. 2
7) In occasione del censimento e delle misure dei consumi dei centri di calcolo è possibile effettuare contestualmente anche un censimento dei laboratori più energivori (camere bianche, banchi prova, ecc ) presenti nelle Aree della Ricerca, utile per realizzare diagnosi energetiche complete delle strutture interessate. OBIETTIVI DELLA PROPOSTA L obiettivo della proposta è lo svolgimento di un indagine completa sui centri di calcolo del CNR, che rappresentano una delle maggiori voci di costo energetico per l Ente, con lo scopo di conoscere lo stato di fatto, misurare i consumi energetici e studiare un piano per la riduzione dei consumi. Al termine del progetto il CNR sarà in grado di conoscere lo stato attuale della rete dei centri di calcolo presenti nelle sue strutture e di poter pianificare sulla base di dati certi gli investimenti per la riduzione della spesa energetica complessiva. Gli interventi possibili non riguardano solo la riduzione dei consumi energetici, ma anche il miglioramento dell efficienza nell utilizzo delle infrastrutture informatiche. Un indagine di questo tipo non è mai stata svolta finora al CNR, e questo rappresenta senza dubbio un aspetto di originalità della proposta. Altro obiettivo non secondario della proposta è l aumento del livello di cultura energetica del personale informatico dell Ente. Il progetto si propone infatti di aggiornare il personale informatico delle strutture periferiche sulle tematiche del risparmio energetico attraverso appositi corsi di formazione di carattere teorico/pratico da svolgersi contestualmente alle attività di misura dei consumi energetici presso le singole strutture. Un altro aspetto importante riguarda il fatto che l attività di gestione dei centri di calcolo è stata svolta finora dal personale informatico in maniera autonoma, senza interazioni con il personale tecnico addetto alla gestione energetica (energy manager o tecnici impiantisti). Il progetto vuole migliorare la comunicazione e lo scambio di esperienze tra colleghi, attivando una collaborazione tra il personale informatico e gli addetti alla gestione energetica. Per questa ragione il gruppo di lavoro del progetto include persone sia di estrazione informatica che energetica. La possibilità di potersi avvalere della collaborazione di Istituti del CNR con competenze specifiche nel campo degli impianti (come il CNR-ITAE), può permetterci di predisporre un piano di interventi di riqualificazione energetica dei CED che includa anche soluzioni particolarmente innovative (come l utilizzo di sistemi di trigenerazione con Fuel Cells), potenzialmente trasferibili anche in interventi presso altri Enti pubblici o Aziende. CONTRIBUTO AL MIGLIORAMENTO E ALL INNOVAZIONE Il progetto mira al miglioramento della gestione energetica dell Ente attraverso lo studio di interventi di efficienza energetica dei centri di calcolo, che rappresentano una delle voci più significative della spesa energetica. E inoltre prevista una attività di formazione teorico/pratica sull energia destinata al personale informatico, in modo da aumentare il livello di conoscenza, incentivare il coinvolgimento del personale alle pratiche di risparmio energetico e favorire lo scambio di esperienze e conoscenze tra il personale informatico e i tecnici responsabili della gestione energetica. 3
La proposta rientra pertanto a pieno titolo nell area tematica: c. innovazioni nell ambito del risparmio energetico, in materia di educazione e sostenibilità ambientale. Il progetto presenta aspetti di assoluta novità per l Ente, non essendo mai stata effettuata fino ad ora un indagine di questo tipo. Il progetto è inoltre coerente con le ultime Direttive europee e con la normativa nazionale in tema di efficienza energetica. In particolare, la nuova Direttiva 2012/27/UE sull'efficienza energetica incoraggia l adozione da parte degli Enti pubblici di un piano di efficienza energetica, che contenga obiettivi e azioni specifici di risparmio energetico, e ad instaurare un sistema di gestione dell'energia, compresi audit energetici, nel quadro dell'attuazione dello stesso piano. DESCRIZIONE DELLE ATTIVITÀ Ufficio/struttura competente con eventuali inter-connessioni tra uffici/strutture L ufficio competente per questo progetto è la Struttura di particolare Rilievo Reti e Sistemi Informativi, afferente alla Direzione Generale. Beneficiari diretti (interni o esterni) L obiettivo finale di questa attività è la riduzione dei consumi e dei costi energetici: beneficiario diretto dei risparmi è l Amministrazione Centrale ed indirettamente gli Istituti e le Aree della Ricerca. Dal punto di vista del benessere organizzativo, la maggiore partecipazione del personale informatico alle attività di gestione energetica dovrebbero portare un beneficio in termini di soddisfazione professionale per il personale dell Ente. Tempistica di realizzazione La durata prevista per il progetto è di 18 mesi, da gennaio 2016 a giugno 2017 (vedere diagramma di GANTT in coda al documento). L attività è divisa nei seguenti Workpackages (WP): WP1: Censimento dei centri di calcolo del CNR (durata 6 mesi; inizio 1 mese) WP2: Misura dei consumi energetici e delle prestazioni (durata 8 mesi; inizio 7 mese) WP3: Attività di formazione (durata 8 mesi; inizio 7 mese) WP4: Piano per l efficienza energetica dei centri di calcolo (durata 4 mesi; inizio 14 mese) WP5: Management del progetto (durata 18 mesi; inizio 1 mese). 4
Eventuale sistema di monitoraggio e valutazione dei risultati attesi Il monitoraggio delle attività può essere facilmente effettuato verificando i risultati attesi elencati al punto seguente. Risultati attesi - Realizzazione di un censimento completo dei centri di calcolo del CNR, con le caratteristiche delle apparecchiature IT e non-it presenti; - Realizzazione di una campagna sperimentale di misura dei consumi elettrici dei centri di calcolo delle maggiori utenze del CNR (si prenderanno in considerazione le 25 utenze CNR più energivore, con priorità alle 16 strutture più grandi con un consumo superiore al milione di kwh/anno); i risultati delle indagini sperimentali saranno raccolte in rapporti tecnici; - Organizzazione di corsi di formazione interni per il personale informatico da svolgersi in occasione delle attività di misura; - Redazione di un Piano per l efficienza energetica dei centri di calcolo del CNR; - Redazione di linee guida per la realizzazione di intervento di efficienza energetica dei centri di calcolo del CNR; - Organizzazione di un convegno finale per la presentazione del Piano per l efficienza energetica dei centri di calcolo del CNR. Stima delle risorse necessarie (costi personale, altre tipologie di costi) Si individuano i seguenti costi orientativi: Attrezzatura di misura (fissa e mobile) per audit energetici dei CED: 23.000 euro Costi disseminazione, eventi, formazione: 4.000 euro Missioni: 11.000 euro Totale: 38.000 euro Collaborazioni Per il successo del progetto è prevista la collaborazione del personale CNR del settore informatico ed energetico presente nelle strutture centrali e periferiche. In particolare, è prevista la collaborazione alle attività della rete degli Energy manager del CNR (21 Energy manager che operano nelle principali Aree della Ricerca ed Istituti) e della rete dei referenti informatici dell Ente. Inoltre è prevista la collaborazione dei ricercatori dell Istituto di tecnologie avanzate per l'energia di Messina (ITAE) che ha già collaborato alla definizione di interventi innovativi per la riqualificazione energetica del CED della Sede Centrale, studiando anche una soluzione innovativa con sistema di trigenerazione con Fuel cells. 5
Per le attività di comunicazione è previsto l utilizzo del portale CNR-Energy+, piattaforma di Energy management del CNR, realizzato nell ambito del progetto Energy+ vincitore del Premio Innovazione CNR 2013. Gruppo di lavoro 1. Enrico Simeoli DG SPR Reti e Sistemi Informativi 2. Manlio Astolfi DG SPR Reti e Sistemi Informativi 3. Vincenzo Delle Site Dipartimento Ingegneria, ICT e Tecnologie per l Energia e i Trasporti 4. Francesco Fellin IGI Istituto Gas Ionizzati Padova 5. Ermann Ripepi IMAA Istituto di Metodologie per l Analisi Ambientale Tito Scalo PZ 6. Fabrizio Roccato ISAC Istituto di Scienze dell'atmosfera e del Clima Bologna 7. Lorenzo Rossi IIT - Istituto di Informatica e Telematica Pisa 8. Simona Tubertini Area della Ricerca di Bologna 6
PROGETTO green.it TEMPISTICA MESI 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 WP1: CENSIMENTO CENTRI DI CALCOLO WP2: MISURE CONSUMI E PRESTAZIONI DEI CED WP3: ATTIVITA DI FORMAZIONE WP4: PIANO EFFICIENZA ENERGETICA DEI CED WP5: MANAGEMENT DEL PROGETTO Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu 2016 2017 A cura di V. Delle Site 7