كيف يغيّر مركز البيانات تحت الماء في أولسان مشكلة مياه التبريد
اختيرت أولسان الموقع النهائي لمشروع «تطوير النموذج القياسي لمركز البيانات تحت الماء صافٍ الكربون»QM في إطار وزارةциона oceans fisheries بكوريا الجنوبية، بعد تأمين تمويل حكومي مركزي بقيمة 40 مليار وون كوري (نحو 29 مليون دولار أمريكي) خلال السنوات الخمس AMOLED، وإجمالي التزامات بلغت 51.1 مليار وون كوري بحلول عام 2030 (Data Center Dynamics, 2026; Seoul Economic Daily, 2026-04-08). صُمم المشروع لاستيعاب ما يصل إلى 100,000 خادم داخل وعاء ضغط على عمق يقارب 20 مترًا تحت سطح البحر، مع الاعتماد على مياه أولسان Offshore التي يبلغ متوسطها السنوي 13.3 °C كسائل تبريد أولي، ويهدف إلى تحقيق كفاءة استخدام الطاقة (PUE) قدرها 1.2 عند عمق 20 مترًا بحلول عام 2030، على أن يتبع ذلك مجمع تجاري واسع النطاق ابتداءً من عام 2031 (Seoul Economic Daily, 2026-04-08).
هذه الأرقام الكبرى، 100,000 خادم، وعمق 20 مترًا، و13.3 °C، وكفاءة استخدام الطاقة 1.2، تحدد مشكلة التبريد لا مشكلة الطاقة. لا تتحقق الوصفية المعلنة «التبريد المجاني من البحر» إلا إذا تعاملت مياه البحر الواردة كمياه صناعية فعلية، فتصفي وتُرشح وتُعالج ثم تُصرف بصورة نظيفة أو تُعاد تدويرها عبر منظومة استرجاع مياه التصريف.QxaanMa. وتخفض المشروع انبعاثات الكربون بنسبة 12% مقارنة بالبناء onshore مماثل، لكن تكلفة هندسته تتحملها عمليات المعالجة وليس كمية وسيط التبريد (Mint, 2025-11). قُتمت معالجة مياه التبريد معالجة مياه، ويتناول بقية المقال هذه المعالجة.
يجمع تحالف التنفيذ، الذي يضم KIOST وUNIST وPOSCO وGS E&C وSK Telecom ضمن 12 شريكًا، على تحمل تكلفة البنية المعيارية المعتمدة على أوعية الضغط، والتي تريد المدينة توحيدها mary Flexible规模的 التوسع (Data Center Dynamics, 2026). وتوضح بيانات الطلب سبب تفكير كوريا في المواقع تحت سطح البحر أصلًا؛ إذ reportedly يتجاوز الطلب على電力 في مراكز البيانات بمنطقة سيول 1,450 MW بحلول عام 2028، مع اعتماد 1.9% فقط من الطلبات، مما يدفع المخططين إلى البحث عن مواقع لا تتنافس على الطاقة المتاحة في شبكة electricity onshore (Mint, 2025-11).
ما الذي يفرضه «التبريد بمياه البحر» فعليًا على نطاق معالجة المياه
مياه البحر ليست مصدرًا حراريًا مجانيًا. إنها مياه واردة محملة تحتوي على إجمالي materials الصلبة الذائبة (TDS)的基础 level عند نحو 35,000 mg/L، وكثافات من الكبريتات والكلوريدات تُرهق المعادن، وحمل حيوي يشمل يرقات المحار والبلح ومرادفات البكتيريا المكوّنة لل biofilm، وأزهار العوالق الموسمية. يجمع تصميم أولسان صراحةً وعاء الضغط مع «تقنية تبريد هجينة فائقة الكفاءة»، حيث تكون مياه البحر الحلقة Primary، وتتفاعل الحلقة الثانوية مع معدات تقنية المعلومات (Data Center Dynamics, 2026; Seoul Economic Daily, 2026-04-08). كل حاجز بين الحلقتين، وكل مصرف من الحلقة الأولية إلى البيئة، يمثل عملية تشغيلية يجب أن يحددها مقاول الهندسة EPC.
تُوفَّق أربعة مصارف أو تدفقات تصريف قبل رسم منظومة المعالجة:
- مياه الرفض الواردة — مياه الغسل العكسي للمصافي الخشنة والدقيقة، ومياه التركيز من الترشيح الفائق (UF)، وتعود إلى البحر بموجب تصريح تصريف بحري.
- مياه تصريف الحلقة الهجينة — التصريف المنضبط الذي يحد من دورات التركيز. يقع إجمالي المواد الصلبة الذائبة عادةً في نطاق 1,200–6,000 mg/L، بينما تتراوح المواد الصلبة العالقة عادةً بين 10–50 mg/L، إلى جانب أيونات الترسب مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والسيليكا والقلوية (Genesis Water Technologies).
- المكثفات من قاعة الخوادم — مياه مفرغة التقريب من الحلقة الثانوية، ويُعاد استخدامها داخليًا عادةً مع مخاطر معالجة منخفضة.
- مياه الصرف الصحي والتجاري في اليابسة — من منطقة التجهيز ومرافق الموظفين وأي تبريد احتياطي بالديزل؛ تقع خارج نطاق حلقة مياه البحر، لكنها ضمن نطاق التصريف نفسه إذا غطت حزمة صاحب المشروع هذه التدفقات.
لا يستطيع مقاول الهندسة EPC حسم أي هذه التدفقات يتصل بنفس الوحدة المعالجة دون مشاركة صاحب المشروع. يجب تأكيد ذلك قبل تثبيت مخطط تدفق العمليات (PFD).
الإطار التنظيمي الكوري لتصريف مركز البيانات في أولسان
القانون الأساسي في كوريا الجنوبية لمياه الصرف الصناعي هو قانون حفظ جودة المياه (수질환경보전법)، الذي تديره وزارة البيئة وتُطبّقه إقليميًا عبر حكومة مدينة أولسان الكبرى. تعتمد حدود المعايير على مسار التصريف، إلى شبكة الصرف البلدي أو إلى جسم مائي ساحلي، وعلى موقف التطبيق الإقليمي؛ فقد يخضع المشغل نفسه لحدود مختلفة في إجمالي المواد الصلبة الذائبة، وإجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS)، وبقايا المبيدات.biocide بحسب ما إذا كان التصريف يتم إلى شبكة أولسان الصناعية أو مباشرة إلى مياه البحر القريبة.
في حال أي تصريف ساحلي مباشر، تضيف إدارة البيئة البحرية، التي تديرها وزارة oceans fisheries، معايير تصريف بحرية إضافية إلى قانون حفظ جودة المياه. هذه النقطة مهمة هنا لأن الوزارة التي تموّل مركز البيانات تحت الماء في أولسان هي أيضًا الجهةORGANIZED عن التصريف البحري. يجب تأكيد أحدث نطاق التصriot الخاص بالموقع مع فريق صاحب المشروع قبل تثبيت أي عملية تشغيلية، وعدم افتراض أن حدود موقع صناعي كوري آخر تنطبق هنا.
تشمل المعايير التي ينبغي للمهندس إعداد الخطة للتحكم فيها في أي تدفق تصريف من الحلقة الهجينة: إجمالي المواد الصلبة الذائبة، وإجمالي المواد الصلبة العالقة، والكلور المتبقي وبقية المواد المبيدة الأخرى، وpH، وفارق درجة الحرارة عند نقطة التصريف، إضافة إلى الزيوت والشحوم من أي مولد ديزل أو نظام تبريد احتياطي غير قابل للانقطاع. يجب اعتماد حدود التصريح jako مخرجات من صاحب المشروع، لا كافتراض في التصميم.
المعالجة الأولية للمياه الواردة: الحفاظ على نظافة الحلقة الهجينة من قاع البحر
الحاجز الأول هو غربال دوّار أو مصفاة قضبان عند مآخذ مياه البحر لإزالة الحطام الكبير المسبب للتلوث، بما في ذلك الطحالب宏观ية وقناديل البحر وأي البلاستيك، قبل دخول المياه إلى وعاء الضغط. تُعد الغربال الدوّار في مآخذ بعمق 20 مترًا الخيار الافتراضي للمآخذ القريبة من الشاطئ وتحت سطح البحر، وهي العامل الفارق بين مبادل حرارة يعمل ومبادل سريع الت-telling خلال الموسم الأول.
الحاجز الثاني هو التصفية الدقيقة، عادةً عبر مرشحات لولبية ذاتية التنظيف بقدرة 10–25 µm، تزيل الجسيمات باستمرار وتخفض الحمل البيولوجي في الحلقة مع الحد الأدنى من مياه الغسل العكسي (Genesis Water Technologies). بالنسبة لمأخذ تحت سطح البحر بنمط أولسان، تحمي هذه المرحلة المبادلات الحرارية في المرحلة التالية وتخفض الطلب الكيميائي لبقية المنظومة.
يشكل الترشيح الفائق (UF) المعالجة الأولية الرئيسية قبل أي تنقية بالتناضح العكسي (RO) في الحلقة التي تعمل بمياه البحر. ويزيل الترشيح الفائق بالألياف المجوفة، ذي فتحات المسام约为 0.01–0.1 µm ويستخدم عادةً مادة PVDF، البكتيريا والفيروسات colloidal لمعظم مسببات التلوث الحيوي عند ضغط منخفض (10–30 psi). وهو الحاجز القياسي بين المأخذ وأي غشاء عالي الضغط. ويتيح تصميم نظام ترشيح فائق بالألياف المجوفة لمعالجة مياه البحر الأولية تشغيل التناضح العكسي في مراحله التالية عند الاسترداد التصميمي دون انسداد بسبب الجسيمات.
قبل التناضح العكسي، تُعدّ جرعة صغيرة من مانع الترسب مع الكلور أو ثاني أكسيد الكلور خطوة المعالجة النمطية؛ ويجب أن يكون مانع الترسب متوافقًا مع كيمياء غشاء UF مع العناصر المختارة من RO. ويمكن لـالمرشح متعدد الطبقات للتنقية الأولية إزالة الجسيمات المتبقية التي لا يلتقطها المرشح اللولبي، بينما تحدد مصفاة القضبان الميكانيكية الدوارة المخصصة لمأخذ بحري الحد الأدنى للأحمال التي يجب أن تتعامل مع بقية المنظومة.
منظومة معالجة مياه التصريف: UF ← RO ← MVC اختيارية لموقع أولسان
تندرج الخيارات الواقعية لمياه تصريف الحلقة الهجينة في أولسان ضمن ثلاث فئات: الامتثال للتصريف، أي المعالجة حتى استيفاء التصريح ثم التصدير إلى نقطة التصريف؛ أو إعادة استخدام مياه التعويض في برج التبريد، أي المعالجة ثم إعادتها إلى الحلقة؛ أو التصريف الصفري من السوائل (ZLD)، أي استرجاع المياه المركّزة وتبخيرها. ويوضح جدول المعايير أدناه التقنيات التي سيلتقي بها مقاول الهندسة EPC في كراسة العروض، مستندة إلى أوصاف العمليات لدى Genesis Water Technologies، ودورها في منظومة تصريف تعمل بمياه البحر.
| التقنية | الدور في المنظومة | ضغط التشغيل | نسبة الاسترداد | جودة الناتج |
|---|---|---|---|---|
| مرشح جانبي ذاتي التنظيف (10–25 µm) | يتيح دورات تركيز أعلى، ويحمي المبادلات الحرارية والأغشية في المرحلة التالية | منخفض (بالانزلاق الحراري) | تصريف مستمر بنحو 1–5% من تدفق الدوران | يخفض المواد الصلبة العالقة في مياه التصريف إلى مستويات يمكن للتناضح العكسي إدارتها |
| الترشيح الفائق (0.01–0.1 µm) | معالجة أولية قبل التناضح العكسي، أو حل مستقل للتحكم في TSS والأححياء الدقيقة | 10–30 psi | 90–95% | يزيل البكتيريا والفيروسات والمعلّقات، وتعود المياه المركّزة إلى تدفق التصريف |
| التناضح العكسي (المصمم لمياه البحر) | تنقية مياه التصريف لإعادة استخدامها كمياه تعويض لبرج التبريد، وإزالة أولية لإجمالي المواد الصلبة الذائبة | 150–400 psi، وهي أعلى لمياه البحر الواردة | 50–85% | المياه المنتَجة عند 10–50 mg/L من TDS؛ رفض 95–99% من المواد الصلبة الذائبة |
| الترشيح النانوي | إزالة جزئية للعسر، وخفض أولي للأيونات ثنائية التكافؤ عند وجود حد للصلابة | 75–150 psi | 70–85% | TDS في المياه المنتَجة نحو 30–50% من المياه الواردة؛ واستهلاك طاقة أقل من التناضح العكسي |
| الضغط البخاري الميكانيكي (MVC) | تنقية المياه المركّزة من التناضح العكسي، ومسارHen reaches التصريف الصفري من السوائل | حراري (يعمل بالكهرباء) | 95–98% من تدفق المياه المركّزة | الماء المقطر عند TDS أقل من 10 mg/L؛ ومحلول ملحي يحتوي على 20–30% من المواد الصلبة الذائبة |
تتمثل المنظومة الواقعية في أولسان في UF ← RO لتنقية مياه التصريف، مع خيار إضافة MVC للمياه المركّزة من RO إذا توجه المشروع نحو ZLD. ويزيل التناضح العكسي من مياه التصريف 95–99% من المواد الصلبة الذائبة ومعظم المواد الكيميائية المعالجة، وينتج مياهًا منتَجة عند 10–50 mg/L من TDS بنسبة استرداد 50–85%. ويمكن إعادة هذه المياه كمياه تعcompensation بجودة برج التبريد، مما يخفض مباشرة السحب من مصادر المياه العذبة (Genesis Water Technologies). ويرفع النظام الهجين، الذي يجمع RO بنسبة استرداد 50–75% ثم MVC للمياه المركّزة، الاسترداد العام للمياه إلى 85–95%، وهو العامل الذي يخفض السحب من المياه العذبة وحجم المعالجة المطلوبة عند نقطة التصريف البحري.
بالنسبة لنطاق مقاول الهندسة EPC، تتطلب المعدات تجهيزًا مباشرًا: نظام تناضح عكسي صناعي لاسترجاع مياه التصريف، مع حزمة غشاء RO وUF مطابقة لمياه البحر ومقاسة وفق نسبة الاسترداد التصميمية وملوحة المياه الواردة. وتعالج منظومة المفاعل الحيوي الغشائي المزدوج التدفق الصحي بصورة منفصلة حتى لا تُحمّل أغشية مياه البحر، بينما تربط وحدة حقن المواد الكيميائية المحكومة بـ PLC لحقن مانع الترسب والمبيد بتركيز الحلقة.
التطهير وبقايا المواد الكيميائية واختيار المواد في حلقة مياه البحر
تتراكم برامج مياه التبريد القديمة القائمة على الكرومات أو الفوسفات العالي في مياه التصريف، ما يعقد إعادة استخدام الأغشية والامتثال للتصريف. ويعد برنامج خالٍ من الفوسفات ومنخفض السمية الخيار المعاصر الافتراضي في حلقات مراكز البيانات، إلى جانب توليد المبيد في الموقع لتجنب مخاطر مناولة وتخزين الكلور السائل (Genesis Water Technologies).
للمحكم في التحكم بالمبيد، يوفر مولد ثاني أكسيد الكلور في الموقع للتحكم بمبيد حلقة التبريد بقايا ثابتة دون مخاطر تكوين ثلاثي هالوميثان (THM) المرتبط بالكلور السائل، وهو خيار شائع عندما تكون Regulation على الليجيونيلا والتحكم بال biofilm من الأمور التنظيمية. ويوفر جهاز تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية للمياه المنتَجة من RO أو الحلقة المعاد تدويرها مرحلة تنقية غير كيميائية تتحكم في الكائنات المقاومة للكلور مثل Cryptosporidium وGiardia دون تغيير كيمياء المياه، وهي مفيدة عندما يريد المشغل تجنب رفع حمل المبيد على الأغشية.
في اختيار المواد، لا تناسب مياه البحر الغنية بالكلوريد عند ارتفاع ضغط 20 مترًا بيئة الفولاذ الكربوني ومعظم فولاذات الستانلس ستيل من الفئة 300. يجب اعتماد الفولاذ المقاوم للصدأ فائقDuplex أو التيتانيوم أو أوعية الضغط المصنوعة من البلاستيك المقوى بالألياف (FRP) للمأخذ وأي مبادلات حرارية صفائحية، وربط اختيار المواد بأهداف المشروع الخاصة بأوعية الضغط والتوحيد المعياري بحيث تنتقل السبيكة نفسها إلى المجمع التجاري بعد عام 2031.
التحجيم والتكلفة والتغليف المعياري لموقع أولسان بخدمة 100,000 خادم
صُمم المشروع صراحةً وفق configurations معيارية وقابلة للتوسيع Modular لتكلفة التوسع نحو المجمع التجاري في عام 2031 (Seoul Economic Daily, 2026-04-08). وهذه المعيارية ليست اختيارية في حزمة معالجة المياه؛ إذ يجب أن يحجم مقاول الهندسة EPC الوحدات مبكرًا لتُركَّب داخل حاويات أو على قواعد حاملة (Skid)، حتى يتسع غلاف وعاء الضغط لاستيعابها، وتتكرر الواجهة نفسها في جميع مراحل المشروع الذي يستهدف 100,000 خادم.
فيما يتعلق بالمقابل بين نسبة الاسترداد والمخاطر، رفع نسبة استرداد التناضح العكسي من 70% إلى 80% يزيد خطر الترسب في المياه المركّزة، ويطلب عادةً برنامجًا أكثر aggressively لمانع الترسب معتنظيفات كيميائية أكثر تكرارًا. وبالنسبة لمياه البحر الواردة، ينبغي تصميم استرداد RO عند الطرف المحافظ، والاعتماد على MVC لاسترجاع المياه المركّزة بدلًا من إرهاق RO. وتقدر المصدر من Genesis تكاليف تشغيل RO بنحو 1.50–3.00 دولار أمريكي لكل ألف غالون معالجة، بما يشمل الطاقة والمواد الكيميائية واستبدال الأغشية والصيانة، في حين يستهلك MVC طاقة مقدارها 15–25 kWh لكل 1,000 غالون أمريكي من الماء المقطر، وتبلغ رسوم التصريف في المناطق التي تهدد فيها ندرة المياه نحو 5–15 دولارًا أمريكيًا لكل ألف غالون (Genesis Water Technologies). وتُعد هذه الأرقام مراجع لكراسات العروض، وليست خاصة بأولسان. يجب تأكيد أسعار الكهرباء الحالية في كوريا وأسعار مانع الترسب ورسوم التصريف في أولسان مع المرافق والسلطات المحلية قبل تثبيت التصميم.
تشمل مدخلات التحجيم التي لا يزال المهندس بحاجة إلى obtainها من صاحب المشروع: متوسط أحمال تقنية المعلومات ذروتها، وكفاءة استخدام الطاقة المستهدفة (1.2 للعرض التوضيحي)، ودورات التركيز في الحلقة الهجينة، ونسبة مياه التعويض العذبة، وحمل مياه الصرف الصحي، وما إذا كانت منطقة التجهيز في اليابسة مشمولة بحزمة المعالجة نفسها. ولمزيد من اطلاع على الامتثال في عام 2026، يغطي الدليل العام للامتثال في 2026 لتصريف مراكز البيانات منطق حدود التصريح عبر الولايات القضائية. أما لمقارنة المواقع، فيتعامل دليل 2026 المكافئ لتصريف مركز البيانات في موقع ذو مناخ حار ودليل 2026 لموقع تعتمد فيه المياه العذبة على القيود مع المنظومة نفسها في أطر مختلفة للمياه الواردة والتنظيم.
الأسئلة الشائعة
ما هدف كفاءة استخدام الطاقة PUE البالغ 1.2 لمركز البيانات تحت الماء في أولسان؟
تمثل كفاءة استخدام الطاقة البالغة 1.2 عند عمق 20 مترًا هدف العرض التوضيحي المنشور الذي حدده تحالف أولسان لإنجازه بحلول عام 2030، على أن يتبعه مجمع تجاري واسع النطاق ابتداءً من عام 2031 (Seoul Economic Daily, 2026-04-08). وهذا الهدف milestone للتحقق من الأداء، وليس رقم تشغيل مضمونًا؛ إذ يعتمد PUE الفعلي على تصميم الحلقة الهجينة، وحمل تقنية المعلومات، ومدى.shift إلى استرجاع مياه التصريف وإعادة استخدامها كمياه تعويض لبرج التبريد.
كيف يُمول مشروع أولسان وما حجم الميزانية الملتزم بها؟
يبلغ التمويل الحكومي المركزي 40 مليار وون كوري، أي نحو 29 مليون دولار أمريكي، خلال خمس سنوات، مع التزام إجمالي بلغ 51.1 مليار وون كوري بحلول عام 2030، شاملًا المساهمات المطابقة (Data Center Dynamics, 2026; Seoul Economic Daily, 2026-04-08). وتغطي هذه الميزانية مرحلة العرض التوضيحي، بينما تُعد التكاليف الرأسمالية (CAPEX) للمجمع التجاري ابتداءً من عام 2031 نطاقًا منفصلًا.
ما جودة المياه المعالجة التي يمكن أن تحققها التنقية بالتناضح العكسي لمياه تصريف التبريد بمياه البحر؟
ينتج التناضح العكسي من مياه التصريف مياهًا منتَجة في نطاق 10–50 mg/L من TDS بنسبة استرداد 50–85%، مع إزالة 95–99% من المواد الصلبة الذائبة ومعظم المواد الكيميائية المعالجة (Genesis Water Technologies). وتكون هذه المياه المنتَجة مناسبة لإعادة الاستخدام كمياه تعويض لبرج التبريد، مما يخفض مباشرة السحب من مصادر المياه العذبة ويقلل حجم المعالجة المطلوبة عند نقطة التصريف البحري.
ما النطاق الواقعي للتكلفة ومدة التوريد لوحدة استرجاع مياه التصريف بحجم أولسان؟
بالنسبة لمراكز البيانات التي تستخدم مياه البحر للتبريد، تتراوح المراجع الاقتصادية المنشورة لتكاليف تشغيل RO بين 1.50–3.00 دولار أمريكي لكل ألف غالون معالجة، واستهلاك طاقة MVC بين 15–25 kWh لكل 1,000 غالون أمريكي من الماء المقطر، بينما تبلغ رسوم التصريف في المناطق التي تهدد فيها ندرة المياه نحو 5–15 دولارًا أمريكيًا لكل ألف غالون (Genesis Water Technologies). والإجراء المطلوب لعروض أولسان هو طلب أسعار الكهرباء الحالية في كوريا وأسعار مانع الترسب ورسوم التصريف في مدينة أولسان من المرافق وفريق التصاريح لدى صاحب المشروع، وتأكيد مهل توريد الوحدات مقابل موعد العرض التوضيحي في عام 2030؛ فلا ينبغي تثبيت الأسعار بالاستناد إلى حالة مرجعية خارج كوريا. وعند اختيار الموردين،时应 التحقق من وجود مراجع سابقة لدى أي مزايد في تنفيذ RO أو MVC لمياه البحر، لا في أعمال مياه عذبة لمراكز البيانات فقط، ومن قدرته على توريد أغشية RO وUF مطابقة لمياه البحر مع توثيق دورات الاستبدال للمياه الواردة البالغة 35,000 mg/L.
