サーバーは、ネットの 写真や 動画を しまっておく きかいです。それを たくさん ならべた たてものが、データセンターです。

きかいは 動くと あつく なります。ひやさないと こまるので、ひやす そうちを 止められません。北海道の ある 研究では、この そうちが たてものの おかねと でんきの、それぞれ 3わりほどを 使うと 書かれて います［1］。

そこで、そとの つめたい 空気を 中に 入れて ひやす やり方が あります。さむい 日に まどを あけると、部屋が すずしく なるのと にた 考えです。ただし ほんとうは、きかいは 1年じゅう ねつを 出すので、すずしい 空気が 1年じゅう 手に 入る 場所でないと うまく いきません。

いしかり市の データセンターは、ほとんど 1年じゅう この やり方で ひやせると されました。ひやす おかねは 4わりほど へる 見こみでした［2］。

北海道は むいて いる ことが わかりました。では、北海道の そとの さむい 土地は どうでしょうか。

データセンターは、サーバーという熱を出し続ける機械を大量に並べた建物です。熱がこもると機械が止まりやすいので、冷房は欠かせません。北海道立総合研究機構の報告（2019）は、冷房用の空調が設備コストと消費電力のそれぞれ3割程度を占め、運用上の課題になっていると述べています［1］。

冷房に使う電気を表す物差しが、PUEという値です。建物全体の消費電力を、サーバーなどIT機器の消費電力で割ります。1.0に近いほど、空調などに使う電気が少ないことになります［8］。2013年の報道では、業界平均は1.5〜1.8と紹介されました。これをもとにすると［8］、サーバーに100の電気を使うとき、冷房などの設備にさらに50〜80かかる計算です。

この電気を減らすのが、外の冷たい空気を取りこんで機械を冷やす「外気冷房」です。窓を開けて部屋をすずしくするのに似ています。北海道の石狩市に2011年に開所したさくらインターネットの石狩データセンターは、ほぼ通年で外気冷房ができ、空調コストを約4割減らせる見込みでした［2］。通年外気冷房だけの場合のPUEは1.11と見込まれました。これは建設発表時の見込みで、実際に測った値ではありません［3］。1.11なら、冷房などに使う電気はサーバーの1割ほどです。

北海道が有利なのは分かりました。では、北海道の外の寒い土地は、どれくらい有利なのでしょうか。

データセンターは、発熱し続けるサーバーを多数収める建物で、熱がこもると機器が止まりやすいため冷房は止められない。北海道立総合研究機構の報告（2019）は、冷房用の空調が設備コストと消費電力のそれぞれ3割程度を占めることが、施設運用上の課題だと述べる［1］。冷房に使う電力をどう測り、どう減らすのか。

測る物差しがPUE（電力使用効率）で、建物全体の消費電力をIT機器の消費電力で割った値だ。理想は1.0で、1に近いほど空調などの設備に使う電力が小さい［8］。2013年の報道では、業界平均は1.5〜1.8と紹介された［8］。これをもとにすると、IT機器が100の電力を使うとき、空調などの設備に50〜80が上乗せされる計算になる。

減らす方法の一つが、冷たい外気を取り入れて機器を冷やす外気冷房だ。さくらインターネットの石狩データセンター（北海道石狩市）は2011年11月15日に開所し、ほぼ通年で外気冷房が可能で、空調コストは約4割減る見込みとされた［2］。建設発表時の記事では、通年外気冷房のみの場合のPUEは1.11、夏に従来型空調を併用する場合は1.21と見込まれた［3］。1.11は見込み値で実測値ではない。1.11はサーバー100に対して設備が11、1.21なら21という意味で、夏の併用だけで冷房に使う電力の見込みがほぼ倍になる。

北海道の有利さは数字に出ている。では、北海道の外の寒冷地は、その差をどこまで埋められるのか。

さっきの 研究では、場所ごとに「ひやす でんきが どれくらい いるか」を けいさん して います。北海道は どの 場所でも、そとの 空気で ひやすのが よく むいて いて、本州より 向いて いました［1］。

青森や 秋田などの 東北は、北海道と 東京の まんなかくらいです。新潟県にいがたけんは、東京に ちかい ほうでした。ぐらふから 読みとった、おおよその ならびです。

つまり、本州の さむい 土地は、北海道ほど らくでは ありません。だから その ぶん、北海道とは ちがう くふうを する 場所が あります。

いちばんの なやみは、なつです。

同じ報告は、場所ごとに「建物の発熱量に対して、冷暖房の電気がどれだけいるか」を試算しています。北海道のどの地点でも外気冷房が有効で、本州より優位でした。省エネには、建物の断熱を強めるより、外気冷房を入れることと機器の効率を上げることのほうが効果的だとも書かれています［1］。

報告のグラフ（図2）を読むと、値は北海道の地点がいちばん小さく、青森、秋田などの東北、新潟、東京の順に大きくなります。東北は北海道と東京の中間で、新潟は東京に近い側です。細かい数字は図から読み取ったものなので、順番の傾向だけを見てください。

北海道ほど楽ではない本州の寒冷地は、北海道とは別の工夫をしています。寒さのほかにも、立地の理由はあります。データドックの資料は、日本のデータセンターの63%が首都圏に集中しており、地方に分けて置くことも望まれていると書いています［6］。

では、外気冷房がいちばん苦手な季節、夏はどう乗り切るのでしょうか。

同じ報告は、地点ごとに「年間の冷暖房電力を年間の発熱量で割った値」を試算した。北海道のいずれの地点でも外気冷房が有効で、本州より優位性がある。省エネには、断熱性能を上げるより、外気冷房の導入と機器の高効率化のほうが効果的だという［1］。

図2を読むと、値は北海道の地点が最も小さく、青森、盛岡、仙台、秋田、山形、新潟、東京の順に大きくなる。東北は北海道と東京の中間にあり、新潟は東京に近い側にある。数値はグラフから読み取ったおおよそのもので、確かな主張は順番の傾向までに限られる。

なぜ北海道ほど楽ではない場所に置くのか。データドックの成果報告会資料は、日本のデータセンターの63%が首都圏に集中していること、地方への分散が望まれていることを、外気冷房と並ぶ立地の理由に挙げる［6］。冷房の電力だけでなく、一か所への集中を避ける面もある。

ただし、本州の寒冷地には北海道より暑い夏がある。外気冷房がいちばん苦手な季節を、どう乗り切るのか。

外の 空気で ひやす やり方は、そとが あつい なつに よわく なります。いしかり市でも、なつは ふつうの ひやす そうちを 合わせて 使う 計画でした［3］。

青森県には、さむい 土地の きかを いかす データセンターの 計画が ありました。青森県の 1年の へいきん 気温は 10.4度で、東京より 5度いじょう ひくいそうです［4］。

1年の 8わり いじょうは、そとの 空気で ひやせると せつめい されました。のこりの まなつは、ゆきや こおりの つめたさを 組み合わせる 計画です。これは 計画の けいさんで、ほんとうに 動かして 出た 数では ありません。

では、ゆきを どうやって まなつまで とっておくのでしょうか。

外気冷房は、外が暑い夏にはうまく働きません。石狩のデータセンターも、通年外気冷房だけならPUEは1.11、夏に従来型の空調を併用すると1.21と見込まれていました［3］。北海道でも夏は弱点です。

青森県六ヶ所村の「青い森クラウドベース」の説明では、青森県の年平均気温は10.4度で、東京より5度以上低く、年間の8割以上で外気冷房が使えるとされました。外気だけでは足りない真夏には、雪や氷の冷たさを使う雪氷冷房を組み合わせます。空調の電力を1割以下にして、PUE 1.2以下を目指すという試算でした［4］。

この数字は計画段階の試算で、稼働後に測った値ではありません。それでも、残りの2割ほどの時間をどう埋めるかが、本州の寒冷地の腕の見せどころだったことが分かります。

雪や氷を使うと言っても、冬の雪をどうやって真夏まで残すのでしょうか。

外気冷房は、外が暑い季節には効かなくなる。石狩でも、通年外気冷房のみの場合のPUEは1.11だが、夏に従来型空調を併用する場合は1.21と見込まれた［3］。北海道でも、夏の併用は想定されていたことになる。

青森県六ヶ所村の「青い森クラウドベース」（寒冷地型エクストリームデータセンター）の説明では、青森県の年平均気温は10.4度と東京より5度以上低く、年間の8割以上で外気冷房が使える。外気だけではまかなえない真夏には雪氷冷房を組み合わせ、空調の電力消費を1割以下、PUEを1.2以下にできるという試算だった［4］。

これは計画段階の試算で、稼働後の実測値ではない。別の資料では、同じ施設のPUEが1.18と書かれていることもあるが、本稿では出典で確認できた1.2以下だけを使う。試算どうしでも数字がそろわないことが、計画値を実績のように読まない理由になる。

では、冬の雪を、真夏まで残してどう冷房に使うのか。

新潟県にいがたけんの ながおか市に、ゆきの 山を つくる データセンターが あります。ふゆの うちに、となりの 土地へ ゆきを つみ上げます。いちばん 大きいときで 4000立方メートルです［5］。

ふろおけ 1ぱいを 200リットルと すると、およそ 2万はいぶんです。その 山に ウッドチップと シートを かぶせて、なつまで とかさない ように します。

なつは、山の 下に とおした パイプに、こおらない 水を めぐらせます。ゆきで つめたく なった 水が、きかいの ねつを うばって くれます。

ゆきは もったいないので、気温が 23度より ひくい ときは つかいません。そとの 空気だけで ひやします［6］。

ふつうなら でんきの 31パーセントも ひやす ことに 使うのに、これを 9パーセントに おさえる、と いう ことです。3ぶんの 1ほどに へります。

ゆきを つくる のは 大へんです。ゆきが ふらない ときは どうするのでしょうか。

新潟県長岡市のデータドックのデータセンターは、冬のうちに隣の敷地に最大4000立方メートルの雪山を作ります。ふろおけ1杯を200リットルとして数えると、およそ2万杯分です。雪山にはウッドチップとシートをかぶせ、夏まで持たせます。夏には、雪山の下に通したパイプに不凍液（凍らない液体）を流し、雪で冷やして冷房に使います。この外気冷房と雪氷冷房の組み合わせで、通常の冷房装置はほぼいらなくなり、PUEは1.19になると紹介されました［5］。

切りかえの目安は気温です。23℃未満の日は雪氷冷房を動かさず、外気冷房でまかないます。23℃以上のときに雪を使います。雪は限りがあるので、外気で足りる日は使わずにとっておくわけです［6］。

通常はデータセンターの総電力量の31%が空調に必要とされるところを、9%に抑える、と成果報告会の資料は述べています［6］。9÷31は約0.29なので、空調に使う電力は3分の1以下になる計算です。

雪があれば、夏の冷房に使う電気を大きく減らせます。ところが、その雪が降らなかったら、どうなるのでしょうか。

新潟県長岡市のデータドックのデータセンターは、冬のうちに隣の敷地へ最大4000㎥の雪山を作る。ふろおけ1杯を200Lとすれば、約2万杯分の体積だ。雪山はウッドチップとシートで覆って夏まで持たせる。夏は、雪山の下を通るパイプに不凍液を循環させて冷房に使い、外気冷房との組み合わせで通常の冷房装置はほぼ不要になり、PUEは1.19とされる［5］。

なぜ雪を温存するのか。成果報告会資料によれば、気温が23℃未満のときは雪氷冷房を動かさず外気冷房でまかなう。23℃以上になってはじめて雪を使う。通常は総電力量の31%が必要な空調コストを9%に抑える［6］。9÷31は約0.29で、空調に使う電力の割合は3分の1以下になる。

この31%と9%は、成果報告会資料が示す設計上の数字だ。年によって雪の量も気温も違うので、毎年きっかり同じ割合になるとは限らない。

雪が冷房の主役になるなら、降雪量が足りない年はどうなるのか。

ゆきは、毎年 同じ りょうが ふるとは かぎりません。ながおかの しりょうでは、雪の山の 大きさを、その年に 合わせて かえて いました。雪山を つくるのに ひつような ゆきが ふらず、きかんを のばした 年も ありました［6］。

外国にも さむい 土地の データセンターが あります。アメリカの フェイスブック（いまの メタ）は、スウェーデンの 北の ほうの ルーレオに たてました。北の 場所は アラスカの フェアバンクスと ほぼ 同じです［7］。

ここでは 1日の 気温が 年を 通して −2.5度から 5度ほどで、25度を こえる 日は 年に 4日ほどです。2013年6月に 動き出しました。

この 土地を えらんだ のは、さむい からだけでは ありません。近くの かわの 水の ちからで つくる 安い でんきと、つうしんの 線も そろって いたからです［8］。

雪氷冷房は降雪量に左右されます。データドックの資料では、雪山の量は年ごとの需要に合わせて変えられました。2017年度の雪山は約2100立方メートルに変更されています。また、雪山を作るのに必要な降雪がなく、事業期間を延ばした年もありました［6］。夏の冷房を雪に頼る仕組みは、冬の雪の量と一体なのです。

海外にも寒さを生かす例があります。アメリカのFacebook（現在のMeta）は、スウェーデン北部のルーレオにデータセンターを建て、外の空気で冷やす方針を2011年に示し、2013年6月に稼働させました。ルーレオは北緯がアラスカ州フェアバンクスとほぼ同じです。昼の気温は年平均で−2.5〜5℃で、最高気温が25℃を超えるのは年に平均4日ほどと紹介されています［7］。

ルーレオのPUEの目標は1.07で、業界平均の1.5〜1.8（2013年の報道での紹介）より小さい値です。これは目標値であり、実測ではありません［8］。立地を決めたのは寒さだけではなく、近くのルーレ川の水力発電による豊富で安い再生可能エネルギーの電気と、通信網もあったからだと書かれています［8］。寒さに加えて、電気と通信の条件が重なる場所が選ばれているのです。

雪氷冷房は降雪量に左右される。データドックの資料では、雪山の量は年ごとの需要に合わせて見直され、2017年度の雪山は約2100㎥に変更された。また、雪山の構築に必要な降雪がなく、事業期間を延ばした年もあった［6］。夏の冷房を雪に頼る設計は、冬の雪の量という条件を抱えている。外気冷房だけで済む北海道との差は、ここにある。

海外では、寒さそのものを立地の核に置いた例がある。Facebook（現Meta）は、北緯がアラスカ州フェアバンクスとほぼ同じスウェーデン北部のルーレオにデータセンターを建て、外気で冷やす方針を2011年に発表し、2013年6月に稼働させた。ルーレオの日中の気温は年平均で−2.5〜5℃にあり、最高気温が25℃を超えるのは年に平均4日ほどだという［7］。

PUEの目標は1.07で、業界平均の1.5〜1.8（2013年の報道での紹介）より小さい。これは目標値であり、実測ではない［8］。同じ資料は、立地の理由に寒さだけでなく、近くのルーレ川の水力発電による豊富で安価な再生可能エネルギーの電気と、通信網も挙げている［8］。長岡では23℃が雪に切りかえる目安だったのに対し、ルーレオは25℃超が年に平均4日にとどまる土地であり、寒冷地型は、気温の条件と電気・通信の条件を重ねて選ばれると読める。ただし二つの気温は測り方が違うため、数字の大小をそのまま比べることはできない。

やってみよう。こおりを 2つ ようい して、ひとつは そのまま、もう ひとつは タオルか 新聞紙で つつんで、おなじ 場所に おきます。どちらが ながく のこるか、くらべて みましょう。ながおかの 雪山も、ウッドチップと シートで おおって、なつまで もたせて います［5］。

こおりは 手が つめたく なるので、おうちの 人と いっしょに さわって ください。

さむい 土地が いつも ひやす 力を もつ わけでは ありません。住んで いる まちの なつは、どうでしょうか。きしょうちょうの ホームページで 調べられます。

家にある氷でできる小さな実験があります。氷を2つ用意し、1つはそのまま、もう1つはタオルか新聞紙で包んで、同じ場所に置きます。どちらが長く残るかを比べます。長岡の雪山も、ウッドチップとシートで覆って夏まで持たせています［5］。氷は冷たいので、おうちの人と一緒に触ってください。

もう一つは、自分の町を物差しに当てることです。気象庁の過去の気象データで、夏の最高気温が23℃以上になる日が1年に何日あるかを数えます。長岡の資料では、23℃以上で雪が使われるので、その日数が少ない町ほど、外気だけで済む日が多いと予想できます。年平均気温も青森の10.4度と並べると、寒冷地型に近いかどうかの見当がつきます。

雪が足りなかったり、夏が暑かったりしても、データセンターは冷やし方を組み合わせて続けています。町の気候に合わせた冷やし方を考えることは、これからも続く工夫です。

確かめる道すじを二つ挙げる。一つ目は小さな実験だ。氷を2つ用意し、一方を裸のまま、他方をタオルか新聞紙で包んで同じ場所に置き、残る時間を比べる。長岡の雪山がウッドチップとシートで覆われるのは、夏まで雪を持たせるためだ［5］。氷は手が冷えるので、家の人と一緒に扱う。

二つ目は検算だ。気象庁の過去の気象データで、自分の町の夏に最高気温が23℃以上になる日を数える。長岡の運用では、23℃以上で雪氷冷房を使う［6］。その日数が少ない町ほど、外気だけで済む日が多いと予想できる。年平均気温は、青森の10.4度［4］やルーレオの日中の−2.5〜5℃［7］と並べて見るとよい。

PUEは外気温だけで決まらない。電気の価格、通信網、地方分散という別の条件も立地を左右する。原典を読むなら、北海道立総合研究機構の報告書の図2と、データドックの成果報告会資料を開き、23℃や31%と9%がどんな前提で書かれているかを確かめるとよい。