KANAL TEKNOLOGI – Perkembangan teknologi digital dan kecerdasan buatan (AI) ternyata menyimpan persoalan lingkungan yang tidak banyak diketahui masyarakat. Di balik layanan internet, media sosial, penyimpanan awan, hingga chatbot berbasis AI, terdapat infrastruktur raksasa bernama data center atau pusat data.
Bangunan ini menjadi tempat ribuan hingga puluhan ribu server bekerja selama 24 jam untuk menyimpan, mengolah, dan mengirimkan informasi digital. Namun, semakin besar kemampuan komputasi yang dibutuhkan, semakin besar pula kebutuhan energi dan sistem pendingin yang harus disediakan.
Salah satu persoalan yang mulai mendapat perhatian adalah kebutuhan air. Sejumlah data center menggunakan air dalam jumlah besar untuk menjaga suhu perangkat elektronik agar tidak mengalami panas berlebihan.
Lantas, mengapa fasilitas yang identik dengan teknologi digital justru membutuhkan air begitu banyak? Apakah air tersebut benar-benar habis digunakan? Mengapa tidak memanfaatkan air laut, air limbah atau membangun data center di kawasan dingin seperti wilayah kutub?
Untuk memahami persoalan ini, perlu diketahui terlebih dahulu bagaimana sebuah data center bekerja.
Mengapa server membutuhkan pendinginan?
Data center bukan sekadar bangunan yang dipenuhi komputer. Di dalamnya terdapat ribuan server yang bekerja secara bersamaan untuk menjalankan berbagai layanan digital.
Server tersebut digunakan untuk menyimpan foto, video, dokumen, memproses transaksi perbankan, menjalankan aplikasi, menyediakan layanan penyimpanan awan, hingga mengoperasikan kecerdasan buatan.
Setiap server membutuhkan listrik untuk menjalankan tugasnya. Namun, energi listrik yang digunakan perangkat elektronik pada akhirnya sebagian besar berubah menjadi panas.
Semakin berat pekerjaan komputasi, semakin besar energi yang dibutuhkan dan semakin tinggi panas yang dihasilkan.
Bayangkan sebuah ruangan berisi ribuan komputer yang bekerja tanpa berhenti selama 24 jam. Tanpa sistem pendingin, suhu ruangan akan terus meningkat. Akibatnya, prosesor dapat mengalami penurunan kinerja, sistem menjadi tidak stabil, bahkan perangkat mengalami kerusakan.
Karena itu, sistem pendingin menjadi salah satu komponen paling penting dalam operasional data center.
International Energy Agency (IEA) menjelaskan bahwa server merupakan komponen utama konsumsi listrik data center, sementara sistem pendingin dan infrastruktur pendukung lainnya juga membutuhkan energi dalam jumlah besar.
Bagaimana cara kerja pendingin data center?
Secara umum, terdapat dua pendekatan yang banyak digunakan, yakni pendinginan menggunakan udara dan pendinginan menggunakan cairan.
Pada sistem pendinginan udara, mesin pendingin mengalirkan udara bersuhu rendah ke dalam rak-rak server. Udara tersebut menyerap panas dari perangkat elektronik, kemudian keluar dalam kondisi lebih panas.
Udara panas selanjutnya diarahkan menuju sistem pendingin untuk diturunkan suhunya sebelum digunakan kembali.
Prinsipnya mirip dengan pendingin ruangan atau AC, tetapi dirancang untuk menangani panas dari ribuan perangkat yang bekerja terus-menerus.
Sementara itu, sistem pendinginan menggunakan air bekerja dengan memanfaatkan kemampuan air menyerap dan memindahkan panas.
Air dingin dialirkan melalui pipa menuju perangkat penukar panas atau sistem pendingin yang terhubung dengan server. Setelah menyerap panas, air menjadi lebih hangat dan dialirkan menuju perangkat lain untuk menurunkan suhunya. Pada sistem tertentu, panas kemudian dibuang melalui cooling tower atau menara pendingin.
Persoalan penggunaan air dalam jumlah besar muncul terutama ketika fasilitas menggunakan teknologi evaporative cooling, yaitu sistem yang memanfaatkan penguapan air untuk membuang panas.
Dalam proses tersebut, sebagian air menguap dan membawa panas keluar bersama udara. Air yang menguap harus diganti dengan pasokan air baru.
Selain itu, sebagian air juga dikeluarkan secara berkala melalui proses blowdown untuk mengurangi penumpukan mineral dan zat terlarut yang dapat menimbulkan kerak atau korosi.
Artinya, bukan seluruh air yang masuk ke data center langsung dibuang. Sebagian air tetap berputar dalam sistem pendingin dan digunakan berulang kali. Namun, jumlah air yang hilang melalui penguapan dapat menjadi sangat besar, terutama pada fasilitas berskala besar.
Berapa banyak air yang dibutuhkan data center?
Kebutuhan air sebuah data center tidak bisa ditentukan hanya berdasarkan luas bangunan atau jumlah server. Besarnya konsumsi dipengaruhi kapasitas komputasi, jenis teknologi pendingin, suhu lingkungan, tingkat pemakaian server, serta efisiensi sistem.
Salah satu indikator yang digunakan untuk mengukur efisiensi penggunaan air adalah Water Usage Effectiveness (WUE). Indikator ini menghitung jumlah air yang digunakan dibandingkan energi yang dikonsumsi perangkat teknologi informasi. Satuan pengukurannya adalah liter per kilowatt-jam.
Sebagai ilustrasi, sebuah fasilitas dengan beban IT rata-rata 1 megawatt yang beroperasi penuh selama setahun akan menggunakan sekitar 8,76 juta kilowatt-jam energi IT.
Jika diasumsikan WUE sebesar 2,9 liter per kilowatt-jam, konsumsi airnya mencapai sekitar 25,4 juta liter dalam setahun. Angka tersebut setara dengan sekitar 69.600 liter setiap hari.
Jika skala fasilitas meningkat menjadi 10 megawatt, kebutuhan air berdasarkan asumsi yang sama mencapai sekitar 254 juta liter per tahun atau sekitar 696 ribu liter per hari.
Sementara itu, data center berkapasitas 100 megawatt dapat membutuhkan sekitar 2,54 miliar liter air per tahun atau hampir 7 juta liter setiap hari.
Untuk memberikan gambaran, jika kebutuhan air rumah tangga diasumsikan 100 liter per orang per hari, konsumsi air fasilitas 100 megawatt tersebut setara dengan kebutuhan harian sekitar 70 ribu orang.
Perhitungan ini merupakan simulasi berdasarkan asumsi WUE tertentu, bukan standar konsumsi seluruh data center. Fasilitas dengan pendinginan kering atau teknologi lain dapat menggunakan air jauh lebih sedikit.
Meski demikian, angka tersebut memperlihatkan mengapa pembangunan data center di wilayah yang memiliki keterbatasan air dapat memunculkan persoalan serius.
Apakah air yang digunakan data center benar-benar habis?
Tidak seluruhnya. Hal ini penting dipahami agar masyarakat tidak salah mengartikan angka penggunaan air. Dalam sistem pendingin tertutup, cairan pendingin dapat terus berputar di dalam pipa dan digunakan berulang kali. Cairan tersebut tidak harus dibuang setelah menyerap panas.
Namun, panas yang dibawa cairan tetap harus dilepaskan ke lingkungan. Jika proses tersebut menggunakan cooling tower berbasis penguapan, sebagian air tetap akan hilang. Dalam pembahasan konsumsi air data center, terdapat tiga istilah yang perlu dibedakan.
Water withdrawal merupakan seluruh air yang diambil dari sumber seperti sungai, waduk, air tanah, atau jaringan penyedia air. Water consumption merupakan bagian air yang tidak segera dikembalikan ke sumber asalnya, misalnya karena menguap.
Sementara water discharge merupakan air yang dikeluarkan kembali setelah digunakan, misalnya melalui saluran pembuangan atau instalasi pengolahan. Perbedaan ini penting karena besarnya pengambilan air tidak selalu sama dengan jumlah air yang benar-benar dikonsumsi.
Selain penggunaan air langsung di lokasi, ada pula konsumsi air tidak langsung yang berkaitan dengan proses produksi listrik untuk mengoperasikan data center. Karena itu, jejak air sebuah fasilitas sebenarnya bisa lebih luas daripada air yang terlihat digunakan di dalam bangunan.
Mengapa tidak menggunakan air laut?
Pertanyaan ini cukup masuk akal. Jika kebutuhan utama data center adalah membuang panas, mengapa perusahaan tidak membangun fasilitas di dekat laut dan memanfaatkan air laut yang jumlahnya sangat besar? Jawabannya, teknologi tersebut memang bisa diterapkan dan sudah digunakan.
Salah satu contohnya adalah data center Google di Hamina, Finlandia. Fasilitas tersebut memanfaatkan air laut dari Teluk Finlandia sebagai bagian dari sistem pendingin. Namun, penggunaan air laut tidak sesederhana mengalirkannya langsung ke server.
Air laut mengandung garam dan berbagai mineral yang dapat mempercepat korosi pada logam. Karena itu, sistem pendingin biasanya menggunakan perangkat penukar panas atau heat exchanger.
Air laut dialirkan melalui satu sisi perangkat, sementara cairan pendingin yang bersirkulasi di dalam data center berada dalam sirkuit terpisah. Dengan demikian, air laut tidak bersentuhan langsung dengan komponen elektronik.
Tantangan lainnya adalah pertumbuhan mikroorganisme, alga dan material organik yang dapat menempel pada pipa maupun permukaan penukar panas. Jika tidak ditangani, kondisi tersebut bisa mengurangi kemampuan perpindahan panas dan menyumbat saluran.
Penggunaan air laut juga harus memperhitungkan dampak lingkungan. Air yang telah menyerap panas dan dikembalikan ke laut berpotensi meningkatkan suhu perairan di sekitar titik pembuangan.
Karena itu, pengambilan dan pembuangan air laut harus dirancang dengan memperhatikan arus, kedalaman, kualitas air, serta ekosistem laut.
Penggunaan air laut merupakan alternatif yang menjanjikan, tetapi tidak otomatis menjadi solusi untuk semua lokasi.
Air limbah dan air hujan juga bisa menjadi alternatif
Selain air laut, air limbah yang telah diolah juga berpotensi digunakan untuk kebutuhan pendingin data center. Air hasil pengolahan tersebut dikenal sebagai reclaimed water atau air daur ulang. Pemanfaatannya dapat mengurangi ketergantungan pada air tanah dan air bersih yang juga dibutuhkan masyarakat.
Namun, air hasil pengolahan tetap harus memenuhi persyaratan teknis. Kandungan mineral, tingkat keasaman, zat organik, dan mikroorganisme harus dikendalikan agar tidak menyebabkan kerak, korosi, maupun gangguan pada sistem pendingin.
Air hujan yang ditampung dan diolah juga dapat menjadi bagian dari strategi penyediaan air. Kendati demikian, ketersediaan air limbah dan air hujan sangat bergantung pada kondisi wilayah. Data center berskala besar membutuhkan pasokan yang stabil sepanjang tahun sehingga sumber air alternatif tetap harus didukung sistem penyimpanan dan pengolahan yang memadai.
Mengapa tidak membangun data center di daerah kutub?
Jika persoalannya adalah panas, membangun data center di daerah bersuhu sangat rendah seperti Greenland, Islandia atau wilayah Arktik mungkin terlihat sebagai solusi paling sederhana. Secara teknis, gagasan tersebut memang masuk akal.
Wilayah beriklim dingin memungkinkan penggunaan udara luar untuk membantu mendinginkan perangkat. Teknologi ini dikenal sebagai free cooling.
Udara dingin dari lingkungan digunakan untuk membantu menurunkan suhu udara atau cairan pendingin tanpa harus terus-menerus mengandalkan mesin pendingin konvensional.
Keuntungannya adalah kebutuhan listrik untuk pendinginan dapat ditekan. Jika menggunakan sistem pendinginan kering, konsumsi air juga dapat dikurangi secara signifikan. Namun, membangun data center di daerah kutub tidak sesederhana memindahkan bangunan ke tempat yang dingin.
Persoalan pertama adalah ketersediaan listrik. Data center membutuhkan pasokan energi yang stabil selama 24 jam. Wilayah terpencil belum tentu memiliki pembangkit dan jaringan listrik yang mampu menopang fasilitas berkapasitas ratusan megawatt.
Persoalan kedua adalah jaringan internet. Data center membutuhkan koneksi serat optik berkapasitas tinggi yang stabil dan memiliki jalur cadangan. Pembangunan jaringan komunikasi di wilayah terpencil membutuhkan biaya besar.
Persoalan ketiga adalah transportasi dan logistik. Server, perangkat jaringan, generator, baterai dan komponen lainnya harus dikirim secara rutin. Cuaca ekstrem dan keterbatasan akses dapat membuat pemeliharaan menjadi lebih sulit.
Selain itu, sebagian wilayah Arktik memiliki lapisan tanah beku permanen yang disebut permafrost. Pembangunan fasilitas besar di atas tanah tersebut memerlukan rekayasa khusus karena perubahan suhu dapat memengaruhi kestabilan fondasi. Belum lagi persoalan tenaga kerja, pemeliharaan, dan perlindungan ekosistem yang sangat sensitif.
Karena itu, perusahaan teknologi lebih realistis memilih wilayah beriklim dingin yang sudah memiliki infrastruktur memadai, seperti Finlandia, Swedia, Norwegia dan Islandia.
Wilayah tersebut menawarkan keuntungan pendinginan alami tanpa harus menghadapi seluruh kesulitan pembangunan di kawasan kutub yang terpencil.
Teknologi pendingin tanpa air mulai dikembangkan
Perkembangan teknologi pendinginan juga memungkinkan data center mengurangi ketergantungan terhadap air. Salah satunya adalah direct-to-chip liquid cooling.
Teknologi ini menggunakan cairan pendingin yang dialirkan melalui pelat khusus yang menempel pada komponen penghasil panas, seperti CPU dan GPU. Dengan cara tersebut, panas dapat diambil langsung dari sumbernya tanpa harus menunggu seluruh ruangan menjadi panas. Cairan kemudian membawa panas menuju perangkat penukar panas untuk dibuang ke lingkungan.
Teknologi lainnya adalah immersion cooling. Dalam sistem ini, server dimasukkan ke dalam tangki khusus berisi cairan dielektrik yang tidak menghantarkan listrik dalam kondisi penggunaan yang dirancang untuk teknologi tersebut. Cairan tersebut menyerap panas langsung dari perangkat elektronik.
Metode ini dapat mendukung kepadatan komputasi tinggi, mengurangi kebutuhan kipas, dan berpotensi menekan konsumsi air jika dipadukan dengan sistem pembuangan panas kering.
Ada pula dry cooling atau pendinginan kering. Sistem ini bekerja menggunakan udara luar dan perangkat seperti radiator atau heat exchanger untuk membuang panas. Prinsipnya mirip radiator kendaraan. Cairan panas dialirkan melalui pipa, kemudian udara luar membantu menurunkan suhunya.
Keunggulannya adalah tidak membutuhkan penguapan air seperti cooling tower konvensional. Namun, ketika suhu lingkungan sangat panas, sistem membutuhkan kipas dan perangkat pembuangan panas yang lebih besar. Akibatnya, konsumsi listrik dapat meningkat.
Di sinilah muncul tantangan teknologi pendinginan. Sistem yang menghemat air belum tentu paling hemat listrik. Sebaliknya, sistem yang hemat listrik belum tentu paling sedikit menggunakan air.
Perusahaan harus mencari keseimbangan antara konsumsi energi, air, biaya operasional dan dampak lingkungan.
Mengapa perusahaan tetap berlomba membangun data center?
Meskipun membutuhkan listrik, air, lahan dan investasi besar, pembangunan data center terus meningkat. Penyebab utamanya adalah kebutuhan infrastruktur digital yang semakin besar.
Setiap aktivitas digital membutuhkan tempat penyimpanan dan pemrosesan data. Perbankan, perdagangan elektronik, pendidikan, kesehatan, media sosial, layanan pemerintahan, hingga hiburan bergantung pada infrastruktur tersebut.
Perkembangan kecerdasan buatan semakin meningkatkan kebutuhan komputasi. Pelatihan model AI, pemrosesan gambar, pembuatan video, pengenalan suara, dan pengoperasian chatbot membutuhkan prosesor serta GPU berkemampuan tinggi.
Perangkat tersebut menghasilkan panas lebih besar dan membutuhkan sistem pendingin yang lebih canggih.
Di sisi bisnis, data center juga merupakan aset produktif. Perusahaan dapat menyewakan kapasitas penyimpanan dan komputasi kepada berbagai pelanggan melalui layanan cloud computing.
Perusahaan lain tidak perlu membangun pusat data sendiri. Mereka cukup membayar layanan dari penyedia seperti Amazon Web Services, Microsoft Azure, dan Google Cloud.
Data center juga memiliki nilai strategis bagi negara. Infrastruktur ini mendukung penyimpanan dan pengolahan data untuk sektor pemerintahan, keuangan, komunikasi, serta berbagai layanan penting.
International Energy Agency mencatat konsumsi listrik data center global mencapai sekitar 415 terawatt-jam pada 2024 dan diperkirakan meningkat menjadi sekitar 945 terawatt-jam pada 2030.
IEA juga mencatat investasi global untuk data center hampir dua kali lipat sejak 2022 dan mencapai sekitar 500 miliar dolar AS pada 2024. Angka tersebut menunjukkan bahwa pusat data telah menjadi salah satu sektor infrastruktur yang sangat penting dalam perkembangan ekonomi digital.
Risiko pembangunan data center bagi masyarakat dan lingkungan
Besarnya investasi tidak berarti pembangunan data center otomatis memberikan keuntungan bagi seluruh masyarakat. Salah satu risiko terbesar adalah persaingan mendapatkan air bersih.
Jika fasilitas mengambil air dari sumber yang sama dengan masyarakat dan pertanian, kebutuhan air data center berpotensi menimbulkan tekanan terhadap ketersediaan air lokal.
Persoalan tersebut akan semakin serius jika fasilitas dibangun di wilayah yang memiliki keterbatasan air tanah atau sering mengalami kekeringan.
Selain air, kebutuhan listrik juga perlu diperhitungkan. Data center membutuhkan energi tanpa henti sehingga pembangunan fasilitas besar dapat mendorong kebutuhan pembangkit, jaringan transmisi, dan gardu listrik tambahan.
Dampak lainnya adalah penggunaan lahan. Data center membutuhkan bangunan, gardu listrik, sistem pendingin, generator cadangan, dan infrastruktur pendukung.
Ada pula persoalan panas buangan serta pengelolaan air limbah yang harus diperhatikan agar tidak menimbulkan dampak terhadap lingkungan sekitar.
Hal lain yang perlu diperhitungkan adalah manfaat ekonomi bagi daerah.
Data center merupakan industri padat modal dan teknologi. Nilai investasinya bisa sangat besar, tetapi kebutuhan tenaga kerja operasionalnya tidak selalu sebanyak industri manufaktur dengan luas kawasan yang sama.
Karena itu, pemerintah daerah tidak cukup hanya melihat nilai investasi yang diumumkan. Harus dihitung pula berapa banyak tenaga kerja lokal yang terserap, berapa kontribusi pajak dan pendapatan daerah, serta berapa biaya infrastruktur dan sumber daya yang harus ditanggung.
Pemerintah juga perlu mempertimbangkan dampak kumulatif. Satu data center mungkin masih bisa ditopang oleh sumber air dan jaringan listrik setempat. Namun, jika lima atau sepuluh fasilitas dibangun dalam satu kawasan, tekanan terhadap sumber daya bisa meningkat tajam.
ApakahIndonesiacocok menjadi lokasi pembangunan data center?
Indonesia memiliki sejumlah keunggulan yang membuatnya menarik bagi investor pusat data.
Jumlah penduduk yang besar, pertumbuhan ekonomi digital, peningkatan penggunaan layanan cloud, serta perkembangan AI menciptakan kebutuhan terhadap infrastruktur komputasi.
Namun, Indonesia juga memiliki tantangan berupa iklim tropis dengan suhu dan kelembapan relatif tinggi. Kondisi tersebut membuat kebutuhan pendinginan harus diperhitungkan secara serius. Di sejumlah wilayah, ketersediaan air bersih juga menjadi persoalan, terutama ketika musim kemarau.
Karena itu, pembangunan data center di Indonesia seharusnya tidak hanya mempertimbangkan ketersediaan lahan dan jaringan internet.
Investor perlu menjelaskan secara terbuka dari mana air diperoleh, berapa kebutuhan hariannya, bagaimana menjamin pasokan ketika musim kemarau, serta teknologi pendingin apa yang digunakan.
Penggunaan air daur ulang dan sumber air nonair minum perlu menjadi prioritas jika memungkinkan.
Pemerintah juga perlu mewajibkan keterbukaan data penggunaan air dan listrik agar masyarakat dapat mengetahui besarnya sumber daya yang digunakan sebuah fasilitas.
Kajian lingkungan harus dilakukan secara menyeluruh, termasuk menghitung dampak jika beberapa data center dibangun dalam satu kawasan.
Kemajuan teknologi tidak boleh mengorbankan kebutuhan dasar masyarakat Dari berbagai penjelasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa data center memang membutuhkan sistem pendingin yang serius, tetapi tidak semua fasilitas harus menggunakan air dalam jumlah besar.
Penulis : Achmad Udin
Editor : MAD
