Потребности в электроэнергии для искусственного интеллекта и облачных вычислений становятся настолько большими, что отдельные кампусы центров обработки данных вскоре смогут потреблять больше электроэнергии, чем некоторые города и даже целые штаты США, по данным компаний, разрабатывающих эти объекты.

Потребление электроэнергии в центрах обработки данных за последние 10 лет резко возросло вместе с их все более важной ролью в экономике, где размещены серверы, обеспечивающие работу приложений, на которые предприятия и потребители полагаются при выполнении повседневных задач.

Теперь, с появлением искусственного интеллекта, центры обработки данных становятся настолько большими, что найти достаточно энергии для их работы и достаточно подходящей земли для их размещения станет все труднее, говорят разработчики. Этим объектам может потребоваться гигаватт или более электроэнергии — один миллиард ватт — или примерно в два раза больше, чем потребление электроэнергии жилыми домами в районе Питтсбурга в прошлом году.

Технологические компании участвуют в «гонке за мировое доминирование» в области искусственного интеллекта, сказал Али Фенн, президент Lancium, компании, которая обеспечивает землю и электроэнергию для центров обработки данных в Техасе. «Откровенно говоря, речь идет о национальной безопасности и экономической безопасности», — сказала она. «Они будут продолжать тратить», потому что нет более выгодного места для размещения капитала.

Одной только возобновляемой энергии будет недостаточно для удовлетворения их потребностей в электроэнергии. По словам разработчиков, свою роль должен будет сыграть природный газ, который замедлит прогресс в достижении целевых показателей выбросов углекислого газа.

( Узнайте здесь, какие акции помогают восстановить энергосистему страны. .)

Независимо от того, откуда поступает электроэнергия, центры обработки данных сейчас находятся в таком масштабе, что они начали «подключаться к существующей коммунальной инфраструктуре», — сказал Нат Салстром, директор по энергетике в Tract, денверской компании, которая обеспечивает безопасность земли, инфраструктуры и энергоресурсы для таких объектов.

И «воронка доступных земель в этой стране, то есть земель в промышленной зоне, которые могут соответствовать сценарию использования центров обработки данных, становится все более и более ограниченной», — сказал Салстром, который ранее возглавлял команды Amazon по энергетике, водоснабжению и устойчивому развитию.

За пределами Вирджинии

По словам Салстрома, поскольку земля и электроэнергия становятся все более ограниченными, центры обработки данных выходят на новые рынки за пределами давно существующего глобального хаба в северной Вирджинии. Электрическая сеть, обслуживающая Вирджинию, сталкивается с надвигающимися проблемами надежности. Ожидается, что спрос на электроэнергию вырастет, в то время как предложение упадет из-за вывода из эксплуатации угольных и некоторых газовых электростанций.

Tract, например, собрала более 23 000 акров земли для строительства центров обработки данных по всей территории США, имея крупные владения в округе Марикопа, штат Аризона, где находится Феникс, и округе Стори, штат Невада, недалеко от Рино.

Tract недавно купила почти 2100 акров земли в Бакай, штат Аризона, с планами превратить эту землю в один из крупнейших кампусов центров обработки данных в стране. Частная компания работает с коммунальными предприятиями над обеспечением мощности до 1,8 гигаватт для объекта, способного поддерживать до 40 отдельных центров обработки данных.

Для контекста, согласно анализу CNBC с использованием данных Министерства энергетики и Бюро переписи населения, кампус центра обработки данных с пиковым потреблением в один гигаватт примерно эквивалентен среднегодовому потреблению около 700 000 домов или города с населением около 1,8 миллиона человек. .

По данным Министерства энергетики, кампус центра обработки данных такого размера будет потреблять за год больше электроэнергии, чем розничные продажи электроэнергии на Аляске, Род-Айленде или Вермонте.

Кампус центра обработки данных мощностью в гигаватт, работающий даже при нижней границе пикового спроса, по-прежнему примерно сопоставим с населением примерно 330 000 домохозяйств или города с населением более 800 000 человек — примерно с населением Сан-Франциско.

По данным Boston Consulting Group, средний размер отдельных центров обработки данных, которыми управляют крупные технологические компании, в настоящее время составляет около 40 мегаватт, но, по данным Boston Consulting Group, в ближайшее время будет расти число кампусов мощностью 250 мегаватт и более.

Согласно данным BCG, в США в период с 2030-х по середину 2040-х годов ожидается рост числа кампусов центров обработки данных мощностью 500 мегаватт и более, что эквивалентно половине гигаватта. Согласно анализу CNBC, объекты такого размера сопоставимы с примерно 350 000 домов.

«Конечно, средний размер центров обработки данных будет расти быстрыми темпами с настоящего момента и до 2030 года», — сказала Вивиан Ли, управляющий директор и партнер BCG.

По словам Салстрома, Техас становится все более привлекательным рынком благодаря менее обременительной нормативно-правовой базе и обильным энергетическим ресурсам, которые легче адаптировать к конкретным объектам. «Техас, вероятно, является лучшей в мире экспериментальной лабораторией для развертывания собственных энергетических решений», — сказал специалист по энергетике.

Хьюстонская компания Lancium открыла предприятие в 2017 году с идеей приблизить большие электрические нагрузки к богатым возобновляемым источникам энергии в западном и центральном Техасе, сказал Фенн, президент компании. Первоначально сосредоточившись на майнинге криптовалют, Lancium позже переключил свое внимание на обеспечение возможностей искусственного интеллекта с появлением ChatGPT в конце 2022 года.

Сегодня Lancium имеет пять кампусов центров обработки данных, находящихся на разных стадиях строительства. Ожидается, что кампус площадью 1000 акров в Абилине откроется в первом квартале 2025 года с мощностью 250 мегаватт, которая вырастет до 1,2 гигаватт в 2026 году.

По словам Фенна, минимальная потребляемая мощность для клиентов центров обработки данных Lancium сейчас составляет гигаватт, а в планах на будущее – увеличить ее до трех-пяти гигаватт.

По словам Фенна, для центров обработки данных такого размера разработчики должны гарантировать, что в результате этого не вырастут затраты на электроэнергию в соседних населенных пунктах и ​​сохранится надежность сети. По ее словам, решающее значение имеет объединение таких объектов с новой генерацией электроэнергии.

«Центры обработки данных должны сотрудничать с коммунальными предприятиями, системными операторами и сообществами, чтобы действительно установить, что эти вещи являются активами для сети, а не обязательствами для сети», — сказал Фенн. «Никто не будет и дальше одобрять» такие проекты, если они повысят тарифы на электроэнергию для жилых и коммерческих помещений.

Кампусы центров обработки данных, находящиеся в ведении публичных компаний Равноденствие вырастают до нескольких сотен мегаватт со 100 до 200 мегаватт, сказал Джон Лин, генеральный менеджер по услугам центров обработки данных компании. Equinix — один из крупнейших операторов центров обработки данных в мире с 260 объектами, расположенными в 72 мегаполисах в США и за рубежом.

Девелоперы предпочитают безуглеродную возобновляемую энергию, но они также считают, что только солнечная и ветровая энергия не могут удовлетворить текущий спрос из-за их зависимости от меняющихся погодных условий.

По словам Лина, некоторые из наиболее важных рабочих нагрузок для мировой экономики, такие как финансовые биржи, выполняются в центрах обработки данных, которыми управляет Equinix. По словам руководителя, центры обработки данных Equinix находятся в сети более 99% времени, и о перебоях в работе не может быть и речи.

«Надежность электроснабжения по-прежнему невероятно важна для этих центров обработки данных, и поэтому делать это исключительно за счет местных возобновляемых источников энергии, откровенно говоря, просто не вариант», — сказал Лин.

Крупнейшие технологические компании являются одними из крупнейших покупателей возобновляемой энергии в США, но они все чаще обращаются к атомной энергии в поисках более надежных источников электроэнергии. Майкрософт поддерживает перезапуск атомной электростанции «Три-Майл-Айленд» недалеко от Гаррисберга, штат Пенсильвания, посредством соглашения о покупке электроэнергии. Amazon и Google, принадлежащая Alphabet, инвестируют в небольшие ядерные реакторы.

Но строительство новых ядерных реакторов обходится дорого и чревато задержками. Два новых реактора в Грузии недавно были введены в эксплуатацию с опозданием на несколько лет и превысили бюджет на миллиарды долларов.

По словам Фенна из Lancium, в краткосрочной перспективе природный газ будет обеспечивать большую часть электроэнергии, необходимой центрам обработки данных. По словам Ли из Boston Consulting Group, газ является основным кратковременным источником энергии, обеспечивающим надежность, необходимую этим объектам.

По словам Ли, можно было бы инвестировать в новое производство газа, в которое со временем будут добавлены технологии улавливания углерода и хранения аккумуляторов, чтобы смягчить воздействие на окружающую среду.

По словам Фенна, отрасль надеется, что спрос на газ снизится по мере расширения возобновляемых источников энергии, снижения затрат на хранение аккумуляторов, а ИИ поможет центрам обработки данных работать более эффективно. Но в краткосрочной перспективе нет никаких сомнений в том, что расширение центров обработки данных нарушает цели технологических компаний по выбросам, сказала она.

«Надеюсь, это краткосрочный шаг», — сказал Фенн о расширении использования природного газа. «Что я вижу среди наших партнеров по центрам обработки данных, в наших гипермасштабных разговорах, так это то, что мы не можем допустить, чтобы это оказало негативное влияние на экологические цели».

Примечание. Анализ CNBC предполагает, что кампус центра обработки данных постоянно использует 85% своей пиковой потребности в гигаватте в течение года, при общем потреблении 7,4 миллиарда киловатт-часов. В анализе используются средние национальные показатели потребления электроэнергии домохозяйствами из EIA и размера домохозяйства из Бюро переписи населения.