Компания Stockholm Exergi объявила о подписании с Microsoft крупнейшей в мире сделки по прямому захвату углерода. Datacenter Dynamics сообщает, что соглашение предусматривает удаление 3,33 млн тонн углекислого газа в Швеции в рамках проекта Värtan BECCS в Стокгольме. Для сравнения — выбросы корпорации в 2022 году составили 13 млн тонн CO₂.

BECCS предусматривает захват и постоянное хранение CO₂, выделяющегося в ходе процессов преобразования биомассы в топливо или её сжигания для получения энергии. В данном случае под биомассой подразумеваются обыкновенные древесные пеллеты. Такой подход считается достаточно экологичным, поскольку деревья являются возобновляемым ресурсом и в процессе роста сами поглощают углекислый газ. Однако добиться полного захвата CO₂ при их сжигании не представляется возможным.

Источник изображения: Stockholm Exergi

Как заявляют в Stockholm Exergi, Värtan BECCS чрезвычайно важен — внедрение технологий на существующих электростанциях на биомассе является ключевым этапом на пути создания мощностей по удалению углерода по всему миру. Финансирование проекта предусматривается в том числе из Инновационного фонда Европейского союза, но для достижения приемлемых финансовых результатов потребуются дополнительные доходы от продажи модулей для удаления углерода.

Сделка сроком 10 лет вступит в силу в 2028 году, после чего каждый год Stockholm Exergi будет удалять из атмосферы до 800 тыс. тонн CO₂. Разрешение от природоохранных регуляторов было получено ещё в марте 2023 года, строительство мощностей для захвата углекислоты, сжижения полученного газа и его промежуточного хранения должно начаться в 2025 году. Впрочем, Stockholm Exergi заявила, что финальное решение об инвестициях планируется принять в IV квартале 2024 года.

Источник изображения: Stockholm Exergi

В проектах захвата углерода Microsoft часто является ключевым инвестором, поскольку компания намерена добиться не только «углеродной нейтральности», но и со временем компенсировать выбросы, которые приходятся на её деятельность за всю историю существования бизнеса. Компания уже заключила несколько сделок, связанных с использованием биоугля и, в частности, соглашение с Carbon Streaming о покупке кредитов с биоугольной площадки в Вирджинии.

Также IT-гигант участвует и в других «зелёных» проектах по захвату угля, включая сделку на 300 тыс. тонн с Heirloom и на 10 тыс. тонн с Climeworks, также занимающейся прямым захватом углерода. Кроме того, на неизвестных условиях заключена сделка об удалении углекислоты из атмосферы с Carbon Capture. Microsoft не одинока в своих начинаниях. В захват углерода уже инвестировали и компании вроде Meta✴ и Google.

Тепло расположенного в Бохуме (Германия) ЦОД планируется хранить в заброшенной шахте и в дальнейшем использовать в районной системе отопления. По данным Datacenter Dynamics, проект местного Рурского университета призван продемонстрировать потенциал теплоаккумулятора Mine Thermal Energy Storage (MTES). Проект финансируется в рамках поддерживаемой Евросоюзом схемы PUSH-IT, рассматривающей подземные объекты в качестве экоустойчивых хранилищ энергии.

Университет управляет собственной теплоэлектростанцией с 2019 года. Станция имеет два комбинированных тепловых/электрических модуля общей мощностью 9 МВт и три газовых котла с общей теплоотдачей 105 МВт. ТЭС не только обогревает университетский кампус, но обеспечивает энергией 5 тыс. квартир, 760 частных домов и 115 промышленных зданий. Оператором выступает Unique Wärme — совместное предприятие университета и коммунальной компании Stadtwerke Bochum, частично принадлежащей местным властям.

Источник изображения: Robert Thiemann/unsplash.com

При этом энергомодули расположены непосредственно над шахтой Мансфельд (Mansfeld) глубиной до 120 м, которая была закрыта в 1963 году. MTES позволит летом отправлять избыточное тепло дата-центра и других технических объектов университета в подземные глубины с помощью тепловых насосов. Там оно будет храниться в скважинах, откуда его по мере необходимости можно возвращать в систему отопления, когда спрос особенно высок, т.е. зимой.

MTES, как ожидается, может увеличить использование источников возобновляемой энергии и сгладить пиковые нагрузки в системе отопления в зимние месяцы. Это, в частности, приведёт к снижению углеродных выбросов и стоимости эксплуатации. По данным координаторов PUSH-IT, MTES пока находится на стадии разработки, а создание экспериментальных скважин предусмотрено осенью.

Похожий проект разрабатывается в стенах Эдинбургского университета, где «мусорное» тепло суперкомпьютерного ЦОД также предлагается сохранять в старой шахте до того, как использовать его для отопления местных домов. Такая схема позволит обогревать не менее 5 тыс. домов, если расчёты учёных подтвердятся. Впрочем, воду из подземных выработок можно использовать и просто для охлаждения дата-центров.

Microsoft заключила с Brookfield крупнейшее среди корпораций рамочное соглашение в области «зелёной» энергетики. По данным Financial Times, IT-гигант согласился вложить $10 млрд в решения по генерации энергии из возобновляемых источников — проекты будут разрабатываться Brookfield Asset Management, а поставками займётся Brookfield Renewable Partners.

Соглашение предусматривает строительство в 2026–2030 гг. крупных ветряных и солнечных электростанций суммарной мощностью до 10,5 ГВт. В Brookfield сообщили, что сделка приблизительно в восемь раз масштабнее, чем предыдущее крупнейшее соглашение о покупках возобновляемой энергии — в своё время его заключили горноперерабатывающая Rio Tinto и австралийский оператор солнечных электростанций. А по количеству PPA лидирует, судя по всему, Amazon.

У Brookfield большие планы по расширению уже имеющихся 33 ГВт, а партнёрство с Microsoft будет значительно способствовать этому. Microsoft объявила, что намерена использовать своё влияние и средства для создания длительного положительного эффекта для всех потребителей электричества. По некоторым данным, в сделке участвует и испанская компания X-Elio, занимающаяся проектами, посвящёнными возобновляемой энергии.

Источник изображения: Etienne Girardet/unsplash.com

Ёмкость действующих ЦОД Microsoft превышает 5 ГВт, ещё 1 ГВт должен добавиться в следующие полгода, и ещё 1,5 ГВт — в I половине 2025 года. Компания является одним из крупнейших корпоративных покупателей возобновляемой энергии, а в описании одной из вакансий указывается, что уже заключены соответствующие контракты на более 20 ГВт. Кроме того, по слухам, компания рассчитывает в скором времени развернуть ИИ-инфраструктуру мощностью 5 ГВт совместно с OpenAI.

Демонстрационная платформа на водородных топливных элементах, запущенаная в Остине (Техас), запитает ЦОД суперкомпьютерного центра Texas Advanced Computing Center (TACC). Проект стал частью инициативы H2@Scale и будет моделью для будущих масштабных водородных проектов, объединяющих производство, распределение, хранение и использование данного вида топлива, передаёт Datacenter Dynamics.

Объект, расположенный в одном из кампусов Техасского университета, представляет собой плод сотрудничества GTI Energy, её «дочки» Frontier Energy, университетского Центра электромеханики, а также пары десятков акционеров, представляющих промышленные предприятия. Площадка будет генерировать водород, путём электролиза, используя энергию солнца и ветра, а также переработку метана с хранилищ отходов. Полученный водород будет применяться в топливных ячейках и для заправки парка электромобилей Toyota Mirai и БПЛА, тоже применяющих водородные топливные элементы.

Техасский университет не первое десятилетие работает над соответствующими технологиями и намерен поставлять для проекта квалифицированные кадры и инженерные данные. Помимо текущего проекта, исследовательская площадка пригодится и для развития других решений в «зелёной» водородной индустрии. А основанный в 2001 году центр TACC стал пристанищем для нескольких суперкомпьютеров, включая Frontera, JetStream2, Lonestar6, Maverick2 и Stampede3. Не так давно анонсировано строительство кластера Vista на ускорителях NVIDIA.

Источник изображения: Техасский университет

Инициативу H2@Scale в Техасском университете начали реализовать в 2020 году. В задачи входит продвижение пилотных проектов, связанных с «возобновляемым» водородом в качестве экологически чистого и экономически эффективного источника топлива. В числе промышленных партнёров университета есть Air Liquide, CenterPoint Energy, Chart Industries, Chevron, ConocoPhillips, Hitachi Energy, Low-Carbon Resources Initiative, McDermott, Mitsubishi Heavy Industries America, OneH2, ONE Gas, ONEOK, Shell, SoCalGas, Texas Commission on Environmental Quality, Toyota и WM.

Государственно-частные проекты в рамках инициативы H2@Scale поддерживает Министерство энергетики США. Техасский университет отмечает, что штат имеет оптимальные условия для реализации водородных проектов, уже имея значительную водородную инфраструктуру, включая около 1500 км подходящих трубопроводов. Но эксперименты H2@Scale ведутся и в других местах. Так, в январе Caterpillar Electric Power и Microsoft объявили об успешном эксперименте, в ходе которого для питания дата-центра применялись исключительно водородные топливные ячейки в течение 48 часов.

Terrestrial Energy, занимающаяся разработкой малых модульных реакторов (SMR), объединила усилия со Schneider Electric для совместного развития, популяризации и коммерциализации данного направления. Подписанный меморандум о взаимопонимании касается реактора на расплавленной соли (Integral Molten Salt Reactor, ISMR) мощностью 190 МВт.

В Terrestrial сообщили, что проект предусматривает быстрое возведение и масштабирование реакторов и снижение цен на электричество. Компания подчёркивает, что такое решение может обеспечить энергией крупные дата-центры и ряд промышленных предприятий — на фоне дефицита энергии для ЦОД может появиться относительно недорогая и экологически безопасная альтернатива магистральному электроснабжению. Компания намерена начать ввод в эксплуатацию IMSR в начале 2030-х годов.

В Schneider Electric предлагают использовать технологию т.н. «цифровых двойников» в течение всего жизненного цикла IMSR — это приведёт к сокращению времени вывода продукта на рынок, снижению стоимости и повышению эффективности операций. Компания называет себя лидером цифровой трансформации в области управления и автоматизации энергетики, а также поставщиком с возможностями, ключевыми для надёжной и эффективной работы ISMR-электростанций.

Источник изображения: Terrestrial Energy

Малая атомная энергетика чрезвычайно востребована и активно изучается операторами ЦОД. Equinix подписала соглашение со стартапом Oklo, а блокчейн-компания Standard Power пожелала приобрести 24 SMR у NuScale. Активнее всего ведёт себя Microsoft, которая уже формирует команду для работы над малыми атомными реакторами и даже заключила соглашение со стартапом Helion, хотя никто не знает, сможет ли тот вообще вовремя запустить термоядерный реактор.

Национальная физическая лаборатория Великобритании (National Physical Laboratory, NPL) совместно с новозеландской Лабораторией стандартов измерения (Measurement Standards Laboratory, MSL) заключили соглашение, в рамках которого подводный интернет-кабель будет применяться для регистрации признаков землетрясений и цунами в Тихом океане и сбора данных об океанских течениях.

По данным Datacenter Dynamics, новая система не требует дополнительного оборудования или инфраструктуры. Благодаря сверхточным оптическим измерениям учёные смогут использовать существующую ВОЛС для сбора данных об окружающей среде в режиме реального времени. Она даже поможет предупреждать население тихоокеанского бассейна о приближении цунами. Испытания пройдут в 2024 году на участке кабеля Southern Cross NEXT протяжённостью 3876 км на дне Тасманского моря между Новой Зеландией и Австралией.

Источник изображения: Matt Paul Catalano/unsplash.com

Общая протяжённость кабеля Southern Cross NEXT составляет 13,7 тыс. км, посадочные станции имеются на Фиджи, в Австралии, Новой Зеландии, Калифорнии, в Кирибати и Токелау. По словам учёных, Тихий океан представляет собой зону с высокой сейсмической активностью, идеальную для тестирования подобных технологий. В будущем аналогичные решения можно будет применять по всему миру. Потенциально они также могут использоваться для изучения геологии океанского дна и климатических изменений.

Технология на основе квантовых разработок впервые была подготовлена NPL в 2021 году и тогда же испытана в Атлантическом океане на участке кабеля между Канадой и Великобританией протяжённостью 5960 км. Проект стал частью более масштабного соглашения о сотрудничестве между Великобританией и Новой Зеландией (Research, Science, and Innovation Agreement), подписанного в июле 2022 года.

Источник изображения: Güralp

Это не первый проект, предусматривающий распознавание землетрясений с помощью оптоволоконных кабелей. Ещё одной технологией являются ретрансляторы SMART, поддерживающие сбор и трансляцию данных для учёных и правительств. Как сообщают власти Португалии, система CAM2, которая заработает в 2024 году, будет оснащена сенсорами SMART.

В 2023 году Subsea Data Systems завершила создание прототипа SMART для производителя кабелей ASN — они тоже позволяют предупреждать о землетрясениях и цунами. Ранее в этом году кабель с поддержкой SMART-технологий внедрила в Ионическом море Güralp Systems. В феврале 2024 года появилась информация о намерении Prima и Alcatel Submarine Networks проложить передовой многоцелевой кабель SMART от островов Новой Каледонии до Вануату в рамках проекта TAM TAM.

В 2021 году сейсмологи Калифорнийского технологического института совместно с Google разработали метод распознавания землетрясений с помощью подводных кабелей с помощью анализа путешествующий сквозь волокна свет, который не требует дополнительного оборудования. Ещё во время предварительных тестов с декабря 2019 по сентябрь 2020 года исследователи университета зарегистрировали около 20 умеренных и сильных землетрясений вдоль соединяющего США с Чили кабеля Curie — включая мощное землетрясения у Ямайки в январе 2020 года.

В ближайшие годы ожидается стремительный рост спроса китайских дата-центров на воду по мере развития ИИ-технологий. Datacenter Dynamics сообщает, что в новом докладе гонконгской НКО China Water Risk (CWR) сделана оценка потребления этого ценного для дата-центров ресурса — оно вырастет более чем в два раза в следующие шесть лет.

CWR рассчитывает, что потребление воды китайскими ЦОД сегодня составляет 1,3 млрд м³ ежегодно, но к 2030 году увеличится до 3 млрд м³. Организация отмечает, что Китайская академия экологического планирования (China Academy of Environmental Planning, CAEP) ранее выяснила, что число стоек в КНР достигло 5,4 млн шт. в 2021 году, то выросло на 27 % год к году, а к 2030 году оно составит уже 11,3 млн. Общее потребление воды местными ЦОД в 2020 году было неизвестно, но эксперты посчитали, что оно держалось приблизительно на уровне 300 млн м³.

Источник изображения: Jani Brumat/unsplash.com

Как указывают в докладе CWR, китайские IT-гиганты должны принять экстренные меры для того, чтобы стать «водно-положительными» или хотя бы «водно-нейтральными». Китай активно развивает индустрию ЦОД в западной части страны, хотя именно здесь преобладают обширные засушливые области, где удобно размещать солнечные электростанции, но где дефицит воды может оказаться катастрофическим.

Более того, водоснабжение может даже ухудшиться несмотря на рост спроса из-за неспособности своевременно реагировать на стихийные бедствия, а также рост «хронических рисков» вроде простой нехватки водных ресурсов и роста уровня моря. Хотя некоторые IT-гиганты начали планировать модернизацию, многие ещё не разработали никаких стратегий для уменьшения рисков. Впрочем, даже те, кто готовятся, могут столкнуться с проблемами из-за ускоренного глобального потепления — ранее принятые меры были недостаточно хороши.

Источник изображения: CWR

В CWR утверждают, что только 32 % китайских стоек находятся в богатых водой регионах, 46 % — в чрезвычайно сухих местах. Как минимум 41 % стоек расположен в регионах с частыми засухами и 28 % — в зонах, где нередко случаются наводнения. А как минимум пятая часть находятся в Цзянсу, Шанхае и Тяньцзине, которые часто страдает и от того, и от другого.

Конкуренция за воду в регионах уровня Dry 10 будет только расти и запросы ЦОД могут оказаться не в приоритете — поскольку в водных ресурсах нуждается сельское хозяйство, жилые дома и промышленность. В Китае ещё не утверждены стандарты эффективности водопользования (Water Usage Effectiveness, WUE), но власти на местах пытаются внедрять свои собственные требования. Например, шанхайское руководство рекомендует WUE на уровне 1.4.

Источник изображения: CWR

Как свидетельствуют публикации ограниченных данных, Baidu и Xiaomi увеличили своё водопотребление в 2021 году на 23 % и 53 % соответственно, а Tencent подняла потребление ресурса на 31 % в 2022 году. При этом China Mobile, наоборот, сократила потребление на 17 %.

CWR рекомендует местным операторам начать формулировать стратегию управления водными ресурсами и добиваться «водно-положительных» результатов. Также НКО предлагает переключиться с на другие, не столь водно-интенсивные технологии охлаждения, требующие меньше воды на единицу выручки, особенно в локациях с дефицитом воды, хотя иногда это это может привести к ухудшению показателей PUE. Стоит отметить, что проблема внедрения экобезопасных технологий актуальна, как никогда. Появилась информация о массовых закупках Китайским бизнесом ресурсоёмких серверов для ИИ-вычислений.

Для питания своих дата-центров и колокейшн-мощностей Apple использовала в 2023 году 2,344 ТВт∙ч электроэнергии. Datacenter Dynamics сообщает, что компании принадлежит семь собственных ЦОД, а также неизвестное число колокейшн-площадок по всему миру, энергопотребление тех и других на 100 % компенсируется покупкой PPA-сертификатов.

В докладе Environmental Progress Report компания сообщила, что объект в Месе (штат Аризона) был крупнейшим потребителем, на него пришлось 488 ГВт∙ч, 82 % потреблённого электричества приходится на солнечную энергию, включая 4,76 МВт, которые получаются на территории самого кампуса. Ещё 18 % получают за счёт энергии ветра. ЦОД в Мейдене (Северная Каролина) использовал 453 ГВт·ч, 82 % приходится на солнечную энергию и 12 % — на ветряную.

В Рино (Невада) кампус потребил 440 ГВт∙ч, энергия обеспечена полностью за счёт солнца, в том числе 20 МВт от проекта Fort Churchill Solar Array, в котором используются искривлённые зеркала для концентрации света на фотоэлектрических ячейках. В Прайнвилле (Орегон) использовано 269 ГВт∙ч — 60 % получено за счёт ветряной энергии, 38 % — за счёт солнечной, а ещё 2 % — от малых ГЭС. Компания начала использовать микро-ГЭС в 2013 году, проект Earth By Design реализован рядом с ирригационным каналом. В компании утверждают, что теперь имеется уже два таких проекта.

Источник изображения: Apple

Два дата-центра в Китае использовали в общей сложности 171 ГВт∙ч, на солнечную и ветряную энергию приходится по 50 %. Правда, согласно местным законам, Apple не считается оператором этих ЦОД. На ЦОД в Виборге (Дания) пришлось 40 ГВт∙ч. Точных данных по распределению энергии не имеется, зато в Apple сообщили, что этот дата-центр не нуждается в резервных дизельных генераторах. В 2019 году компания отказалась от строительства второго ЦОД в стране, проект оценивался в $921 млн.

Что касается колокейшн-ёмкостей, то в США и за их пределами компания использовала 387 и 96 ГВт∙ч соответственно — на них приходится около 20,6 % IT-энергопотребления компании. Кстати, впервые в истории Apple использование электричества её колокейшн-объектами упало с 487,9 ГВт∙ч в 2022 году. В предыдущие пять лет до 2022 года оно росло в среднем на 14,49 % ежегодно.

В доклад не вошла отчётность об использовании Apple облаков. Компания давно пользуется услугами Google Cloud и, похоже, это крупнейший клиент платформы, а прошлом году на базе облака Google начата разработка ИИ-моделей. Самое приблизительное представление даёт статистика 2019 года. Тогда сообщалось, что более $30 млн/мес. тратится на облако AWS.

Оператор дата-центров Digital Realty намерен реорганизовать систему питания своих ЦОД в Ирландии таким образом, чтобы та могла отдавать электричество в энергосети во время пиковых нагрузок. The Register сообщает, что это поможет сгладить нагрузки на энергосистемы, снизить выбросы углекислого газа и обеспечить операторам дополнительную выручку.

Один из крупнейших в мире операторов дата-центров работает с энергораспределяющей компанией Enel X, которая позволит сохранить стабильность сетей с помощью систем бесперебойного питания ЦОД. Это, например, даст возможность снизить зависимость от электростанций, работающих на ископаемом топливе в часы максимальных нагрузок. Digital Realty уже ранее реализовала подобный проект с помощью Enel X в Сиднее.

Только вокруг Дублина оператор ЦОД имеет девять объектов. Он утверждает, что аккумуляторы их ИБП прошли самые строгие проверки и одобрены для снабжения резервной энергией электросетей. Для начала в программе будут участвовать источники бесперебойного питания мощностью 6 МВт. Соглашение с Enel X позволит Digital Realty использовать по-новому использовать энергетические активы дата-центров, в числе прочего позволяя подключать к сети больше возобновляемых источниках энергии.

Источник изображения: israel palacio/unsplash.com

Ирландия уже получает 30–40 % энергии из возобновляемых источников, что имеет и негативные стороны. В частности, неизбежны перепады качества энергоснабжения из-за нестабильности работы ветряков и других подобных источников. В Digital Realty подчёркивают, что в таких ситуациях пригодится энергия ИБП дата-центров. В этом месяце оператор EirGrid объявил о снижении минимального числа больших генераторов на ископаемом топливе, которые должны работать в энергосети страны в любое время — с пяти до четырёх, в ответ на растущую доступность возобновляемой энергии.

Впрочем, Digital Realty не первой представляет подобную схему в Ирландии. Microsoft уже анонсировала внедрение интерактивной ИБП-технологии в собственном ЦОД в Дублине в середине 2022 года, она сотрудничает с Eaton и той же Enel X. Последняя служит агрегатором для объединения коммерческих источников энергии в «виртуальные электростанции». В прошлом году Microsoft объявила, что проект увенчался успехом и заявила о намерении масштабировать его на другие ЦОД по всей планете.

Энергия для ЦОД стала весьма обсуждаемой темой в последнее время, эксперты предупреждают, что рост ёмкости дата-центров на фоне взрывного спроса на ИИ-сервисы может привести к тому, что только в США ЦОД будет потребляться к 2030 году 20–25 % всей электроэнергии, а в Ирландии к 2026 году — около трети. Это уже привело к рационированию вычислительных ресурсов AWS.

Джастин Мюррилл (Justin Murrill), директор по корпоративной ответственности AMD, заявил, что решение компании использовать чиплетную архитектуру в процессорах EPYC позволило снизить глобальные выбросы парниковых газов на десятки тысяч тонн в год.

AMD начала внедрение чиплетов около семи лет назад. Применение многокристальной архитектуры вместо монолитных изделий обеспечивает ряд преимуществ. В частности, достигается лучшая гибкость при проектировании изделий благодаря возможности комбинировать различные модули. Кроме того, повышается эффективность управления тепловыделением.

Источник изображения: AMD

AMD создаёт процессоры EPYC путём компоновки вычислительных чиплетов CCD вокруг унифицированного чиплета IOD, выполняющего роль хаба ввода-вывода. Компания заявляет, что использование нескольких отдельных чиплетов вместо монолитного кристалла даёт возможность повысить процент выхода годной продукции в расчёте на одну кремниевую пластину. Дело в том, что в случае выявления дефекта отбраковывается сравнительно небольшой чип, а не крупное изделие. В результате сокращаются затраты на производство, снижаются энергетические и сырьевые потери.

По словам Мюррилла, изготовление процессоров EPYC четвёртого поколения с восемью отдельными вычислительными чиплетами вместо одного монолитного кристалла позволило избежать 50 тыс. т выбросов CO₂ в 2023 году. Однако нужно отметить, что это собственная оценка AMD, основанная на теоретических расчётах.

Некоторые участники рынка также говорят о недостатках чиплетной компоновки. Среди минусов, в частности, называется необходимость использования высокоскоростных внутричиповых соединений. Кроме того, меньшее количество микросхем означает меньшее количество межсоединений и, следовательно, меньшую сложность и потенциально более высокую производительность.