Потребность ИИ ЦОД в США в энергии к 2035 году может вырасти в 30 раз — до 123 ГВт с 4 ГВт в 2024 году. При этом работающие с ИИ-оборудованием дата-центры требуют гораздо больше энергии на единицу площади, чем классические, что может вызвать серьёзные проблемы в энергосетях уже в обозримом будущем, сообщает The Register со ссылкой на отчёт Deloitte Insights «Сможет ли инфраструктура США успеть за экономикой ИИ?» (Can US infrastructure keep up with the AI economy?)

В исследование подчёркивается, что крупные ЦОД потребляют всё больше энергии, в то время модернизация энергосетевой инфраструктуры и ввод новых источников энергии сталкиваются с рядом препятствий из-за бюрократии и сбоев в цепочках поставок. Потенциальным решением могут стать технологические инновации, которые сделают инфраструктуру ЦОД более энергоэффективной. Кроме того, успех зависит от упрощения регулирования и масштабов финансовых вливаний в отрасль.

Оценки Deloitte свидетельствуют, что в прошлом году американские дата-центры потребовали около 33 ГВт, но из них лишь 4 ГВт ушло на ИИ-проекты. Компания прогнозирует, что к 2035 году мощность ЦОД в целом вырастет впятеро, а вот ИИ ЦОД — более чем в 30 раз. На них придётся до 70 % от общего объёма в 176 ГВт.

Источник изображения: Deloitte

Дата-центров станет больше, и они будут крупнее. В Deloitte подчёркивают, что сейчас крупнейшие американские ЦОД «большой тройки» гиперскейлеров потребляют менее 500 МВт каждый, но сейчас строятся объекты с мощностью более 2 ГВт. На ранних стадиях планирования находятся дата-центры, потребляющие уже до 5 ГВт.

Другими словами, спрос на электричество продолжит расти. За последний год рост спроса в основном компенсировался увеличением генерации энергии газовыми электростанциями, несмотря на то что гиперскейлеры неоднократно декларировали приверженность «зелёной» повестке и обещали добиться нулевых выбросов.

Компания предупреждает, что некоторые запросы на присоединение смогут быть удовлетворены лишь через семь лет, причём на строительство ЦОД обычно уходит меньше времени, чем на создание генерирующих мощностей. Если дата-центр можно построить за несколько лет, то новые газовые электростанции, свободные от контрактов на поставку энергии, вероятно, появятся не раньше следующего десятилетия.

Источник изображения: Deloitte

Проблемы с цепочками поставок мешают как энергокомпаниям, так и гиперскейлерам, поскольку импорт в США многих критически важных компонентов с недавних пор подпадает под действие заградительных тарифов. Кроме того, потенциально будут расти цены на сталь, алюминий, медь и цемент, что только усугубит ситуацию в энергетике.

Исследователи Deloitte опросили операторов ЦОД и энергетические компании, чтобы выяснить, какие стратегии помогут справиться с потенциальной нехваткой энергии, вызванной бумом строительства ЦОД. Ключевыми инструментами названы технологические инновации, изменения в регулировании и рост финансирования. Инновации, как ожидается, позволят создать более энергоэффективную инфраструктуру — например, можно будет перейти на оптическую передачу данных и современные твердотельные трансформаторы.

Реформа нормативно-правовой базы регуляторами может включать переход от поддержки «спекулятивных» проектов на более реалистичные, с переходом на принцип «первым готов — первым обслужен». С похожими проблемами уже столкнулась Великобритания, в связи с чем регулятор Ofgem пересмотрел систему очередями на подключение, призванную исключить т. н. «зомби-проекты», и ускорить процесс введения в эксплуатацию более жизнеспособных.

Источник изображения: Deloitte

В итоге всё сводится к наличию больших денег, поскольку развитие инфраструктуры потребует масштабного финансирования, а влияние ИИ ЦОД на стратегию развития становится всё более очевидным в дискуссиях об инвестициях.

Потенциальные риски связаны с тем, что ограничения мощности и пропускной способности современных энергосетей США могут затормозить развитие ИИ — энергокомпании могут упустить шанс расширить и модернизировать сети, что может привести к катастрофическим последствиям для отрасли. В результате под вопросом может оказаться экономическое и геополитическое лидерство США — для страны это вопрос конкурентоспособности или даже национальной безопасности.

Американский регулятор North American Electric Reliability Corp. (NERC), отвечающий за надзор за электросетями и сопутствующей инфраструктурой, сообщил, что подключение ЦОД к электричеству сегодня весьма рискованно из-за их нестабильного энергопотребления. Ситуация может усугубиться с появлением ускорителей с энергопотреблением 15 кВт. В апреле Deloitte сообщала, что АЭС смогут обеспечить 10 % будущего спроса ЦОД США на электроэнергию, но строить их придётся быстрее.

Новые мощности АЭС могли бы потенциально обеспечить около 10 % предполагаемого роста спроса на электричества для дата-центров в следующие десять лет. По данным экспертов Deloitte, спрос на электричество для ЦОД в США может вырасти с 33 ГВт в 2024 году до 176 ГВт в 2035 году, сообщает Datacenter Knowledge. Но чтобы успеть справиться с таким ростом, надо ускорить ввод в строй новых атомных мощностей.

По мнению аналитиков консалтинговой компании, на фоне стремительного роста спроса именно атомная энергия способна стать потенциальным решением для обеспечения части мощностей ЦОД электричеством благодаря надёжности и относительной экобезопасности АЭС. В течение ближайшиъ десяти лет будет введены генерируюшие мощности на 35–62 ГВт, так что порядка 10 % требований будущих ЦОД она удовлетворит. А по многим параметрам, от высокой энергетической плотности до низких углеродных выбросов, атомная энергетика является самым предпочтительным решением для питания ЦОД.

В числе недавних проектов — финансирование AWS малых модульных реакторов (SMR) в штате Вашингтон, соглашение Google с Kairos Power о строительстве SMR к 2030 году, а также соглашение о покупке энергии (PPA), заключённое между Microsoft и оператором АЭС Three Mile Island в Пенсильвании, закрытой в 2019 году (теперь её придётся вернуть в строй). Дополнительно известно, что Meta✴ запрашивала обеспечение до 4 ГВт атомных мощностей. Разработчик атомных решений Oklo намерена поставить 12 ГВт оператору ЦОД Switch.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

В минувшем марте коалиция крупнейших компаний, включая некоторых крупнейших операторов ЦОД, обеспечила кросс-секторные обязательства, подчёркивающие критическое значение АЭС в укреплении энергетической безопасности и надёжности. Группа, включающая Amazon, Meta✴ и Google, присоединилась к 14 финансовым институтам, 140 представителям атомной индустрии и руководству более 30 стран в поддержке инициативы World Nuclear Association по утроению атомных мощностей к 2050 году.

Хотя Deloitte сделала акцент на многочисленных преимуществах атомной энергетики для решения проблем ЦОД, аналитики признают, что общественно мнение об АЭС «сложное и изменчивое». Эксперты рекомендуют причастным к атомным проектам организациям «упростить» свою деятельность для ускорения и повышения их эффективности, решения проблем со сроками строительства и перерасходом средств. В то же время необходимо заниматься инновациями для обеспечения безопасности и утилизации отходов.

С учётом современных геополитических условий, Deloitte также выражает обеспокоенность эффективностью механизмов поставок обогащённого урана. США, крупнейший в мире рынок ЦОД, закупают его в основном у России и Китая, что якобы ставит под угрозу энергетическую безопасность страны и возможность строительства передовых реакторов. Помимо этого, проблемой являются и другие факторы — от сложной цепочки поставок комплектующих до трудностей производства крупных компонентов в США.