Компания Infinity Turbine представила систему Cluster Mesh Power Generation System, преобразующую тепло серверов ИИ ЦОД в электроэнергию. Datacenter Dynamics сообщает, что новинка позволит генерировать «чистое» экобезопасное электричество, которое можно будет тут же использовать на месте, а также снизит потребности ЦОД в воде для охлаждения.

Система объединяет малые модульные ORC-турбины (Organic Rankine Cycle), использующие в качестве рабочего тела сверхкритическую жидкость CO₂, в mesh-сеть, благодаря чему обеспечиваются масштабируемость, надёжность и высокая эффективность, говорит компания. Каждый турбинный генератор требует 100 тыс. BTU (British thermal unit) тепла для производства до 5 кВт электроэнергии.

Источник изображения: Infinity Turbine

Согласно расчётам компании, комплекс из 600 турбин может отводить 60 млн BTU/час, генерировать до 3 МВт и экономить до 108 тыс. л/час (из расчёта 1,8 л на 100 тыс. BTU). А ежегодная экономия на расходах на воду может достигать почти $1,9 млн (из расчёта $2 за каждый м³). Правда, пока неизвестно, применялась ли Cluster Mesh Power Generation System хотя бы в одном ЦОД.

Компания признаёт, что изначальные расходы на установку её решения будут выше, чем в случае традиционных систем охлаждения и захвата тепла, но в долгосрочной перспективе они окупаются с лихвой. Кроме того, для достижения эффективности и стабильности работы mesh-сети турбин требуется продвинутая система управления. С другой стороны, каждая турбина работает независимо от других, что упрощает процесс обслуживания и ремонта.

НКО Campaign group the Southern Environmental Law Center (SELC) призывает власти расследовать деятельность компании xAI Илона Маска (Elon Musk). По данным Datacenter Dynamics, активисты обвиняют ИИ-стартап в том, что используемые на территории его дата-центра генераторы усугубляют ситуацию с загрязнением воздуха в регионе.

Представители SELC обратились в департамент здравоохранения округа Шелби (Shelby) штата Теннесси США, утверждая, что на площадке xAI в южной части Мемфиса применяется 18 генераторов, на использование которых необходимо получить разрешение властей.

ЦОД xAI расположен на месте бывшего завода Electrolux площадью 69 677 м², который закрылся в 2022 году. Илон Маск ранее заявлял, что со временем дата-центр будет использовать до 100 тыс. ускорителей NVIDIA H100 (часть которых забрали у Tesla) для обучения и обеспечения работы языковой модели Grok. Второй кластер из 300 тыс. ускорителей B200 планируется ввести в эксплуатацию в следующем году.

Источник изображения: Gabriel Tovar/unspalsh.com

Для этого потребуется много энергии. В xAI пообещали вложить $24 млн в строительство подстанции, которая обеспечит ЦОД до 150 МВт (если одобрит оператор энергосети штата), но пока центр имеет доступ только к 7 МВт. Для решения проблемы подготовлены 14 генераторов Voltagrid на природном газе, каждый из которых способен обеспечить до 2,5 МВт. В письме SELC говорится, что компания Solar Turbines также установила на территории четыре турбины SMT-130 мощностью по 16 МВт.

Предполагается, что это только усугубит проблему низкого качества воздуха в округе Шелби. Уровень приземного озона в регионе уже превышал допустимые нормы в последние три года, и вероятно, то же самое произойдёт и в 2024 году. Загрязнение озоном обостряет заболевания лёгких, такие как эмфизема и хронический бронхит, и увеличивает частоту приступов астмы. Между тем, генераторы xAI, предположительно, выбрасывают около 130 тонн прекурсоров O₃ — оксидов азота (NO_x) — ежегодно, что делает их девятым по масштабу источником таких оксидов в округе.

Источник изображения: Voltagrid

SELC, выступающая от имени нескольких жилых сообществ Мемфиса, добавила, что минимальным требованием является получение разрешений для четырёх 16-МВт турбин до их установки и ввода в эксплуатацию — даже если они временные. Также необходимо потребовать получение разрешений на малые генераторы. Департамент здравоохранения округа призвали отреагировать на эксплуатацию генераторов без разрешений и принять предусмотренные законом меры за их использование без соответствующих разрешений.

SELC уже не первый год борется со строительством дата-центра xAI. В июле группа предупредила о «вредоносных последствиях» для местных жителей из-за роста нагрузки на энергосети Мемфиса. Утверждается, что объект требует «непостижимые» 150 МВт уже к концу 2024 года — столько энергии достаточно для питания 100 тыс. домохозяйств. Это может сказаться на здоровье и даже жизнях местных жителей, поскольку во время пиковых нагрузок люди могут остаться без отопления или кондиционеров. Компания Маска также вызвала недовольство местных властей, которые заявили, что узнали о планах строительства дата-центра из средств массовой информации.

Оператор ЦОД Equinix внедрил в дублинском дата-центре IBX технологию резервного питания от водородных элементов ESB Hydrogen Fuel Cell в составе модулей GeoPura, передаёт Datacenter Dynamics. По словам Equinix, компания стремится к внедрению экоустойчивых инфраструктурных решений и работает с ESB и GeoPura над созданием современных генераторов с питанием от водорода. Детали проекта пока не разглашаются. Сейчас Equinix управляет четырьмя IBX-ЦОД (BD1-4) и одним xScale (DB5x) в ирландской столице.

Находящаяся в государственной собственности ирландская компания ESB активно инвестирует в производство и хранение водорода помимо создания собственно ячеек. А основанная в 2019 году GeoPura совместно с Siemens разрабатывает модули питания HPU на основе топливных элементов для замены дизельных генераторов. По некоторым данным, компания привлекла £92 млн ($118 млн) от UK Infrastructure Bank, Barclays Sustainable Impact Capital, GM Ventures, SWEN Capital Partners, Siemens Energy Ventures и др.

Решение GeoPura Hydrogen Power Unit (HPU) представляет собой стандартный 20″ контейнер, заполненный водородными топливными элементами. Он обеспечивает 250 кВт (электричество), 80 кВт (тепло) и имеет ёмкость 216 кВт∙ч. Мощность можно довести до 2 МВт путём объединения несколько контейнеров. Для снабжения HPU компания производит собственный «зелёный» водород. В GeoPurа заявили, что HPU уже используют британское Министерство обороны, Balfour Beatty, National Grid и BBC. К 2033 году компания намерена внедрить более 3600 HPU.

Источник изображения: ESB

Equinix впервые опробовала водородные топливные элементы во Франкфурте в 2013 году, а в 2017-м установили ячейки Bloom в 12 дата-центрах. Также ранее водородные элементы тестировались для питания ЦОД в Сингапуре. В той или иной степени используют водород в качестве источника энергии компании Microsoft, Amazon, Nxtra, NorthC. А Honda тестирует систем из б/у ячеек для резервного питания собственного ЦОД в Калифорнии.

Источник изображения: GeoPura

Однако именно в Ирландии остро требуется внедрение новых энергетических технологий после фактического моратория на большинство новых проектов в районе Дублина. Так, Amazon, Google и Microsoft готовы построить собственные линии электропередач, чтобы не нагружать уже существующие и не лишиться ЦОД в Дублине. Одним из примеров новаторства стала Bloom Energy. Компания построит первый в Европе дата-центр с питанием только от твердооксидных топливных ячеек, работающих на газе.

Американский оператор дата-центров Digital Realty, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, намерен использовать гидрированное растительное масло (HVO) вместо дизельного топлива в своих резервных генераторах на некоторых площадках в США. Это позволит снизить выбросы вредных газов в атмосферу.

HVO производится из растительных масел и отработанных жиров. Это на 90 % углеродно-нейтральный возобновляемый вид топлива с повышенным сроком хранения без окисления. Важно, что HVO можно применять в дизель-генераторах без внесения модификаций в силовую установку. Кроме того, HVO можно смешивать с дизельным топливом.

Сообщается, что Digital Realty начнёт использовать HVO в резервных генераторах на площадках PDX12 в Хиллсборо (штат Орегон), а также SC1 в Санта-Кларе и LAX12 в Эль-Сегундо (обе — Калифорния). По оценкам компании, инициатива позволит сократить выбросы СО₂ приблизительно на 12 тыс. т.

Источник изображения: Digital Realty

Впервые Digital Realty начала применять HVO в дата-центрах в Париже (Франция) в 2022 году. Позднее инициатива была распространена на Мадрид (Испания) и другие европейские ЦОД. На сегодняшний день Digital Realty использует HVO более чем на 20 объектах по всей Европе, в том числе в Амстердаме. С учётом США данный вид топлива будет применяться в дизель-генераторах на семи рынках присутствия компании.

Аналогичные проекты реализуют и другие операторы дата-центров и облачных платформ. К примеру, около года назад к переводу дизель-генераторов на HVO в европейских ЦОД приступила AWS. Вместе с тем американская корпорация Kohler Power Systems объявила, что выпускаемые ею дизельные генераторы могут работать на HVO без каких-либо доработок.

Отмечается, что Digital Realty вместе с Schneider Electric реализует ещё одну инициативу, направленную на снижение вредного влияния на экологию. Она предусматривает продление срока службы критически важных систем на площадке PAR6 в Париже. Речь идёт о части электрооборудования, распределительных устройствах и ИБП. Планируется повторное использование отдельных компонентов и внедрение новых программ переработки и восстановления. Ожидается, что в течение следующих 3–5 лет проект поможет Digital Realty дополнительно снизить выбросы углерода, одновременно увеличив жизненный цикл оборудования, включая батареи ИБП.

Комиссия по коммунальным службам штата Мэриленд заблокировала использование дизель-генераторов для резервного питания дата-центров компанией Aligned. Как сообщает DataCenter Dynamics, штат предложил щедрые налоговые льготы для того, чтобы переманить операторов ЦОД, стремящихся обосноваться в «долине дата-центров» в соседней Вирджинии.

Первой компанией, выразившей готовность приобрести место в новом 2-ГВт кампусе Quantum Loophole, стала Aligned. При этом она подала заявку на установку 168 резервных дизельных генераторов мощностью 3 МВт каждый. Хотя заявка противоречит местным законам о защите окружающей среды, представители властей штата предложили сделать исключение для компании из соображений «общественного удобства и необходимости». Впрочем, комиссия не сочли подобные доводы убедительными — использование дизель-генераторов в 2023 году посчитали неприемлемым и посоветовали компании предложить вариант получше.

В самой Aligned рассчитывали получить исключения для каждого генератора по отдельности, но представители регулятора уверены, что фактически речь идёт об использовании одной 504-МВт дизельной электростанции, поскольку в случае чрезвычайной ситуации всё равно придётся включать все резервные генераторы одновременно. При этом в коммиссии задались вопросом, почему в Техасе Aligned несколько лет назад сумела установить альтернативную систему резервного питания, похваставшись тем, что она обеспечивает всего ⅒ от выброса традиционных генераторов, а в Мэриленде — не может.

Источник изображения: Aligned

Многие компании уже используют альтернативные решения, например, на водородном топливе, которые уже протестировала Microsoft. Впрочем, в Ирландии копрпорации разрешили построить полноценную ТЭС на природном газе. В Aligned утверждают, что для столь масштабного проекта такие системы не подходят, поскольку топливные ячейки или газовые турбины не могут заработать так же быстро, как дизельные генераторы — на то, чтобы переключиться с питания от ИБП на генератор, обычно имеется меньше минуты.

Дизельные источники электропитания в штате должны получать сертификат CPCN, который легко дают владельцами небольших индивидуальных генераторов. Aligned рассчитывала на исключение, но в комиссии предписали последовательно пройти весь процесс сертификации для каждого из 168 генераторов. Формально отказа властей нет, но одна только подача заявки стоит $10 тыс., а на её рассмотрение уходит 9–12 месяцев без гарантии одобрения. Как заявил один из членов комиссии, в новой реальности уже нельзя просто прийти за разрешением на использование 504-МВт генератора и тут же получить одобрение.

Облачная платформа AWS, по информации ресурса Datacenter Dynamics, приступила к реализации масштабного проекта по переводу резервных генераторов в европейских дата-центрах с дизельного топлива на гидрированное растительное масло (HVO). Данная инициатива призвана улучшить экологическую обстановку в регионе.

HVO изготавливается из растительных масел и отработанных жиров. Это на 90 % углеродно-нейтральный возобновляемый вид топлива с повышенным сроком хранения без окисления. AWS планирует перевести на биотопливо свои резервные генераторы по всей Европе. Отмечается, что проект стартовал в январе 2023 года, а одной из первых стран, где он будет осуществлён, станет Швеция. Об объёме закупок HVO и поставщиках топлива сведений нет, но говорится, что речь идёт о получении горючего из возобновляемых источников.

Важно отметить, что для использования HVO не требуется модификация существующих силовых агрегатов; кроме того, это биотопливо можно смешивать с дизелем. Известно, что AWS ведёт переговоры с местными поставщиками HVO, а также работает над расширением глобальной сети поставок.

Источник изображения: AWS

«Переход на HVO — это лишь одна из инициатив, нацеленных на обеспечение устойчивого развития наших дата-центров. Мы сокращаем углеродный след и работаем над достижением общекорпоративной цели Amazon по нулевым выбросам углерода к 2040 году», — сказала Мариэль Линдгрен (Marielle Lindgren), глава AWS в Скандинавии.

Недавно Amazon приобрела более 100 дизель-генераторов для ЦОД в Ирландии — вскоре эти установки будут переориентированы на использование биотоплива. О намерении применять такое горючее уже сообщили многие другие операторы ЦОД. К примеру, Microsoft ещё в 2021 году объявила об использовании экологичного топлива Preem Evolution Diesel Plus для генераторов ЦОД в Швеции. С другой стороны, европейские дата-центры в сложившейся геополитической обстановке были вынуждены запасать дизельное топливо на случай непредвиденных обстоятельств.

Оператор дата-центров Stack Infrastructure, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, поддержит Швейцарский план зимнего резерва (Winter Reserve), который предусматривает обеспечение стабильной подачи электроэнергии в холодное время года, в том числе во время пиковых нагрузок. Суть программы Winter Reserve заключается в предотвращение возможных отключений путём резервирования гидроэлектроэнергии и генераторных мощностей для краткосрочного использования.

Как отмечается, Stack предоставит ресурсы своих резервных генераторов швейцарской энергосети. Власти смогут задействовать эти установки в случае необходимости. Stack управляет четырьмя дата-центрами в Женеве, Цюрихе и Аванше общей площадью более 20 000 м² и мощностью 45 МВт. На этих площадках установлены генераторы для поддержания работы оборудования в случае сбоев в центральной системе электроснабжения.

Фото: Stack Infrastructure

«У Stack есть возможность не только поддерживать критически важные рабочие нагрузки клиентов, но и обеспечивать дополнительные энергетические мощности для городской электросети, поэтому мы рады внести свой вклад в программу Winter Reserve», — отметил глава Stack EMEA.

Проект Winter Reserve также предусматривает строительство новой резервной электростанции мощностью 350 МВт на площадке General Electric в Бирре, которая будет состоять из турбин, работающих на природном газе. Кроме того, инициатива предполагает увеличение общей ёмкости электросети и введение мер по энергосбережению в зимнее время года. В Ирландии, например, власти тоже просили крупных потребителей, включая ЦОД, запастить генераторами (в случае Amazon речь шла сразу о сотне), но об интеграции с общей энергосистемой страны не говорилось.

Компания Rolls-Royce готовится представить экологически безопасные электрогенераторы, работающие на чистом водороде. Как сообщает DataCenter Dynamics, с 2024 года планируются поставки моделей мощностью 1 МВт, созданных на основе метановых генераторов, уже выпускаемых под брендом mtu. Rolls-Royce также разрабатывает топливные элементы для ЦОД. В перспективе предполагается использование только «зелёного» водорода, получаемого с помощью электролиза из воды за счёт энергии солнечных элементов и ветряных электростанций.

Известно, что пока речь идёт о штучном товаре — два генератора будут доставлены в январе 2024 года в Германию. Это доработка уже существующей модели, работающей на метане — mtu Series 4000 L64. Новый вариант предназначен для использования с чистым водородом. Важно, что метан и водород имеют большую разницу в физико-химических свойствах, поэтому для создания действительно надёжного водородного генератора Rolls-Royce пришлось серьёзно поработать. Ожидается, что от тестовой эксплуатации к «серьёзному» применению компания перейдёт в 2026 году, именно тогда новые решения станут доступны широкому кругу клиентов.

Источник изображения: mtu

Уже имеющиеся в эксплуатации газовые системы пока не могут работать на чистом водороде, поэтому потребовалась глубокая переработка технологий. Так, Rolls-Royce изменила систему впрыска топлива, систему управления поршнями и т.д. Акцент в тестах делался на стабильности работы и снижение вредных выбросов — доказано, что Rolls-Royce уже может использовать многие комплектующие, выпускаемые для генераторов mtu, причём новые тестовые версии двигателей для генераторов с запасом соответствуют строгим требованиям ЕС, а обработка выхлопов просто не нужна.