Компания Plug Power, занимающаяся разработкой водородных топливных ячеек, готовится начать продажи своих элементов питания для ЦОД в конце 2025 года. По данным Datacenter Dynamics, она уже работает с крупнейшими гиперскейлерами, которые и будут тестировать новые продукты.

В 2022 году Plug Power уже построила для Microsoft водородную систему, почти одновременно заключив схожее соглашение и с подразделением Amazon, отвечающим за электронную коммерцию — в рамках сделки IT-гигант согласился инвестировать в соответствующий бизнес более семи лет. Летом того же года компания совместно с Microsoft успешно испытали водородные элементы для электропитания дата-центра. Впрочем, для облачного гиганта Plug Power не является единственным партнёром в этой сфере. Для Amazon компания построила электролизную систему добычи «зелёного» водорода.

Источник изображения: Plug Power

Plug Power планирует, что клиенты будут использовать её решения не только в качестве резервных систем питания, но и продавать излишки энергии, когда спрос на неё особенно высок. Такая комбинация, вероятно, поможет рынку водородных решений вырасти. В своё время Plug Power столкнулась с финансовыми проблемами в результате перебоев со снабжением водородом в Северной Америке, что поставило под угрозу её деятельность в 2023 году, но компания выжила.

В прошлом месяце сообщалось о соглашении с Министерством энергетики США о предоставлении бизнесу займа в размере $1,6 млрд. Средства пойдут на разработку новых решений и расширение производства «зелёного» водорода в США. Похожие системы тестируют и другие компании. Так, Honda и Mitsubishi намерены испытать ЦОД, работающий на бывших в употреблении водородных ячейках электромобилей.

Итальянский оператор дата-центров Aruba, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, совместно с учёными из Пизанского университета работает над специализированными средствами ИИ, которые помогут оптимизировать производительность облачных ресурсов при одновременном снижении энергопотребления и сокращении затрат.

Речь идёт о создании двух алгоритмов машинного обучения для управления рабочими нагрузками на облачных платформах. В проекте принимают участие исследователи Факультета информационной инженерии в составе Пизанского университета.

Система управления нагрузками предусматривает внедрение инструмента прогнозирования ресурсов, которые используются виртуальными машинами. Такие прогнозы будут формироваться на основе анализа исторических данных. Кроме того, планируется внедрить дополнительные ИИ-механизмы. Алгоритмы позволят оптимизировать энергопотребление оборудования, гарантируя при этом доступность необходимых мощностей для пользователей виртуальных машин.

Источник изображения: Aruba

Один из разрабатываемых алгоритмов нацелен на динамическое профилирование виртуальных машин для определения конфигураций на основе исторических данных. Второй алгоритм ориентирован на управление виртуальными машинами в соответствии с профилями на различном оборудовании в составе облачной платформы. В конечном итоге это может позволить пользователям перемещать нагрузки между узлами OpenStack на прогнозной и исторической основе.

По заявлениям Aruba, возможность оптимизирования облачных ресурсов позволит выделять строго необходимые мощности для выполнения определённой задачи. Таким образом, может быть снижена стоимость услуг для конечных клиентов. Похожие инструменты уже внедряют, например, Google и Microsoft — в их масштабах оптимизация энергопотребления позволяет сэкономить существенные средства.

Оператор ЦОД Involta предложил клиентам новую модель ценообразования. Как сообщает пресс-служба компании, покупатели сервисов колокейшн-провайдера смогут платить за подводимую мощность электропитания. Как правило операторы берут плату за стойко-место, иногда добавляя отдельную плату за энергию. Involta считает, что современная инфраструктура, связанная с ИИ, не вписывается в традиционные рамки.

На днях компания запустила тарифы SecurePower Colocation, представляющую собой, по словам компании, уникальную модель ценообразования, не учитывающую занимаемое стойками пространства. В Involta утверждают, что это позволит клиентам платить за используемые мощности с возможностью быстрого масштабирования инфраструктуры. SecurePower Colocation обеспечит экономию, гибкость и безопасность, необходимые для поддержки критических IT-нагрузок.

Фото: Nishant Parikh / Unsplash

Клиентам предлагаются два тарифка: SecurePower All-In и Flexible Commit. В первом случае за заказчиком резервируется желаемая мощность в кВт, а фиксированная ежемесячная плата покрывает расходы на энергию, пространство для стоек, охлаждение, ИБП и т.д. Если загрузка неравномерна, подойдёт вариант Flexible Commit. В этом случае на определённый срок фиксируется стоимость кВт и лимит по мощности. Оплата же производится помесячно за фактически потреблённую энергию в кВт·ч, при этом остаётся возможность при необходимости доплатить за увеличение мощности в рамках заданного лимита.

Компактное высокоплотное оборудование, системы иммерсионного охлаждения, квантовые компьютеры и иные современные платформы не соответствуют стандартам для обычных стоек — всё это диктует свои правила и классические модели ценообразования уже невозможно применять, считает Involta. На этом фоне колокейшн-провайдерам приходится рассматривать новые бизнес-схемы.

Caterpillar Electric Power и Microsoft объявили об успешном эксперименте, в ходе которого для питания дата-центра применялись исключительно водородные топливные ячейки. Как сообщает пресс-служба Caterpillar, они обеспечивали электричеством ЦОД Microsoft в течение 48 часов.

Партнёры привлекли к сотрудничеству разработчика топливных ячеек — компанию Ballard Power Systems. Использовались крупноформатный водородный элемент для энергоснабжения дата-центра Microsoft в Шайенне (штат Вайоминг). Эксперимент имеет вполне прикладное значение — резервные источники питания на водородном топливе в последнее время всё чаще рассматриваются как альтернатива дизельным, но жизнеспособность технологии до сих пор под вопросом.

Компании провели демонстрацию с использованием водородных источников питания на высоте 1855 м над уровнем моря при температуре ниже нуля. Топливные ячейки интегрировали в подстанцию дата-центра. Caterpillar выступила координатором проекта. Помимо водородной батареи Ballard мощностью 1,5 МВт применялась аккумуляторная система Cat Power Grid Stabilization (PGS) 1260 и контроллер Caterpillar.

Изображение: Ballard Power Systems

Microsoft, пообещавшая добиться статуса «углеродно-отрицательной» компании к 2030 году, внимательно следит за потенциалом водородных топливных элементов. В 2020 году она провела эксперимент по питанию серверов с помощью элементов мощностью 250 кВт в течении 48 часов. В 2021 году был задуман новый, более масштабный проект в рамках инициативы H2@Scale Министерства энергетики США. Нынешняя демонстрация как раз и является итогом данного проекта. А в 2022 году Microsoft и Plug Power успешно протестировали 3-МВт водородную батарею для резервного питания ЦОД.

Хотя водородные технологии продолжают развиваться, до массового внедрения в ЦОД пройдёт ещё немало времени. Во-первых, этот газ по-прежнему значительно дороже дизеля, хотя его стоимость продолжает падать, во-вторых, он весьма взрывоопасен, поэтому требует сложных и дорогих систем хранения и транспортировки. Впрочем, в Microsoft заявили, что демонстрация результатов исследования и открытия в сфере водородных топливных решений поможет компании стать «углеродно-негативной» в объявленные ранее сроки.

Концерны Honda и Mitsubishi намерены протестировать работу небольшого дата-центра, функционирующего на водороде. Как сообщает Datacenter Dynamics, газ будет получаться методом электролиза на заводе, оператором которого выступает Tokuyama Corporation.

На этом заводе водород является побочным продуктом, в основном предприятие ориентировано на получение гипохлорита натрия и хлора. Сейчас водород отдаётся местной электростанции. Honda будет б/у водородные топливные ячейки, ранее использовавшиеся в электромобилях, а Mitsubishi — применять полученную от них энергию для питания ЦОД.

Электромобили на водородных топливных ячейках позиционируются, как альтернатива аккумуляторным вариантам, но пока не получили широкого распространения из-за относительно низкого суммарного КПД. Впрочем, не исключается использование «водородных» грузовиков благодаря относительно быстрому процессу заправки баков — это гораздо быстрее, чем зарядка больших аккумуляторов.

Калифорнийский вариант. Источник изображения: Honda

Компании не уточняют, насколько большим будет новый дата-центр, но уже продемонстрировали объект размером с грузовой контейнер. Ранее Honda тестировала водородные топливные ячейки в своей американской штаб-квартире в Калифорнии, где их применяли в качестве резервного источника питания для ЦОД. Новый совместный проект поддержан японской Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO).

Пилотное тестирование будет проводиться до 31 марта 2026. Партнёры ожидают, что б/у ячейки позволят возводить недорогие стационарные водородные электростанции, что будет способствовать декарбонизации. Также будет оцениваться сама идея водородного энергообеспечения строящихся в регионе дата-центров.

Япония стала одной из немногих стран с довольно большим парком авто на водородных топливных элементах, поэтому недостатка в соответствующих ячейках не предвидится. Впрочем, и других решений на водороде предлагается немало. Например, с собственным проектом выступала Rolls-Royce, а ECL привлекла первые средства на создание автономных модульных ЦОД на водородном топливе.

Дата-центр Microsoft в Сан-Хосе (Калифорния) намерен использовать резервный ИБП с довольно необычным пока топливом. Как сообщает Datacenter Dynamics, поставщик топливных ячеек Enchanted Rock намерен приобретать возобновляемый природный газ (RNG) для выработки электричества.

Ожидается, что представленная в июле прошлого года микросеть будет использовать энергию, получаемую за счёт использования биогаза, приобретать который Enchanted Rock намерена у поставщика US Energy, работающего с альтернативными видами топлива и «кредитами» на возобновляемую энергию. Микросеть призвана не только питать дата-центр в случаях неожиданного отключения энергии, но и в случаях, когда отключить централизованное питание предписывается магистральным поставщиком в соответствии с протоколом Base Interruptible Power (BIP). Поставщик может запрашивать у потребителей отключение в часы пиковых нагрузок, если это оговорено специальным соглашением и соответствует возможностям потребителя.

Топливные ячейки ИБП на природном газе не могут обеспечить полное отсутствие выбросов, но использование биогаза позволяет уменьшить объём вредных веществ, поступающих в атмосферу. Сообщается, что на площадке в Сан-Хосе будет применяться смесь, состоящая из биогаза и природного газа в равных долях. По условиям соглашения Enchanted Rock с Microsoft микросеть обеспечит нулевой углеродный выброс. Компании-партнёры подчёркивают, что топливные ячейки на природном газе имеют на 80 % меньший выброс, чем дизельные генераторы, работающие в соответствии с американскими стандартами, а в некоторых случаях они ещё эффективнее.

Источник изображения: Enchanted Rock

Enchanted Rock заявила, что несколько лет назад дата-центрам в регионе требовалась общая мощность 50-60 МВт, но теперь она выросла на порядок. В компании считают, что во многом рост потребностей в альтернативной энергетике связан со сложностями получения электричества из магистральных сетей и сложностями с получением разрешений на применение дизель-генераторов. В компании подчёркивают, что в Калифорнии очень строгие экологические нормы, но Enchanted Rock удаётся соответствовать всем необходимым стандартам.

После анонса нового решения в 2021 году и конкретного проекта для ЦОД Microsoft в 2022, сделан ещё один важнейший шаг по её внедрению. В Enchanted Rock планируют начать закупки RNG-топлива у US Energy уже с начала 2026 года. Сама Microsoft активно участвует в проектах по развитию «зелёной» энергетики. Ранее Microsoft успешно протестировала водородные топливные элементы для резервного питания ЦОД.

В Ирландии намерены реализовать проект, предусматривающий строительство дата-центра, получающего электропитание исключительно от твёрдооксидных топливных ячеек. Как сообщает The Register, речь идёт о соглашении местной компании и подразделения южнокорейского техногиганта SK Group.

SK Ecoplant уже сообщила о подписании меморандума о взаимопонимании с ирландской Lumcloon Energy, работающей над энергетическими проектами к западу от Дублина. Приблизительно в том же районе будет реализован новый проект — в 80 км от ирландской столицы в городке Касллост.

Как сообщают в ирландском Министерстве предпринимательства, торговли и занятости, сделка имеет огромное стратегическое значение для модернизации системы энергоснабжения ЦОД и позволит снизить выбросы углерода в атмосферу. Как первый в Европе ЦОД на топливных элементах объект может послужить «шаблоном» для многих других проектов в будущем.

SK Ecoplant будет поставлять топливные элементы Bloom Energy из США, а также займётся выполнением других функций, взяв на себя в проекте «всеобъемлющую роль». Bloom Energy уже сообщала в августе, что завершила первую фазу проекта по созданию 10-МВт генератора на топливных ячейках для тайваньского производителя печатных плат Unimicron Technology.

Источник изображения: Bloom Energy

Власти Ирландии заявляют, что спрос на энергию со стороны дата-центров создаёт большую нагрузку на местные энергосети и в последние годы на эту тему ведутся нескончаемые политические дебаты. Так, в прошлом году сообщалось, что потребление ЦОД Ирландии превысило потребление электричества всеми домами в сельской местности, а в Дублине уже пытались ввести мораторий на строительство новых ЦОД в пределах города. Сегодня в Ирландии с населением всего чуть более 5 млн человек действует 82 дата-центра, из которых 77 сосредоточены в районе Дублина.

Пока неизвестно, какие масштабы приобретёт новый проект и будет ли он реализован вообще. Топливные ячейки преобразуют химическое топливо и окислитель в электричество, обычно речь идёт о водороде и кислороде соответственно. Тем не менее, сообщалось, что изначально новый ЦОД, возможно, будет работать на природном газе, а водородные технологии будут внедрять позже.

В прошлом году нидерландский оператор ЦОД NorthC уже заявил, что внедрял модули на основе водородных топливных элементах на замену дизель-генераторам. Аналогичную технологию тестировала и Microsoft, а Equinix заявила, что тестировала технологию в качестве основного источника энергии в Сингапуре. Ранее в этом году Amazon заявила, что намерена перевести некоторые из своих ЦОД в Орегоне (США) на топливные элементы, работающие на природном газе — тоже в качестве приоритетного источника электричества.

Немецкий техногигант Siemens AG намерен вложить $510 млн в строительство новых производственных мощностей в США, в том числе на возведение завода для выпуска электрооборудования в Техасе. По данным Bloomberg, инвестиции предназначены для развития сферы ЦОД, а также организации выпуска полупроводников и аккумуляторов. Всего план предусматривает создание 1,7 тыс. рабочих мест.

Из общего бюджета на техасский завод в Форт-Уэрте (Fort Worth) намереваются потратить $150 млн. На предприятии будут выпускать оборудование для электроснабжения промышленных объектов и дата-центов — 700 человек из общего числа «новичков» будут работать именно там. Дополнительно компания инвестирует в два завода по выпуску электротехнической продукции в Техасе и в Калифорнии. Наконец, как сообщает пресс-служба Siemens, ещё $220 млн выделили на создание производства в сфере ж/д в Северной Каролине, строительство этого объекта уже идёт.

Триггером для дополнительных вложений в промышленность США стал бум спроса на инфраструктурные решения, связанные с ИИ-системами, а также принятие в США значимых стимулирующих мер для переманивания туда техногигантов со всего мира. По данным Siemens, основной целью инвестиций является поддержка индустрии ЦОД вообще и площадок для больших языковых моделей (LLM) в частности.

Источник изображения: Siemens

В США производители буквально выстроились в очередь за субсидиями, выделение которых предусмотрено принятым в прошлом году Законом о чипах. Принятый тогда же Закон о снижении инфляции тоже предусматривает субсидирование локализации в США цепочек поставок, связанных с выпуском электромобилей и проектами устойчивой энергетики.

Siemens выделила средства на развитие бизнеса в США в рамках более масштабного плана по расширению высокотехнологичного производства по всему миру, который предусматривает инвестиции в объёме €2 млрд. Так, новый завод будет построен в Сингапуре, а в Китае — модернизирован уже имеющийся. Но больше всего средств компания потратит дома, в Германии — на расширение производства и кампуса в Баварии уйдёт €1 млрд.

Компания Microsoft намерена распространить успешный опыт по интеграции энергохранилища дата-центра в Дублине с местными энергосетями на свои ЦОД во всём мире. Как сообщает DataCenter Dynamics, ещё в 2022 году свою эффективность доказала схема, объединяющая систему литий-ионных аккумуляторов (BESS) и интерактивные ИБП компании Eaton, которая позволяет делиться энергией с ирландской электросетью в случае необходимости. Подобные пилотные проекты уже реализуют многие операторы ЦОД вроде Google и Telia, а также операторы Deutsche Telecom и Elisa.

К 2030 году Ирландия намерена использовать в своих сетях не менее 70 % возобновляемой энергии, уже сейчас на долю ЦОД приходится порядка 10 % всего энергопотребления страны. По прогнозам экспертов, меньше, чем через 10 лет этот показатель вырастет до 30 %, что приведёт к замедлению роста рынка ЦОД в Ирландии и даже уходу некоторых игроков из-за внедрения новых правил. Применяемая Microsoft система уже сегодня особенно востребована именно здесь, где активное строительство ЦОД привело к нехватке энергетических мощностей.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

Такие «виртуальные электростанции» (Microsoft в этом деле помогала Enel X) могут эффективно использоваться в любой точке мира. Считается, что такое решение будет способствовать декарбонизации электросетей. Дело в том, что нестабильные поставки из возобновляемых источников увеличивают потребность в формировании именно аккумуляторных хранилищ. Кроме того, становится доступна и более эффективная и быстрая балансировка сетей — для передачи энергии на краткосрочный период аккумуляторные резервы намного эффективнее.

Пока неизвестно, сколько компания готова отдавать в ирландскую энергосеть. В дублинском кампусе ёмкостью 255 МВт Microsoft намерена построить дополнительные мощности — благодаря тому, что компания успела получить разрешение на строительство до введения в Дублине временных лимитов на создание ЦОД. Ожидается, что следующей на очереди станет Великобритания, где будет использовано аналогичное решение. Впрочем, есть и альтернативный подход — AWS приняла решение закупить более сотни дизель-генераторов для своих ирландских ЦОД.

Рынок ЦОД Северной Вирджинии продолжают преследовать неприятности. Помимо того, что местные жители активно выступают против старых и новых дата-центров, в местной округе наметилась масштабная нехватка электроэнергии. Как сообщает The Register, в регионе буквально не хватает линий электропередач для снабжения всех ЦОД энергией.

По данным Digital Realty, владеющей и обслуживающей более 290 ЦОД, местная энергоснабжающая компания Dominion Energy разослала оповещение ключевым местным потребителям, сообщив, что проблемы с электроснабжением в регионе закончатся не раньше 2026 года. При этом проблема заключается не в нехватке генерирующих мощностей, а именно в дефиците линий электропередач для достаточного энергообеспечения ЦОД. Текущая ёмкость дата-центров в штате составляет порядка 1,7 ГВт.

Источник изображения: Matthew Henry/unsplash.com

Округ Лаудон (Loudoun County) фактически является крупнейшим в мире хабом для дата-центров с общей полезной площадью ЦОД в миллионы квадратных метров. Округ нередко называют «ключевым игроком» в мировой цифровой экономике. Одни только налоги на недвижимость от сектора ЦОД должны составить в фискальном 2023 году почти $600 млн — этого достаточно, чтобы покрыть все расходы властей округа.

Проблемы с энергоснабжением могут означать, что многие планируемые проекты переедут в соседние округа Принс-Уильям (Prince William) и Фокир (Fauquier), а то и вовсе в соседний штат Мэриленд. Dominion Energy как минимум частично обслуживает и Принс-Улильям, а вот округ Фредерик в Мэриленде подключен к другой энергосети.

Источник изображения: Álvaro Serrano/unsplash.com

Известно, что беспрецедентный рост нагрузки на сеть Dominion начался в 2018 году на фоне стремительного развития дата-центров и всё ещё не остановился, поэтому в существующие планы развития энергосетей придётся вносить корректировки. На днях Dominion Energy признала, что не сможет обслуживать потребности города Эшберна (Ashburn) в округе Лаудон, где расположена т.н. «Аллея дата-центров». Это будет означать не только остановку уже стартовавших многомиллиардных проектов строительства ЦОД, но и снижение налоговых поступлений.

Как сообщает портал DataCenter Dynamics, по прогнозам Wells Fargo, компания может остановить поставки энергии новым ЦОД до 2025 или 2026 года — если проектам, до завершения строительства которых осталось не более полугода, энергии может хватить, то совсем новые объекты, возможно, электричества не получат, несмотря на ранее полученные от Dominion гарантии. А строительство ЦОД, запланированных на 2023-2024 годы, может быть значительно отложено. Впрочем, в Wells Fargo считают, что с нехваткой электричества могут в скором времени столкнуться и уже существующие в регионе кампусы ЦОД.