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.

Оператор Vantage Data Centers готовится потратить €1 млрд ($1,07 млрд) на новый кампус ЦОД недалеко от Дублина. По данным Datacenter Dynamics, объект DUB1 построят в хабе Profile Park в 15 км к югу от ирландской столицы. Кампус площадью 38 тыс. м² будет размещён на площадке около 9 га и на первых порах достигнет ёмкости 52 МВт. Первый объект ёмкостью 32 МВт введут в эксплуатацию к концу 2024 года, второй объект ёмкостью 20 МВт появится позднее.

В Vantage заявляют, что PUE кампуса будет на уровне 1.2, при этом он практически не станет потреблять воду для охлаждения. На территории DUB1 будут развёрнуты генерирующие мощности на 100 МВА, способные работать с разными видами топлива, в том числе в комбинированных вариантах. Речь в первую очередь о гидрированном растительном масле (HVO) и газе, поставляемом Gas Networks Ireland.

Пока в стране фактически действует мораторий на строительство новых ЦОД в Дублине и его ближайших окрестностях, энергетическая компания EirGrid утверждает, что не примет никаких заявок до 2028 года. Правительство подчеркнуло, что не намерено сокращать или ограничивать число ЦОД в стране, но существует проблема энергоснабжения, и ранее в этом месяце появилась информация об ограничении AWS в Ирландии вычислительных мощностей для клиентов.

Источник изображения: Gregory DALLEAU/unsplash.com

Vantage утверждает, что собственная электростанция позволит добиться оптимальной эффективности на фоне ограничений. При этом энергия будет передаваться в случае необходимости в национальную энергосеть — такая схема становится популярной во всём мире. Кроме того, компания намерена использовать растительное масло для своих резервных генераторов вместо дизельного топлива и намерена заключать соглашения о покупке «зелёной» энергии (PPA) у местных генерирующих компаний.

По словам Vantage, возведение кампуса окажет благоприятное воздействие и на местное сообщество, поскольку будет привлечено до 1100 рабочих на пике строительных работ, а позже компания создаст 165 рабочих мест для управления ЦОД — в компании обещают быть «хорошим соседом». Строительство ЦОД приветствовали лидеры местного бизнеса, заявив, что компания не только внесёт вклад в местную экономику в виде налогов и рабочих мест, но и обеспечит безопасность данных местным компаниям в ближайшие годы.

У Vantage уже имеются европейские кампусы — в Германии (Берлине и Франкфурте), Великобритании (Лондоне и Кардиффе), Италии (Милане), Польше (Варшава), Швейцарии (Цюрих), а также в Южной Африке (Йоханнесбурге). В прошлом году компания закрыла две инвестиционных сделки, предусматривающих вложение на континенте €2,5 млрд ($2,67 млрд) для дальнейшей экспансии.

Разрешение на строительство двух зданий, который будут в первую очередь построены на территории DUB1, было выдано ещё в 2021 году. Тем не менее, в прошлом году оператору отказали в разрешении на снос жилого здания для строительства третьего объекта — компания намерена опротестовать решение. Ранее ирландские власти разрешили Microsoft пристроить к её дублинским ЦОД 170-МВт газовую электростанцию.

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.

Занимающаяся разработкой и выпуском солнечных элементов питания компания Exowatt получила финансирование от руководителя OpenAI Сэма Альтмана (Sam Altman), а также двух других инвесторов. The Register сообщает, что точных данных об объёмах инвестиций Альтмана нет, но вкладывает деньги не его компания, а он лично.

Доля вложений Альтмана в Exowatt неизвестна, но есть данные, что двумя другими инвесторами выступили Andreessen Horowitz и Atomic. Общий объём инвестиций составляет $20 млн. В Exowatt рассчитывают генерировать экобезопасное электричество, стоимость которого со временем упадёт до $0,01/кВт·ч. Серьёзные проекты начнут реализовать уже в 2024 году.

Exowatt разрабатывает солнечные панели, сохраняющие энергию в виде тепла, которое конвертируется в электричество. Интеграция довольно больших «тепловых аккумуляторов» с собственно солнечными линзами в одном блоке, как заявляют в компании, и является ключевым отличием от других решений. Утверждается, что новое солнечное решение для питания ИИ и дата-центров будущего обеспечит меньшую стоимость энергии, чем у электростанций на ископаемом топливе.

Источник изображения: Exowatt

Высокие энергетические показатели чрезвычайно важны, когда речь идёт о дата-центрах, не говоря о ЦОД для ИИ-систем — дефицит электричества является серьёзной проблемой для гиперскейлеров вроде AWS, Microsoft или Google. Сам Альтман ещё в январе 2024 года говорил о проблемах с электроснабжением и подчёркивал, что для развития ИИ потребуется «прорыв» в энергетических технологиях.

Считается, что причиной инвестиций Альтмана отчасти стала дружба с главой Atomic Джеком Абрахамом (Jack Abraham), хотя глава OpenAI не впервые вкладывает деньги в энергетические проекты. Например, он поддерживает «атомные» стартапы Helion и Oklo. Примечательно, что первым потенциальным клиентом Helion является Microsoft, имеющая тесные связи с OpenAI — компания намерена получить доступ к электричеству, полученному за счёт термоядерного синтеза, уже в 2028 году.

Впрочем, в краткосрочной перспективе будут применяться более привычные источники электричества — солнечная и атомная энергии. Exowatt и другие экзотические энергетические компании всё ещё находятся на стадии стартапов. В то же время Amazon, например, использует традиционную АЭС для питания недавно купленного кампуса ЦОД.

Всё новые линии электропередач тянутся к Северной Вирджинии, крупнейшему в мире скоплению гигантских дата-центров. На хаб приходится до 70 % мирового интернет-трафика, поэтому власти считают, что устойчивость энергосетей будет сохраняться только при прокладке новых энергомагистралей из соседних штатов. А необходимый объём энергии пока может дать только уголь.

The Washington Post сообщает, что целей по переходу на чистую энергию вряд ли удастся достичь в обозримом будущем, а ТЭС, которые планировалось закрыть, останутся. Новые линии электропередач будут построены в четырёх штатах в рамках проекта стоимостью $5,2 млрд и сойдутся к 2030 году в Северной Вирджинии. Но угольные станции, как теперь считается, нельзя отключать на фоне стремительно растущего спроса на электроэнергию со стороны дата-центров, в том числе из-за генеративного ИИ.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

Количество ЦОД в Северной Вирджинии растёт с 1990-х годов. Они в основном сосредоточены в округах Лаудон (Loudoun) и Принс-Уильям (Prince William), но недавно «перекинулись» и в соседний Мэриленд. Сегодня в Вирджинии насчитывается около 300 ЦОД. Во многом это заслуга AWS, которая уже потратила $35 млрд на строительство ЦОД и намерена потратить ещё столько же. Только Лаудон ежегодно собирает $600 млн налогов с ЦОД, ещё $100 млн — Принс-Уильям.

Источник изображения: Ginger Jordan/unsplash.com

Спрос на электричество так высок, что местная энергетическая компания Dominion Energy ранее заявила, что может не справиться с ним. По её прогнозам, новые ЦЛД в Вирджинии потребуют 11 ГВт, примерно вчетверо больше, чем было нужно в 2022 году. Причём «зелёные» ветряные и солнечные проекты, похоже, не будут готовы вовремя. Так что хотя угольные электростанции в соседних штатах серьёзно вредят экологии, их операторы пересматривают планы по сокращению генерации для сохранения надёжности энергоснабжения. Некоторые эксперты добавляют, что это сохранит и рабочие места шахтёрам.

Есть и ещё один аспект — массивные ЛЭП должны протянуться и над сельхозугодьями, и над жилыми массивами. Многие фермеры жалуются на то, что прокладка новых линий лишит их части земель и собственности. Энергетики обещают компенсации, хотя в крайнем случае допускают и принудительное отчуждение частной собственности государством. Заодно это ударит по многомиллиардной туристической индустрии. Недовольство местных жителей политикой властей продолжает нарастать.

Развитие ИИ-систем станет драйвером стремительного роста энергопотребления в районе Чикаго. Глава Exelon Corp. Кальвин Батлер (Calvin Butler) заявил, что ожидается взлёт спроса на электричество для дата-центров на уровне 900 %.

Сейчас на территории подразделения Exelon Commonwealth Edison Co. проводятся инженерные исследования, связанные с 25 новыми проектами ЦОД, которые будут совокупно потреблять около 5 ГВт энергии. Для сравнения — сегодня в локальной энергосистеме на ЦОД приходится около 400 МВт. Батлер рассчитывает на завершение до 80 % запланированных проектов строительства новых кампусов. По его словам, операторов ЦОД привлекают низкие тарифы Commonwealth Edison, безуглеродное производство электричества атомными реакторами и налоговые льготы штата Иллинойс.

Источник изображения: Pedro Lastra/unsplash.com

Компании предстоит убедиться, что система сможет справиться с дополнительными нагрузками. Быстро растущий спрос невозможно будет удовлетворить немедленно. Новые дата-центры поначалу будут забирать избыточные мощности из региональной сети, потом получать энергию из других районов и лишь затем — от вновь построенных электростанций.

Энергокомпании и регуляторы США отмечают самый масштабный рост спроса на энергию за последние годы. Помимо дата-центров для ИИ-задач, много энергии требуют заводы, строящиеся в рамках программы реиндустриализации, электромобили, тепловые насосы и т.д. Недоступность энергии, по данным Cushman & Wakefield, ограничивает строительство ЦОД. Тем не менее в компании рассматривают Чикаго как ключевой для США рынок, уступающий лишь развитым хабам вроде т.н. «Аллеи дата-центров» в Вирджинии, Атланте и Далласу.

Компания IBM опубликовала очередной отчёт ESG об экологическом, социальном и корпоративном управлении. В нём в числе прочего говорится о дальнейшей реализации проектов, направленных на повышение энергоэффективности дата-центров, а также о переходе на энергию из возобновляемых источников.

В 2023 году IBM увеличила потребление «зелёной» электроэнергии до приблизительно 1,322 ТВт·ч. Это составляет 70,6 % от общих энергетических нужд корпорации. Годом ранее доля энергии из возобновляемых источников составляла примерно 65,9 %.

В отчёте сказано, что дата-центры IBM к концу 2023-го были на 74 % переведены на «зелёную» электроэнергию. В 2022 году этот показатель равнялся 66 %. На сегодняшний день IBM управляет 60 площадками ЦОД по всему миру. Из них 28 дата-центров целиком переведены на энергию из возобновляемых источников. Положительная динамика 2023 года обусловлена прежде всего расширением использования возобновляемых источников энергии в подразделениях корпорации в Индии и в двух облачных дата-центрах IBM в США.

Источник изображения: IBM

Компания продолжает реализацию проектов, направленных на повышение энергоэффективности охлаждающего и IT-оборудования, модернизацию систем освещения и оптимизацию операционной эффективности. IBM рассчитывает на 75 % перейти на энергию из возобновляемых источников к 2025 году и на 90 % — к 2030-му.

По итогам 2023 года средневзвешенный показатель PUE у IBM составил 1,46, тогда как в 2019-м он составлял 1,55. Компания работает над повышением эффективности охлаждения ЦОД на 20 % к 2025 году по сравнению с базовыми значениями, зафиксированными в 2019 году. Плюс к этому корпорация оптимизирует затраты энергии на освещение и поддержание микроклимата на своих объектах, включая офисные помещения.

Microsoft вынашивает масштабные планы для рынка дата-центров. Согласно закрытым документам, поступившим в распоряжение Business Insider, компания связывает наращивание активности с бумом ИИ-технологий и намерена кратно увеличить ёмкость своих новых ЦОД ещё до конца текущего календарного года.

С июля 2023 года (начала текущего фискального года), Microsoft ввела в эксплуатацию новые ЦОД на 500 МВт. Судя по попавшим в руки журналистов документам команды Microsoft Cloud Operations and Innovation, в I половине текущего фискального года общая ёмкость ЦОД Microsoft преодолела отметку 5 ГВт.

Бум на рынке ЦОД подогревается развитием генеративных ИИ-систем, а Microsoft является одним из лидеров новой отрасли благодаря сотрудничеству со стартапом OpenAI и использованием её большой языковой модели (LLM) GPT-4. В целом на тренировку и отладку разных моделей уходит огромное количество электроэнергии и вычислительных ресурсов с использованием тысяч ИИ-ускорителей.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

По мнению экспертов, имеющиеся у Microsoft 5 ГВт полностью освоены — это сопоставимо с мощностями всего Гонконга или Португалии. Тем не менее, компания не намерена останавливаться на достигнутом. Во II половине текущего фискального года (до середины 2024-го календарного) компания намерена добавить вдвое большую ёмкость новых ЦОД (1 ГВт). В I половине 2025 фискального года (до конца 2024-го) — втрое большую (1,5 ГВт). Другими словами, каждый месяц IT-гигант должен добавлять порядка 200 МВт.

Как считает экспертное сообщество, компания или рассчитывает на огромный спрос в будущем или просто хочет «застолбить» доступную энергию, которая иначе может достаться конкурентам. С учётом роста углеродных выбросов и водопотребления, к оператору ЦОД возникает у экспертов ряд вопросов относительно экоустойчивости проектов. В самой Microsoft информацию не комментируют.

Сообщается, что компания закупила во II половине прошлого года «рекордное количество» ускорителей для своих ИИ-проектов, более чем вдвое увеличив установленное количество, хотя точных значений не называется. В этот период число использованных ускорителей увеличилось в 39 ЦОД, так что теперь у компании есть ИИ-кластеры в 98 локациях по всему миру.

Источник изображения: Microsoft

В недавнем описании вакансии директора по управлению активами также упоминается, что компания заключила сделки о приобретении 20 ГВт возобновляемой энергии. На реализацию таких проектов иногда уходят годы, поэтому соглашения о покупке энергии (PPA) нередко заключаются на 10 лет. Например, на период до 2032 года Microsoft намерена закупить посредством PPA 9,5 ГВт у солнечных электростанций Qcells — приблизительно по 1,5 ГВт ежегодно. Заодно компания развивает направление малых модульных реакторов (SMR) и подписала соглашение с Helion Energy о закупке электричества с термоядерных реакторов к 2028 году.

Также Microsoft активно инвестирует в захват углерода из атмосферы, в своё время пообещав к 2030 году стать «углеродно-нейтральной», а в последующие годы — «углеродно-отрицательной». Так, компания заплатила ClimeWorks для удаления из атмосферы 11,4 тыс. т углерода, а также Running Tide для устранения 12 тыс. т, Carbon Streaming — 10 тыс. т ежегодно и Heirloom — 300 тыс. т. Rомпания и сама патентует технологии удаления углекислоты из атмосферы, в частности — с помощью «мусорного» тепла ЦОД.