Centres de données d'IA : répondre aux besoins énergétiques croissants

La révolution de l'IA bat son plein, ce qui signifie beaucoup plus de centres de données ; les experts du secteur prédisent une augmentation de 33 % augmenter du nombre de centres de données d'ici la fin de la décennie. Cette augmentation s'accompagnera d'une hausse de la consommation d'électricité. Dans certains États, les centres de données pourraient représenter autant que 36% de leur consommation totale d'électricité au cours de la prochaine décennie, selon les récents scénarios de croissance de la charge de l'EPRI. Cette demande d'électricité, alimentée par l'IA, s'ajoutera à pression importante sur des réseaux électriques déjà menacés de surcharge. Selon de nombreux experts, l'IA pourrait être responsable d'une crise de l'énergie.

Cependant, cette crise peut être évitée grâce à l'adoption de systèmes de stockage d'énergie thermique sur site, qui permettent une utilisation plus flexible de l'énergie sans compromettre l'exploitation des centres de données. Ces systèmes peuvent réduire immédiatement la pression exercée par les centres de données sur le réseau, diminuant ainsi les baisses de tension et les pannes de courant, ainsi que le besoin d'infrastructures supplémentaires pour les services publics – un coût qui serait inévitablement répercuté sur les factures d'électricité des consommateurs. À terme, ces systèmes de stockage pourraient ouvrir la voie à une mise en service plus rapide d'un plus grand nombre de centres de données afin de répondre à la demande croissante d'IA sans impact significatif sur les infrastructures énergétiques des collectivités.

Les systèmes d'énergie thermique allègent la pression sur le réseau, principalement en permettant le déplacement de la charge, c'est-à-dire l'ajustement des heures de consommation maximale des centres de données. Les centres de données peuvent charger ces systèmes de stockage avec l'énergie du réseau pendant les heures où la demande est plus faible, puis la libérer pour alimenter les services publics pendant les heures où la demande globale des consommateurs est plus forte. L'utilisation de tels systèmes par les centres de données pour stocker et alimenter les systèmes de climatisation peut faire une grande différence, car les systèmes de refroidissement doivent fonctionner 24h/7 et XNUMXj/XNUMX pour éviter la surchauffe des équipements critiques, et compensent souvent cette perte. environ 40% de la consommation d'énergie d'un centre.  

La course mondiale à l'IA nécessitera de grandes quantités d'énergie

Les 500 milliards de dollars récemment annoncés Projet Porte des étoiles, dirigé par un groupe de grandes entreprises technologiques, va avoir besoin des dizaines de gigawatts d'électricité. En tant que start-up chinoise Recherche profonde L'IA a récemment montré qu'elle pourrait effectivement devenir plus efficace en termes de coût et d'énergie, mais de nombreuses expert il faut s’attendre à ce que l’IA reste une source importante de forte demande d’énergie.  

En réalité, même avant ces annonces concernant l'IA, les centres de données étaient en passe de représenter un défi croissant pour l'approvisionnement énergétique des États-Unis. Selon l'Agence américaine d'information sur l'énergie (EIA), la consommation d'énergie devrait atteindre atteindre des sommets records en 2025, avec besoins énergétiques des centres de données un facteur important.

Selon les experts, au cours de la prochaine décennie, la demande énergétique des centres de données augmentera plus de la moitié de l'Amérique du Nord Risque de coupures de courant, voire de pannes d'électricité. Même en présence d'une alimentation suffisante, les centres de données risquent d'avoir un impact financier sur tous ; des études montrent que la demande en centres de données et la pression sur les ressources qui en résulte pourraient faire grimper les prix de l'électricité jusqu'à 70 %. Mémoire de Bain & Company souligne comment la forte demande en centres de données pourrait menacer de dépasser la croissance de l'offre de services publics et nécessiter des milliers de milliards de dollars de nouveaux investissements énergétiques à l'échelle mondiale. Selon Bain, « la rapidité de mise sur le marché est essentielle pour les fournisseurs de centres de données », mais communautés locales et régulateurs se soucier de fiabilité du réseau et impacts environnementaux.

Le stockage d'énergie thermique est une solution immédiate qui profite à toutes les parties prenantes

C'est là que le stockage d'énergie thermique, une technologie déjà disponible, entre en jeu. Conçue pour être utilisée avec l'électricité fournie par les services publics, l'énergie est stockée dans l'eau ou la glace et libérée en cas de besoin pour alimenter les systèmes de refroidissement des centres de données, généralement pendant les périodes de forte demande et de forte hausse des prix. Cette solution ne nécessite pas de modification majeure de l'infrastructure ; elle peut être installée ultérieurement sur des bâtiments existants. S'agissant d'une solution intégrée au compteur, les centres de données peuvent l'installer indépendamment des services publics, ce qui constitue un moyen rapide et efficace de soulager le réseau. 

Utilisés à grande échelle, ces systèmes peuvent réduire le risque de baisses de tension ou de pannes d'électricité en période de forte demande. Ce transfert de charge sera particulièrement important dans les États où la demande d'électricité pour les centres de données sera particulièrement élevée. Des solutions comme le stockage d'énergie thermique, qui contribuent à atténuer l'impact net sur le réseau, offrent aux services publics une plus grande marge de manœuvre pour intégrer de nouvelles ressources, notamment l'énergie solaire et éolienne, et développer le transport de manière ordonnée. De telles solutions réduisent également, ou du moins ralentissent, la nécessité pour les services publics d'étendre leurs infrastructures, réduisant ainsi potentiellement les coûts qui seraient finalement répercutés sur les factures des consommateurs.  

Grâce à une solution éprouvée pour réduire la pression sur le réseau, les nouveaux centres de données seront probablement en mesure d’obtenir plus rapidement les approbations gouvernementales et les permis d’exploitation nécessaires, avec moins d’opposition ou de souci de nuire aux sources d’énergie locales, permettant à ce secteur de croître plus rapidement et de répondre à la demande croissante engendrée par l’IA.

Pourquoi les centres de données doivent agir maintenant

Les centres de données qui intègrent des systèmes de stockage d'énergie thermique présentent également un avantage financier : avec de plus en plus de services publics utilisant tarification différentielle ou tarifs en fonction de l'heure d'utilisationEn fonction de la demande ou de la source d'énergie, le stockage derrière le compteur permet de tirer parti de ces écarts de prix, qui devraient encore augmenter à l'avenir, notamment dans des États comme la Californie et d'autres qui dépendent davantage de l'énergie solaire en journée. Les centres de données peuvent réaliser des économies en chargeant le système thermique aux heures les moins chères et en le libérant aux heures de pointe, ce qui leur permet de réduire leur dépendance au réseau électrique aux heures les plus coûteuses.

Le stockage d'énergie thermique est également une option plus sûre pour les centres de données que le stockage par batteries lithium-ion. Si les petites batteries Li-ion sont courantes chez les particuliers, les grands bâtiments comme les centres de données nécessiteraient des batteries de grande capacité, qui présentent un risque accru de surchauffe. problèmes de sécurité importantsLes batteries ne peuvent souvent pas tenir la charge plus de 12 heures. Elles se dégradent également avec le temps et nécessitent d'importantes ressources naturelles, notamment des minéraux, rares et provenant de l'étranger. De nombreuses batteries sont également fabriquées à l'étranger, notamment en Chine, tandis que les systèmes d'énergie thermique sont principalement fabriqués aux États-Unis.

L'IA apportera de nombreux avantages, mais aussi de nombreux défis. Des études montrent que l'énergie nécessaire au fonctionnement d'un grand centre de données consommant 100 MW pourrait fournir une partie de l'énergie nécessaire. Maisons 80,000 avec l'électricité. Multipliez cela par les nombreux nouveaux centres de données qui arrivent en ligne et l'impact est considérable – un impact qui pourrait faire grimper les prix pour tout le monde, ainsi que conduire à pénuries d'énergie, baisses de tension et même pannes de courant. L'IA est sur le point apporter des milliards en valeur ajoutée à l'économie – mais des problèmes de pouvoir pourrait faire mal Cette productivité attendue. Il n'est pas nécessaire qu'il en soit ainsi ; en adoptant des solutions d'énergie thermique, le secteur des centres de données peut réduire ses dépenses et les risques de pannes.