AI-gegevenscentra: het aanpakken van de groeiende energievraag

De AI-revolutie is in volle gang, en dat betekent veel meer gegevenscentra; branche-experts voorspellen een toename van 33%toename in het aantal gegevenscentra tegen het einde van het decennium. En met die toename zal een toename in elektriciteitsgebruik komen. Sommige staten kunnen zien dat gegevenscentra verantwoordelijk zijn voorzo veel als 36% van hun totale elektriciteitsverbruik binnen het komende decennium, volgens de recente load-groei-scenario’s van EPRI. Deze AI-gedreven energievraag zal bijdragen aan deaanzienlijke druk op elektriciteitsnetwerken die al het risico lopen overbelast te worden. Volgens veel experts zal AI mogelijk verantwoordelijk zijn voor een komendeenergiecrisis.

Echter, deze crisis kan worden voorkomen met de adoptie van thermische energiopslagsystemen op locatie, die een flexibeler gebruik van energie mogelijk maken zonder operationele offers aan het altijd-aan-gegevenscentrum. Thermische energiystemen kunnen onmiddellijk de druk op het netwerk verlagen, waardoor de kans op brownouts of blackouts wordt verlaagd, evenals de behoefte aan extra nuts-niveau-infrastructuur – een kostenpost die uiteindelijk zou worden doorberekend aan consumenten via hun energierekeningen. Uiteindelijk kunnen dergelijke opslagsystemen de weg vrijmaken voor meer gegevenscentra die sneller online komen om de groeiende vraag naar AI te vervullen zonder een significante impact te hebben op de energiinfrastructuur van de gemeenschap.

Thermische energiystemen verlichten de druk op het netwerk voornamelijk omdat ze load-shifting mogelijk maken, of het aanpassen van de uren waarin de gegevenscentra de meeste elektriciteit van het netwerk gebruiken. Gegevenscentra kunnen deze opslagsystemen opladen met netstroom tijdens de uren waarin de netwerkvraag lager is, en deze vervolgens vrijgeven om de bedrijfsvoering te ondersteunen tijdens de uren waarin de nutsbedrijven meer worden belast door een hogere vraag van consumenten. Gegevenscentra die dergelijke systemen gebruiken om energie op te slaan en te gebruiken voor AC-systemen alleen, kunnen een groot verschil maken, omdat koelsystemen 24/7 moeten draaien om kritische apparatuur te beschermen tegen oververhitting, en vaakongeveer 40% van het energieverbruik van een centrum uitmaken.

De wereldwijde AI-race zal grote hoeveelheden energie vereisen

Het onlangs aangekondigde $500 miljardStargate Project, geleid door een groep grote technologiebedrijven, zaltientallen gigawatts aan elektriciteit nodig hebben. Zoals de Chinese startupDeepSeek AI onlangs liet zien, kan AI inderdaad efficiënter worden qua kosten en energie, maarveel experts verwachten dat AI een significante bron van hoge energievraag zal blijven.

In feite waren gegevenscentra zelfs voordat deze AI-aankondigingen werden gedaan, al op weg om de Amerikaanse energietoevoer uit te dagen. Volgens de U.S. Energy Information Administration zal het energieverbruikrecordhoogtes bereiken in 2025, metenergiebehoeften van gegevenscentra als een belangrijke factor.

Volgens experts zullen de energievragen van gegevenscentra in de komende tien jaarmeer dan de helft van Noord-Amerika in gevaar brengen van stroomreducties en zelfs blackouts. Zelfs waar er voldoende stroom is, zullen gegevenscentra een financieel effect hebben op iedereen; studies tonen aan dat de vraag van gegevenscentra en de daaropvolgende knelpunt in bronnende elektriciteitsprijzen kunnen verhogen met maximaal 70%. EenBain & Company-brief benadrukt hoe de explosieve vraag naar gegevenscentra de energietoevoer van nutsbedrijven kan bedreigen en triljoenen dollars aan nieuwe energieteinvesteringen wereldwijd kan vereisen. Volgens Bain, “Snelheid naar de markt is essentieel voor gegevenscentrumaanbieders,” maarlokale gemeenschappen enregulatoren maken zich zorgen overnetwerkbetrouwbaarheid enmilieueffecten.

Thermische energiopslag is een onmiddellijke oplossing die alle stakeholders ten goede komt

Dit is waar thermische energiopslag – een technologie die nu beschikbaar is – kan helpen. Ontworpen voor gebruik met reguliere nutsstroom, wordt energie opgeslagen in water of ijs en vrijgegeven wanneer nodig om de koelsystemen van de gegevenscentra te ondersteunen – meestal tijdens periodes waarin de vraag – en ook de prijs – hoog is. Deze oplossing vereist geen grote infrastructuurwijziging; het kan worden geretrofit in bestaande gebouwen. Aangezien het een behind-the-meter-oplossing is, kunnen gegevenscentra deze installeren onafhankelijk van nutsbedrijven – wat betekent dat het een snelle en efficiënte manier is om het netwerk te ontlasten.

Als deze systemen op grote schaal worden gebruikt, kunnen ze de kans op brownouts of blackouts tijdens periodes van hoge vraag verlagen. Deze load-shifting zal vooral belangrijk zijn in staten waar de energievraag voor gegevenscentra bijzonder hoog zal zijn. Oplossingen zoals thermische energiopslag die helpen om de netwerkimpact te verlagen, geven nutsbedrijven meer ademruimte om nieuwe bronnen te integreren, waaronder zonne- en windenergie, en om de transmissie uit te breiden op een geordende manier. Dergelijke oplossingen verlagen of vertragen ten minste de behoefte aan nutsbedrijven om de infrastructuur uit te breiden – wat de kosten kan verlagen die uiteindelijk zouden worden doorberekend aan consumenten via hun energierekeningen.

Met een bewezen oplossing om de druk op het netwerk te verlagen, zullen nieuwe gegevenscentra waarschijnlijk sneller de nodige overheids goedkeuringen en bedrijfsvergunningen kunnen verkrijgen, met minder tegenstand of zorgen over het aantasten van lokale energbronnen, waardoor deze sector sneller kan groeien en de toenemende vraag naar AI kan bijhouden.

Waarom gegevenscentra nu moeten handelen

Er is ook een financieel voordeel voor gegevenscentra die thermische energiopslagsystemen integreren: met meer nutsbedrijven diedifferentiële prijzen of time-of-use-tarieven gebruiken, gebaseerd op vraag of bron van die energie, kan behind-the-meter-opslag profiteren van deze prijskloven, die in de toekomst nog verder zullen toenemen, vooral in staten zoals Californië en anderen die meer afhankelijk zijn van zonne-energie overdag. Gegevenscentra kunnen geld besparen door de thermische systemen op te laden tijdens de uren waarin de stroom goedkoper is, en deze vrij te geven tijdens de piekuren – waardoor ze hun afhankelijkheid van netstroom op de duurdere uren kunnen verlagen.

Thermische energiopslag is ook een veiligere optie voor gegevenscentra dan lithium-ionbatterij-gebaseerde opslag. Terwijl kleine Li-On-batterijen onder consumenten gebruikelijk zijn, zouden grote gebouwen zoals gegevenscentra grote batterijen nodig hebben, dieaanzienlijke veiligheidsproblemen opleveren. De batterijen kunnen vaak geen lading vasthouden voor meer dan 12 uur. Ze degraderen ook met de tijd en vereisen aanzienlijke natuurlijke hulpbronnen, waaronder mineralen, die schaars zijn en uit het buitenland worden geïmporteerd. Veel batterijen worden ook in het buitenland gemaakt, waaronder in China, terwijl thermische energiystemen voornamelijk in de VS worden gemaakt.

AI zal veel voordelen brengen – evenals uitdagingen. De energie die nodig is om een groot gegevenscentrum te laten draaien dat 100 MW aan stroom verbruikt, kan, zo laten studies zien,ongeveer 80.000 huizen van stroom voorzien. Als we dit vermenigvuldigen met de vele nieuwe gegevenscentra die online komen, is de impact aanzienlijk – een die de prijzen voor iedereen kan verhogen, evenalsenergie tekorten, brownouts en zelfs blackouts kan veroorzaken. AI zaltriljoenen aan extra waarde toevoegen aan de economie – maar energiekwestieskunnen die verwachte productiviteit schaden. Het hoeft niet zo te zijn; door thermische energioplossingen te adopteren, kan de gegevenscentrumindustrie haar uitgaven verlagen en de kans op blackouts verkleinen.