Центры данных ИИ: решение проблемы растущего энергопотребления

Революция ИИ находится в полном разгаре, и это означает значительное увеличение количества центров данных; эксперты отрасли прогнозируют рост на 33% количество центров данных к концу десятилетия. И с этим ростом будет расти потребление электроэнергии. Некоторые штаты могут столкнуться с тем, что центры данных будут занимать до 36% от общего потребления электроэнергии в течение ближайшего десятилетия, согласно недавним прогнозам роста нагрузки EPRI. Этот рост энергопотребления, обусловленный ИИ, добавит значительное давление на электрические сети, которые уже находятся под угрозой быть перегруженными. Согласно мнению многих экспертов, ИИ может стать причиной энергетического кризиса.

Однако этот кризис можно избежать с помощью внедрения систем тепловой энергии на месте, которые позволяют использовать энергию более гибко без операционных жертв всегда включенным центрам данных. Системы тепловой энергии могут сразу же уменьшить нагрузку центров данных на сеть, тем самым снижая возникновение отключений электроэнергии, а также необходимость дополнительной инфраструктуры на уровне коммунальных услуг – расходы, которые в конечном итоге будут переложены на потребителей в счетах за электроэнергию. В конечном итоге, такие системы хранения могут проложить путь для более быстрого запуска новых центров данных для удовлетворения растущего спроса на ИИ без значительного влияния на энергетическую инфраструктуру сообщества.

Системы тепловой энергии снижают нагрузку на сеть в основном потому, что они позволяют осуществлять сдвиг нагрузки, или корректировку часов, в течение которых центры данных используют наибольшее количество электроэнергии из сети. Центры данных могут заряжать эти системы хранения с помощью электроэнергии сети в часы, когда спрос на сеть ниже, а затем выпускать ее для питания во время часов, когда коммунальные услуги более напряжены из-за более высокого спроса потребителей. Центры данных, использующие такие системы для хранения энергии и питания систем кондиционирования воздуха, могут сделать большую разницу, поскольку системы охлаждения должны работать 24/7, чтобы предотвратить перегрев критического оборудования, и часто составляют около 40% от общего потребления энергии центра.

Глобальные гонки ИИ потребуют больших количеств энергии

Недавно объявленный проект Stargate Project на сумму 500 миллиардов долларов, возглавляемый группой крупных технологических компаний, потребует десятков гигаватт электроэнергии. Как недавно показала китайская стартап-компания DeepSeek AI, ИИ может стать более эффективным с точки зрения стоимости и энергии, но многие эксперты ожидают, что ИИ останется значительным источником высокого энергопотребления.

Фактически, даже до этих объявлений об ИИ, центры данных уже были на пути к все большему挑ению энергетики США. Согласно Управлению энергетической информации США, потребление электроэнергии достигнет рекордных показателей в 2025 году, и потребность центров данных в электроэнергии является важным фактором.

Согласно экспертам, в течение следующего десятилетия потребность центров данных в электроэнергии поставит более половины Северной Америки под угрозу возникновения отключений электроэнергии и даже аварийных отключений. Даже там, где есть достаточно электроэнергии, центры данных будут иметь финансовое влияние на всех; исследования показывают, что спрос центров данных и последующее сжатие ресурсов могут повысить стоимость электроэнергии на 70%. Обзор Bain & Company подчеркивает, как стремительно растущий спрос центров данных может угрожать превысить рост энергетики и потребовать триллионов долларов новых энергетических инвестиций во всем мире. Согласно Bain, “Скорость выхода на рынок имеет решающее значение для поставщиков центров данных”, но местные сообщества и регуляторы беспокоятся о надежности сети и воздействии на окружающую среду.

Тепловая энергия – это немедленное решение, которое приносит пользу всем заинтересованным сторонам

Именно здесь тепловая энергия – технология, доступная сейчас, – может помочь. Разработанная для использования с обычной электроэнергией, поставляемой коммунальными услугами, энергия хранится в воде или льду и выпускается при необходимости для питания систем кондиционирования воздуха центров данных – обычно в часы, когда спрос и цена высоки. Это решение не требует значительных изменений в инфраструктуре; его можно установить в существующих зданиях. Поскольку это решение “за пределами счетчика”, центры данных могут устанавливать их независимо от коммунальных услуг – что означает, что это быстрый и эффективный способ облегчить нагрузку на сеть.

Если такие системы будут использоваться широко, они могут снизить вероятность отключений электроэнергии или аварийных отключений в часы пикового спроса. Этот сдвиг нагрузки будет особенно важен в штатах, где спрос на электроэнергию будет особенно высок для центров данных. Решения, такие как тепловая энергия, которые помогают снизить нагрузку на сеть, предоставляют коммунальным услугам больше времени для интеграции новых ресурсов, включая солнечную и ветровую энергию, и расширения передачи в порядке. Такие решения также снижают или, по крайней мере, замедляют необходимость коммунальных услуг расширять инфраструктуру – потенциально снижая расходы, которые в конечном итоге будут переложены на потребителей через счета за электроэнергию.

С проверенным решением для снижения нагрузки на сеть, новые центры данных, вероятно, смогут получить необходимые разрешения и разрешения на эксплуатацию быстрее, с меньшим сопротивлением или беспокойством о влиянии на местные источники электроэнергии, что позволит этой отрасли расти быстрее и удовлетворять растущему спросу, обусловленному ИИ.

Почему центры данных должны действовать сейчас

Существует также финансовая выгода для центров данных, которые включают системы тепловой энергии: с более широким использованием коммунальными услугами дифференцированной ценообразования или тарифов, основанных на времени использования, в зависимости от спроса или источника энергии, системы хранения за пределами счетчика могут использовать эти пробелы в ценообразовании, которые будут увеличиваться еще больше в будущем, особенно в штатах, таких как Калифорния, и других, которые более полагаются на солнечную энергию днем. Центры данных могут сэкономить деньги, заряжая тепловую систему в часы, когда электроэнергия дешевле, и выпуская ее в часы пикового спроса – что позволяет им снизить зависимость от электроэнергии сети в более дорогие часы.

Тепловая энергия также является более безопасным вариантом для центров данных, чем системы хранения на основе литий-ионных батарей. Хотя небольшие батареи Li-On распространены среди потребителей, крупные здания, такие как центры данных, потребуют больших батарей, которые представляют значительные проблемы безопасности. Эти батареи часто не могут удерживать заряд более 12 часов. Они также деградируют со временем и требуют значительных природных ресурсов, включая минералы, которые находятся в коротком запасе и добываются за рубежом. Многие батареи также производятся за рубежом, включая в Китае, в то время как системы тепловой энергии в основном производятся в США.

ИИ принесет много пользы – а также вызовов. Энергия, необходимая для питания крупного центра данных, потребляющего 100 МВт электроэнергии, исследования показывают, что она могла бы обеспечить около 80 000 домов электроэнергией. Умножив это на многие новые центры данных, которые будут запущены, влияние будет значительным – оно может повысить цены для всех, а также привести к нехватке энергии, отключениям электроэнергии и даже аварийным отключениям. ИИ должен принести триллионы долларов добавленной стоимости к экономике – но проблемы с энергией могут нанести вред ожидаемой производительности. Это не должно быть так; приняв тепловые энергетические решения, отрасль центров данных может снизить свои расходы и снизить вероятность отключений электроэнергии.