Центры обработки данных ИИ: решение проблемы растущего энергопотребления

Революция ИИ в полном разгаре, и это означает, что будет построено много больше центров обработки данных; эксперты отрасли прогнозируют рост количества центров обработки данных на 33% увеличение в количестве центров обработки данных к концу десятилетия. И вместе с этим ростом будет расти потребление электроэнергии. Некоторые штаты могут увидеть, что центры обработки данных будут составлять до 36% от общего потребления электроэнергии в течение ближайшего десятилетия, согласно недавним прогнозам роста нагрузки от ЭПРИ. Этот рост потребления электроэнергии, 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 предотвратить с помощью внедрения систем хранения тепловой энергии на месте, которые позволяют использовать энергию более гибко без операционных жертв центров обработки данных, которые всегда должны быть включены. Системы хранения тепловой энергии могут сразу же уменьшить нагрузку центров обработки данных на сеть, тем самым снижая вероятность снижения напряжения или отключения электроэнергии, а также необходимость дополнительной инфраструктуры на уровне коммунальных услуг – затрат, которые в конечном итоге будут переложены на потребителей через счета за электроэнергию. В конечном итоге, такие системы хранения могут проложить путь для более быстрого подключения новых центров обработки данных, чтобы удовлетворить растущий спрос на ИИ без значительного влияния на энергетическую инфраструктуру сообщества.

Системы хранения тепловой энергии снижают нагрузку на сеть в основном потому, что они позволяют сдвигать нагрузку, или корректировать часы, в течение которых центры обработки данных используют наибольшее количество электроэнергии от сети. Центры обработки данных могут заряжать эти системы хранения электроэнергией от 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 обработки данных, использующие такие системы для хранения энергии и питания систем кондиционирования воздуха, могут сделать большую разницу, поскольку системы кондиционирования воздуха должны работать 24/7, чтобы предотвратить перегрев критического оборудования, и часто составляют около 40% от потребления электроэнергии центра.

Глобальный забег ИИ требует больших количеств энергии

Недавно объявленный проект Stargate Project, возглавляемый группой крупных технологических компаний, потребует десятков гигаватт электроэнергии. Как показал китайский стартап DeepSeek ИИ, ИИ может действительно стать более эффективным в отношении стоимости и энергии, но многие эксперты ожидают, что ИИ останется значительным источником высокого энергопотребления.

Фактически, даже до этих объявлений об ИИ центры обработки данных были на пути к все большему вызову энергоснабжения США. Согласно Управлению энергетической информации США, потребление электроэнергии должно вырасти до рекордных показателей в 2025 году, с потребностью центров обработки данных в электроэнергии как важным фактором.

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

Системы хранения тепловой энергии – это немедленное решение, которое приносит пользу всем заинтересованным сторонам

Именно здесь системы хранения тепловой энергии – технология, доступная сейчас, – могут помочь. Предназначенные для использования с обычной электроэнергией, поставляемой коммунальными услугами, энергия хранится в воде или льду и выпускается, когда это необходимо, для питания систем кондиционирования воздуха центров обработки данных – обычно в периоды, когда спрос – и цены – высоки. Это решение не требует значительных изменений в инфраструктуре; его можно установить в существующих зданиях. Поскольку это решение “за пределами сети”, центры обработки данных могут устанавливать их независимо от коммунальных услуг – что означает, что это быстрый и эффективный способ облегчить нагрузку на сеть.

Если такие системы будут широко использоваться, они могут снизить вероятность снижения напряжения или отключения электроэнергии во время периодов общего высокого спроса. Этот сдвиг нагрузки будет особенно важен в штатах, где спрос на электроэнергию будет особенно высок для центров обработки данных. Решения, такие как системы хранения тепловой энергии, 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 затраты, которые в конечном итоге будут переложены на потребителей через счета за электроэнергию.

С доказанной возможностью снизить нагрузку на сеть, новые центры обработки данных, вероятно, смогут получить необходимые разрешения и разрешения на эксплуатацию быстрее, с меньшим сопротивлением или беспокойством о загрязнении местных источников энергии, что позволит этому сектору расти быстрее и удовлетворять растущий спрос, обусловленный ИИ.

Почему центры обработки данных должны действовать сейчас

Существует также финансовая выгода для центров обработки данных, которые включают системы хранения тепловой энергии: с более широким использованием коммунальными услугами дифференцированного ценообразования или тарифов, основанных на времени использования, основанных на спросе или источнике энергии, системы хранения за пределами сети могут воспользоваться этими пробелами в ценообразовании, которые будут увеличиваться еще больше в будущем, особенно в штатах, таких как Калифорния, которые более полагаются на солнечную энергию днем. Центры обработки данных могут сэкономить деньги, заряжая тепловую систему в часы, когда электроэнергия дешевле, и выпуская ее во время пиковых часов – что позволяет им снизить зависимость от энергоснабжения сети в более дорогие часы.

Системы хранения тепловой энергии также являются более безопасным вариантом для центров обработки данных, чем системы хранения на основе литий-ионных батарей. Хотя небольшие батареи Li-On распространены среди потребителей, крупные здания, такие как центры обработки данных, потребуют больших батарей, которые представляют значительные проблемы безопасности. 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 хранения тепловой энергии в основном производятся в США.

ИИ принесет много преимуществ – а также вызовов. Энергия, необходимая для работы крупного центра обработки данных, потребляющего 100 МВт электроэнергии, исследования показывают, что может обеспечить около 80 000 домов электроэнергией. Умножьте это на многие новые центры обработки данных, которые будут запущены, и влияние будет значительным – оно может повысить цены для всех, а также привести к энергетическим нехваткам, снижению напряжения и даже отключению электроэнергии. ИИ должен принести триллионы долларов добавленной стоимости к экономике – но проблемы с энергией могут нанести вред той ожидаемой производительности. Это не должно быть так; принимая решения о тепловой энергии, отрасль центров обработки данных может снизить свои расходы и снизить вероятность отключения электроэнергии.