AI-datacenter: Mötande ökande effektbehov

AI-revolutionen är i full gång, och det betyder många fler datacenter; branschexperter förutspår en 33% ökning av antalet datacenter fram till slutet av decenniet. Och med den ökningen kommer en ökning av elanvändning. Vissa delstater kan se datacenter stå för så mycket som 36% av deras totala elkonsumtion inom det kommande decenniet, enligt EPRI:s senaste lasttillväxtscenarier. Denna AI-drivna effektbehov kommer att addera till den betydande press på elnät som redan är i riskzonen för att bli överbelastade. Enligt många experter, i själva verket, kan AI vara ansvarig för en kommande energikris.

Men den krisen kan undvikas med införandet av på plats termisk energilagringssystem, som tillåter en mer flexibel användning av energi utan operativa uppoffringar för det alltid-på datacentret. Termiska energisystem kan omedelbart minska datacenters belastning på nätet, vilket sänker förekomsten av brownout eller strömavbrott, samt behovet av ytterligare utility-nivåinfrastruktur – en kostnad som skulle oundvikligen överföras till konsumenterna i deras elräkningar. Slutligen kan sådana lagringssystem bana väg för fler datacenter som kommer online snabbare för att möta den växande efterfrågan på AI utan att göra en betydande inverkan på samhällets energiinfrastruktur.

Termiska energisystem lindrar trycket på nätet främst eftersom de tillåter lastskiftning, eller justering av timmarna under vilka datacentren använder mest el från nätet. Datacenter kan ladda dessa lagringssystem med nätström under timmarna när nätbehovet är lägre, sedan släppa ut det för att driva verksamheten under timmarna när utilities är mer ansträngda av den övergripande högre efterfrågan från konsumenter. Datacenters som använder sådana system för att lagra energi för och driva AC-system ensam kan göra en stor skillnad eftersom kylsystem måste köra 24/7 för att hålla kritisk utrustning från överhettning, och ofta utgör cirka 40% av ett centers effektanvändning.

Den globala AI-tävlingen kommer att kräva stora mängder energi

Det nyligen tillkännagivna $500 miljarder Stargate-projektet, lett av en grupp stora tech-företag, kommer att behöva dussintals gigawatt av el. Som den kinesiska startupen DeepSeek AI nyligen visade, kan AI faktiskt bli mer effektivt när det gäller kostnad och energi, men många experter förväntar sig att AI kommer att förbli en betydande källa till hög effektbehov.

I själva verket, även innan dessa AI-tillkännagivanden, var datacenter på väg att alltmer utmana USAs energitillförsel. Enligt U.S. Energy Information Administration, är elkonsumtionen satt att öka till rekordhöga nivåer i 2025, med datacenter effektbehov en viktig faktor.

Enligt experter, under de kommande tio åren kommer datacenter effektbehov att sätta mer än hälften av Nordamerika i riskzonen för att uppleva effektminskningar och till och med strömavbrott. Även där det finns tillräckligt med effekt, är datacenter satta att ha en finansiell inverkan på alla; studier visar att datacenter efterfrågan och den efterföljande klämningen på resurser kan driva elpriserna upp med så mycket som 70%. En Bain & Company-rapport belyser hur den explosionsartade datacenter efterfrågan kan hota att överträffa utility-tillväxt och kräva triljoner dollar i nya energiinvesteringar globalt. Enligt Bain, “Speed to market är avgörande för datacenter-leverantörer”, men lokala samhällen och regulatorer oroar sig över nätverkssäkerhet och miljöpåverkan.

Termisk energilagring är en omedelbar lösning som gynnar alla intressenter

Detta är där termisk energilagring – en teknik som finns tillgänglig nu – kan hjälpa. Utformad för användning med vanlig utility-levererad el, lagras energi i vatten eller is, och släpps ut när det behövs för att driva datacenters kylsystem – vanligtvis under perioder när efterfrågan – och också prissättning – är hög. Denna lösning kräver inte att man gör en stor infrastrukturändring; den kan återanpassas till befintliga byggnader. Eftersom det är en bakom-mätare-lösning kan datacenter installera dem oberoende av utilities – vilket innebär att det är ett snabbt och effektivt sätt att lindra nätet.

Om sådana system används brett, kan de minska sannolikheten för brownout eller strömavbrott under tider av övergripande hög efterfrågan. Denna lastskiftning kommer att vara särskilt viktig i delstater där effektbehov kommer att vara särskilt högt för datacenter. Lösningar som termisk energilagring som hjälper till att jämna ut den nätverkseffekt som tillhandahålls av utilities medger utilities mer andrum för att integrera nya resurser, inklusive sol- och vindkraft, och expandera transmission på ett ordnat sätt. Sådana lösningar minskar eller åtminstone saktar ner behovet av utilities att expandera infrastruktur – potentiellt minskar kostnader som skulle slutligen överföras till konsumenterna via deras elräkningar.

Med en beprövad lösning för att minska belastningen på nätet, kommer nya datacenter sannolikt att kunna få nödvändiga regeringsgodkännanden och drifttillstånd snabbare, med mindre motstånd eller oro över att belasta lokala kraftkällor, vilket tillåter denna sektor att växa snabbare och hålla jämna steg med den ökande efterfrågan som drivs av AI.

Varför datacenter bör agera nu

Det finns också en finansiell fördel för datacenter som inför termisk energilagringssystem: Med fler utilities som använderdifferensierad prissättning eller tid-av-användningstariffer, baserat på efterfrågan eller källan till den energin, kan bakom-mätare-lagring dra nytta av dessa glapp i prissättning, som kommer att öka ännu mer i framtiden, särskilt i delstater som Kalifornien och andra som är mer beroende av solenergi under dagen. Datacenter kan spara pengar genom att ladda det termiska systemet under timmarna när kraften är billigare, och släppa ut det under topp-timmarna – vilket möjliggör för dem att minska beroendet av nätström under de dyrare timmarna.

Termisk energilagring är också ett säkrare alternativ för datacenter än lithium-jonbatteribaserad lagring. Medan små Li-On-batterier är vanliga bland residential-konsumenter, kräver stora byggnader som datacenter stora batterier, som presenterar betydande säkerhetsproblem. Batterierna kan ofta inte hålla en laddning i mer än 12 timmar. De degraderar med tiden och kräver betydande naturliga resurser, inklusive mineraler, som är i kort tillgång och importeras från utlandet. Många batterier tillverkas också utomlands, inklusive i Kina, medan termiska energisystem tillverkas främst i USA.

AI kommer att bringa många fördelar – samt utmaningar. Den energi som krävs för att driva ett stort datacenter som förbrukar 100 MW av effekt, visar studier, kunde försörja några 80 000 hem med el. Multiplicera det med de många nya datacenter som kommer online och inverkan är betydande – en som kunde driva priser upp för alla, samt leda till energibrist, brownout och till och med strömavbrott. AI är satt att bringa triljoner i tillagt värde till ekonomin – men effektproblem kunde skada den förväntade produktiviteten. Det behöver inte vara så; genom att anta termiska energilösningar kan datacenter-industrin minska sina utgifter och minska chansen till strömavbrott.