Ето една неизненадваща новина: центровете за данни продължават да изпитват трудности да получат достатъчно електричество. А сега и едно също толкова предсказуемо заглавие: този проблем само се влошава поради постоянното нарастване на търсенето, най-вече поради AI.
Операторите на центрове за данни по целия свят се борят да си уредят повече електроенергия и това означава, че отново е време за нови подходи и иновации. За съжаление енергийните иновации не могат да се случат толкова бързо и в същия мащаб като цифровите. В ИТ сферата може да е нормално да има ново поколение чип всяка година и понякога повече от удвояване на техните транзистори в рамките на две години. В енергийния сектор обаче са необходими години дори за малки разработки.
Да вземем батериите като пример. Модерният смартфон вече е много по-мощен и по-способен от суперкомпютрите отпреди няколко десетилетия. Един-единствен телефон притежава повече изчислителна мощност от това, което НАСА използва, за да кацне на Луната. И тези устройства всъщност могат да бъдат дори още по-мощни, но са ограничени поради няколко фактора. Един от тях е батерията им. Тя остава „най-старата“ технология в смартфона и „най-слабото звено“. Компаниите по света работят върху множество нови поколения батерии, но отново се връщаме към това, което казахме по-рано – отнема години, докато нова енергийна технология стане готова за масовия пазар.
Захранването на смартфон е едно, но какво да кажем за един голям център за данни? Е, батериите, колкото и големи да са, не могат да се справят с тази задача. Всъщност дори големите електроцентрали започват да се затрудняват. А добавянето на нови устойчиви енергийни източници към мрежата се случва с темпове, които не могат да отговорят на нарастването на търсенето на енергия както от центровете за данни, така и от други предприятия и жители. Така операторите разкриват много повече възможности в енергетиката, отколкото изглежда на пръв поглед. Това ни води до най-новата тенденция – хибридна мощност.
Това е закачлива дума, използвана най-вече, защото в наши дни е модерно всичко да се нарича „хибрид“. В действителност това не означава някакъв нов вид източник на енергия, който ще промени света. За съжаление, това е просто термин за нещо много по-просто. Хибридното захранване е просто смесване на различни източници на енергия за подаване на електричество към център за данни. Този подход позволява на всеки център за данни да анализира всички енергийни източници, които има на разумно разстояние около себе си, и да види кои от тях могат да бъдат обединени, за да осигурят 24/7 захранване.
„Бумът на центровете за данни изисква по-тясно сътрудничество между собствениците и разработчиците на големи центрове за данни, комуналните услуги, правителството и други заинтересовани страни, за да гарантираме, че можем да задоволим нуждите на AI, като същевременно поддържаме надеждно и достъпно захранване за всички клиенти“, казва Дейвид Портър, вицепрезидент на електрификацията и стратегията за устойчива енергия в Изследователския институт за електроенергия (EPRI) пред DataCenterKnowledge.
Ненаситният глад
Според EPRI центровете за данни само в САЩ ще консумират до 9% от общата мощност на страната до 2030 г. В момента те се нуждаят само от около 2%. И докато доскоро идеята за голям център за данни беше съоръжение, нуждаещо се от около 150 MW, сега исканията са за 500 MW и дори над 1 GW, казва Siemens Energy, която проектира енергийни системи. Това е невероятно огромно количество енергия. За да го поставим в перспектива, 1 GW електроенергия е достатъчен за захранване на около 876 000 домакинства за една година, според Carbon Collective Investment.
А със сигурност гигаватовите центрове за данни се изграждат много по-бързо от 876 000 домове. Понякога те могат да бъдат няколко в рамките на един и същи регион. Гладът за изчислителна мощност е толкова голям, че в момента изграждането на центрове за данни е толкова бързо, че има предимство пред разходите в много случаи, казва Джошуа Брукс, дизайнер на системи за устойчива енергия в Siemens Energy.
Разбира се, има много фактори, които се вземат предвид при изграждането на център за данни. Когато става дума за енергийни доставки, има няколко важни неща, които трябва да се вземат предвид. Например цената, наличието на резервно захранване, наличността и състоянието на мрежата и т.н. Също така е важно да се вземат предвид пространствените ограничения, разрешителните, възможността за производство на енергия на място и дори какво мислят местните жители за проекта. Всичко това има една основна цел – осигуряване на надеждно и непрекъснато захранване.
И за капак това трябва да се случи в дадени параметри и ограничения. Дори ако говорим за огромен 1GW хипермащабен център за данни, този проект също ще е изграден в рамките на много ограничени и строги параметри. И целите ще варират много. Някои съоръжения ще имат много ограничено пространство за изграждане на генератори на място. Други ще искат да постигнат максимална ефикасност или възможно най-малък въглероден отпечатък. Ще има много променливи, които ще изискват различни подходи и могат да повишат разходите доста. „Вие решавате проблем с математическа оптимизация и решението варира в зависимост от различните приоритети“, казва Брукс.
Предстои сложно пътуване
Естествено, операторите на центрове за данни трябва внимателно да избират каква комбинация от хибридна енергия да използват за своите съоръжения. И много оператори сега използват моделиране, за да изпробват различни подходи и комбинации и да видят коя от тях би била най-подходяща. Това е и начин за прогнозиране на бъдещ растеж и съответно нужди. Още повече, че няма идеално решение и всяко съоръжение трябва да бъде съобразено с конкретния обект и изисквания.
Така че операторите бързо се научават, че трябва да бъдат гъвкави. Брукс дава пример с 500MW център за данни в западната част на САЩ. Операторът е инвестирал във вятърна енергия, но също така иска да постигне 99,99% наличност. И така, компанията използва моделиране, за да проучи различни варианти и да види кой микс от енергийни източници всъщност ще бъде най-подходящ. Операторът не се свени от няколко опции и установява, че най-евтината енергия, която в този случай е природният газ, също е с най-голям въглероден отпечатък. И компанията има изискване да бъде устойчива, така че проучи друга възможност – да използва газови турбини, но вместо това да ги захранва с водород заедно с микс от зелена енергия, идваща от вятър, слънчева енергия и дори батерии. По този начин се постига безвъглеродно енергийно снабдяване, но това ще увеличи цената от $40,1 за MWh до $93,9 за MWh. И така, отново благодарение на моделирането, операторът намира перфектната комбинация – 75% вятърна енергия, а останалата част просто закупена от обикновената мрежа. Това намалява цената до само $43,8 за MWh, но също така намалява въглеродния диоксид с 65% в сравнение с най-евтиния вариант.
И само за да видят дали разходите могат да бъдат интерполирани към 1GW център за данни, те провеждат моделирането отново. Но откриват, че ако този център за данни се захранва изцяло с водород, цената ще бъде $78,5 за MWh. Ако се избере само природен газ, разходите са $42,9 за MWh, но интензитетът на въглероден диоксид ще бъде много повече. Така че в този случай най-доброто решение беше най-сложната хибридна система, използваща вятър, солари и батерии. По този начин центърът за данни може да превключва между различни доставчици на енергия според нуждите и да постигне максимален баланс в цената и въглеродния отпечатък, като същевременно гарантира стабилно енергоснабдяване по всяко време.
Големите играчи стават ядрени
Така че хипермащабните центрове за данни ще изискват още по-специфичен подход. И цените ще бъдат много по-високи, тъй като търсенето също е много по-голямо. Затова няколко от най-големите имена в играта вече открито подкрепят вкарването на повече ядрена енергия в мрежата. В средата на март 2025 г. Google, Amazon и Meta се присъединиха към глобална коалиция от широкомащабни потребители на енергия на конференцията CERAWeek 2025 в Хюстън, Тексас. Всички те подписаха обещание да подкрепят най-малко утрояването на световния ядрен капацитет до 2050 г. Това е поне три пъти повече ядрена енергия, отколкото днес, само за 25 години.
„Благодарим ви, че се присъединихте към обещанието ни за големи потребители на енергия и подкрепихте амбицията за утрояване на ядрената енергия до 2050 г. Това не е краят; това е само началото. Знаем, че много други големи потребители на енергия обмислят да се присъединят към обещанието в бъдеще. Това е нашата надежда и нашата покана – Ако искате да сте част от тази група, моля, присъединете се към нас“, казва Сама Билбао и Леон, генерален директор на Световната ядрена асоциация, цитиран от DataCenterDynamics.
Световната ядрена асоциация (WNA) казва, че в момента ядрената енергия осигурява около 9% от общата световна електроенергия от около 440 реактора. В момента има 70 000 MW нови ядрени мощности, които се изграждат в 65 обекта по света. Други 400 000 MW са в етап на планиране или предложение в повече от 400 централи.
„Горди сме да подпишем обещание в подкрепа на утрояване на ядрения капацитет до 2050 г., тъй като ядрената енергия ще бъде ключова в изграждането на надеждно, сигурно и устойчиво енергийно бъдеще. Google ще продължи да работи заедно с нашите партньори, за да ускори комерсиализацията на напреднали ядрени технологии, които могат да осигурят денонощна чиста енергия, необходима за посрещане на нарастващото търсене на електроенергия по света“, казва Лучия Тиан, ръководител на отдела за чиста енергия и технологии за декарбонизация в Google.
Amazon също се фокусира върху ядрената енергия. Брандън Ойер, ръководител на енергетиката и водата за Америка за Amazon Web Services, казва: „Ускоряването на развитието на ядрената енергия ще бъде от решаващо значение за укрепване на сигурността на нашата нация, посрещане на бъдещите енергийни нужди и справяне с изменението на климата. Amazon подкрепя обещанието на Световната ядрена асоциация и се гордее, че е инвестирал повече от 1 млрд. долара през последната година в проекти и технологии за ядрена енергия, което е част от по-широкия ни ангажимент Climate Pledge да постигнем нулеви въглеродни емисии до 2040 г.“
И Meta се присъединява. Урви Парех, ръководител на глобалната енергетика в Meta, казва: „С разширяването на глобалните икономики необходимостта от надеждни, чисти и устойчиви енергийни доставки е от първостепенно значение. Ядрената енергия, със способността си да осигурява непрекъснато захранване, може да помогне да се отговори на това нарастващо търсене. Развълнувани сме да се присъединим към това многоорганизационно усилие чрез Tripling Nuclear Pledge, за да потвърдим нашия ангажимент към ядрената енергия.“
Зелена ли е ядрената енергия? Разбира се че не. Така че в известен смисъл може да изглежда грешка индустрията на центровете за данни да се съсредоточи върху нея, тъй като това ще противоречи на собствените ѝ цели за устойчивост. Но индустрията е в момент, в който няма голям избор и се нуждае от енергия. И може да използва позицията си, за да насърчи по-внимателни и устойчиви усилия както в създаването на ядрена енергия, така и в други проекти за зелена енергия, за да компенсира въглеродния отпечатък.