Bezprecedensowy rozwój sztucznej inteligencji spowodował gwałtowny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w centrach danych. Firmy zajmujące się ich hiperskalowaniem chcą, aby nowa przepustowość sieci została dodana przy użyciu metod wytwarzania energii elektrycznej, które są zgodne z ich ambitnymi celami w zakresie zrównoważonego rozwoju. Amazon, Microsoft, Meta i Google są już wiodącymi nabywcami energii wiatrowej i słonecznej na całym świecie. Takie finansowanie umożliwiło nowym projektom opartym na zielonej energii osiągnięcie takiego poziomu dojrzałości, na którym są one obecnie konkurencyjne w stosunku do paliw kopalnych.

Raport IDTechEx „Zrównoważony rozwój centrów danych w latach 2025-2035: Green Technologies, Market Forecasts, and Players” pokazuje, że nowe rozwiązania energetyczne, takie jak małe modułowe reaktory jądrowe, wodór i ogniwa paliwowe czy ulepszone systemy geotermalne i baterie litowo-jonowe na skalę sieciową, są obecnie przedmiotem zwiększonych inwestycji w obszarze centrów danych. Wraz z rosnącym naciskiem na godzinowe dopasowanie energii w oparciu o czas, przy rozliczaniu emisji CO2 z zakresu 2 w oparciu o moc, potrzebne są bezemisyjne źródła energii dostarczanej ciągle, bez przerw związanym z charakterystyką wiatru czy słońca. Podczas gdy nowe technologie energetyczne są obecnie droższe niż paliwa kopalne, większy popyt na wytwarzanie energii bezemisyjnej o wyższym współczynniku mocy i/lub magazynowanie energii, jest kolejnym krokiem w kierunku dekarbonizacji sieci.

Niższy koszt bezemisyjnych źródeł energii, takich jak energia wiatrowa i słoneczna, może prowadzić do znacznych oszczędności w globalnej przestrzeni centrów danych w porównaniu z poziomem bazowym z 2024 roku. Źródło: IDTechEx

Większość nowych instalacji słonecznych/wiatrowych ma obecnie LCOE (wyrównany koszt energii elektrycznej) poniżej paliw kopalnych, ale nie było tak jeszcze dekadę temu. W przypadku hiperskalerów centrów danych, którzy mają pieniądze do wydania w przyszłości, istnieją powody, że inwestowanie w rozwiązania energetyczne wolne od emisji dwutlenku węgla na wczesnym etapie, może prowadzić do obniżenia kosztów energii w perspektywie długoterminowej. IDTechEx prognozuje, że do 2035 r. globalny sektor centrów danych zaoszczędzi 150 mld USD dzięki wykorzystaniu niskoemisyjnych źródeł energii, w porównaniu do scenariusza opartego na paliwach kopalnych (przyjmując rok 2024 jako punkt odniesienia). Poniżej wymienione są nowe technologie energetyczne, które mają odgrywać coraz ważniejszą rolę.

Małe modułowe reaktory jądrowe

W 2024 r. centra danych spowodowały nowe zainteresowanie rozwiązaniami w zakresie energii jądrowej. Podejścia te wahały się od ponownego otwarcia wycofanych z eksploatacji dużych elektrowni jądrowych, przez ambicje związane z fuzją jądrową, po wsparcie dla małych reaktorów modułowych. Małe reaktory modułowe (SMR) obiecują redukcję kosztów i krótszy czas budowy, w porównaniu z ich konwencjonalnymi odpowiednikami, dzięki wykorzystaniu produkcji na linii montażowej. Ich szersze zastosowanie będzie jednak wymagało zmian technicznych i regulacyjnych, w tym rozwoju łańcuchów dostaw paliwa i międzynarodowej standaryzacji licencji.

Wodór i ogniwa paliwowe

Energia odnawialna może być przekształcana w wodór za pomocą elektrolizerów i przechowywana przez długi czas. Ogniwa paliwowe to zaawansowane systemy energetyczne, które przekształcają wodór z powrotem w energię elektryczną poprzez reakcję chemiczną z tlenem. Ponieważ ogniwa paliwowe ze stałym tlenkiem mają długi okres eksploatacji i elastyczność paliwową, dobrze nadają się do ciągłego wytwarzania energii wymaganego w centrach danych. Niektóre centra danych już teraz wykorzystują te ogniwa paliwowe zasilane gazem ziemnym, z planami przejścia na niskoemisyjny wodór, gdy tylko ekonomia i infrastruktura sprawią, że będzie to komercyjnie wykonalne.

Ulepszona geotermia

Liczba lokalizacji odpowiednich dla konwencjonalnych elektrowni geotermalnych na całym świecie jest dość ograniczona. Jednak rozwój ulepszonych technologii geotermalnych może znacznie zwiększyć liczbę opłacalnych lokalizacji. Zarówno Google, jak i Meta wspierają nadchodzące ulepszone instalacje geotermalne, które mają na celu wykazanie rentowności komercyjnej, wdrażając technologie startupów takich jak Sage Geosystems i Fervo Energy.

Akumulatory litowo-jonowe na skalę sieciową

Magazynowanie energii w akumulatorach zwiększyłoby liczbę godzin dziennie, przez które centra danych mogą być zasilane energią słoneczną/wiatrową. W ciągu ostatniej dekady akumulatory litowo-jonowe stały się coraz ważniejszą stacjonarną technologią magazynowania energii, odpowiednią do zastosowań w skali sieci. Podczas skalowania tych technologii, gracze nadają priorytet różnym cechom wydajności, takim jak czas przechowywania lub gęstość energii.

Perspektywy

Po niedawnym ogłoszeniu przez prezydenta USA Donalda Trumpa inwestycji o wartości 500 miliardów dolarów w infrastrukturę sztucznej inteligencji, oczywiste jest, że rozwój centrów danych będzie kontynuowany, a nowe wytwarzanie energii musi zostać uruchomione, aby to umożliwić. Raport IDTechEx porównuje pojawiające się technologie energetyczne dla centrów danych i bada, w jaki sposób technologie energii odnawialnej mogą obniżyć koszty i emisje. Więcej informacji na temat tego raportu, w tym przykładowe strony do pobrania, można znaleźć tutaj.

Autor: Eve Pope, analityk ds. technologii w IDTechEx

Źródło: IDTechEx