Инвестиции в дата-центры превзойдут траты на нефть — энергосистемы не успевают

По данным Международного энергетического агентства, мировые инвестиции в дата-центры в этом году превысят $580 млрд, что на $40 млрд больше, чем будет потрачено на новые источники нефти. Эта цифра демонстрирует рост значимости цифровой инфраструктуры в экономике стран с высоким уровнем цифровизации.

Рост потребления энергии и вызовы для сетей

Потребление электроэнергии ИИ-дата-центрами к концу десятилетия увеличится в пять раз по сравнению с текущим уровнем, что удвоит общее потребление всех дата-центров. В то же время, традиционные дата-центры также станут потреблять больше энергии, хотя и не в такой степени.

Половина роста энергопотребления прогнозируется в США, где основная часть новых объектов концентрируется в крупных городах. Вторая волна — в Европе и Китае. Большинство новых дата-центров планируется строить в кластерах, близко к уже существующим.

Однако такие масштабные инвестиции сталкиваются с практическими ограничениями. В ряде регионов наблюдается затор в подключении к электросетям. Например, в Северной Вирджинии срок ожидания подключения может достигать 10 лет. В Дублине, Ирландия, запросы на подключение новых дата-центров приостановлены до 2028 года.

Проблемы с поставками и инновации в энергетике

Другой проблемной зоной остаётся цепочка поставок для электросетей. Задержки в поставках кабелей, критических минералов, газовых турбин и трансформаторов тормозят модернизацию инфраструктуры.

В этой сфере развиваются новые решения. Компании вроде Amperesand и Heron Power разрабатывают твердотельные трансформаторы, которые, в отличие от устаревших аналогов, могут быстрее реагировать на колебания в сети, лучше интегрироваться с возобновляемыми источниками энергии и справляться с широким спектром преобразований. Однако первые проекты будут реализованы не раньше чем через год-два, а масштабное производство займёт ещё больше времени.

Роль возобновляемых источников

По оценкам Международного энергетического агентства, к 2035 году возобновляемые источники энергии обеспечат большую часть электроэнергии для новых дата-центров, независимо от политики стран. Особенно популярным становится солнечная энергия, стоимость которой значительно снизилась.

В ближайшие 10 лет около 400 тераватт-часов электроэнергии для дата-центров будет поступать от ВИЭ, а 220 тераватт-часов — от природного газа. Если модульные ядерные станции дадут те результаты, что прогнозируются, они обеспечат ещё 190 тераватт-часов.

Интересно: Как обеспечить бесперебойное энергоснабжение дата-центров в условиях роста нагрузки, дефицита мощностей и перехода на ВИЭ, если существующая инфраструктура не успевает развиваться с нужной скоростью?

i

Создано специально для ASECTOR

Концептуальное изображение

Рост цифровой инфраструктуры и вызовы энергетики

В мире, где цифровизация становится двигателем экономики, дата-центры превращаются в новые нефтяные скважины. Вложения в них превышают аналогичные инвестиции в традиционную энергетику, что указывает на сдвиг в приоритетах. Однако, как и в случае с нефтью, рост спроса быстро сталкивается с ограничениями предложения.

Энергетика как узкое место

Резкое увеличение энергопотребления дата-центров, особенно тех, что работают с ИИ, ставит под угрозу даже самые развитые энергосистемы. В США, где концентрация новых объектов максимальна, сроки подключения к электросетям растягиваются на десятилетия. В Европе и Китае ситуация не лучше — рост потребления требует не только увеличения мощностей, но и качественного обновления инфраструктуры.

Важно: Рост спроса на электроэнергию не равнозначен росту доступности. Когда все хотят подключиться, а сеть не успевает расширяться, возникает бутылочное горлышко, которое может задержать развитие технологий, а не только их применение.

Например, два завершённых дата-центра в Силиконовой долине не могут запуститься из-за отсутствия энергии, что подчёркивает масштаб проблемы [!]. В штате Вирджиния, где Amazon планирует построить 28 новых объектов, энергопотребление одного дата-центра может достигать 40 мегаватт, что требует масштабных инфраструктурных решений [!].

Инновации и инерция

Одним из путей решения проблемы становится внедрение твердотельных трансформаторов, которые позволяют лучше интегрировать возобновляемые источники энергии и снизить потери. Однако эти технологии пока находятся в стадии пилота, и их массовое применение — вопрос минимум нескольких лет. Это означает, что в ближайшие годы дата-центры будут вынуждены работать на старой инфраструктуре, которая не рассчитана на современные нагрузки.

Важный нюанс: Технологии, которые сегодня кажутся революционными, на деле часто становятся лишь переходным этапом. Важно не упустить момент, когда инновации перейдут из стадии эксперимента в массовое применение.

Рост потребности в устойчивом энергоснабжении из-за ИИ-инфраструктуры ставит под угрозу традиционные системы электроснабжения. По оценке экспертов, мощность, необходимая для таких объектов в США, может вырасти в 30 раз за десятилетие [!]. Чтобы снизить зависимость от централизованных сетей, рекомендуется внедрять автономные решения, включая местную генерацию и энергетическое хранение.

Энергетический баланс будущего

Солнечная энергия уже играет заметную роль, а модульные ядерные станции могут стать важным элементом энергетической стратегии. Однако даже с учетом этих источников, переход к низкоуглеродной энергетике требует времени и значительных инвестиций. В ближайшие годы значительная часть потребности дата-центров будет покрываться природным газом, что создает зависимость от традиционных энергетических рынков.

Китай продолжает укреплять свои позиции в солнечной энергетике, производя 80% мировых солнечных модулей, что снизило их стоимость на 90% за последние десять лет [!]. В США, несмотря на политические колебания, рост мощностей солнечной энергетики ускоряется, особенно в контексте роста потребления дата-центрами. Крупные технологические компании заключают контракты на солнечные электростанции, что позволяет им сократить зависимость от традиционных источников [!].

Атомная энергетика также получает новый импульс. Рост потребности в электроэнергии, включая потребности дата-центров, работающих с искусственным интеллектом, может стимулировать увеличение мощностей атомных реакторов в США на 63% к 2050 году [!]. Инвестиции в отрасль могут составить $350 млрд, что делает атомную энергию важным элементом будущей энергетической стратегии.

Устойчивость и инфраструктурная безопасность

События в Южной Корее, где пожар в дата-центре парализовал сотни госсервисов, показали, насколько критична надёжность цифровой инфраструктуры. Централизация систем усилила последствия инцидента, выявив необходимость повышения устойчивости и децентрализации критически важных цифровых систем [!].

В России, в свою очередь, в Арктике начато строительство дата-центра мощностью 20 мегаватт с использованием естественного охлаждения и тепловой энергии для социальных нужд. Проект демонстрирует стратегический подход к использованию природных преимуществ для снижения энергозатрат [!].

Кроме того, в Китае запущен первый в мире подводный центр данных у берегов Шанхая, который использует морскую воду для охлаждения и получает энергию от ветровых электростанций. Это решение снижает энергопотребление на 22,8% и достигает рекордно низкого уровня эффективности использования энергии [!].

В заключение, рост дата-центров и переход на возобновляемую энергетику формируют новую парадигму цифровой инфраструктуры. Успех в этой сфере зависит не только от технологических инноваций, но и от способности инфраструктуры масштабироваться и адаптироваться к растущим нагрузкам.