Ожидается, что к 2030 году дефицит электроэнергии для центров обработки данных в США превысит 50 гигаватт

Репортаж от Wedoany，Темпы роста потребления электроэнергии искусственным интеллектом (ИИ) уже опережают возможности глобальной энергосистемы по её поставке. Виторио Пьеранджели (Vittorio Pierangeli), старший вице-президент по электроэнергетическому бизнесу компании Rolls-Royce Power Systems, считает, что в эпоху ИИ электроэнергия имеет более определяющее значение, чем чипы или алгоритмы (см. рисунок 1). По мере ускорения глобального внедрения ИИ он вступает в конфликт с энергосистемой, которая не была построена для такого уровня потребностей.

Скорость расширения ИИ можно увидеть из сопоставления временных линий. В 2018 году сгенерированный ИИ портрет «Эдмон де Белами» (Edmond de Belamy) был продан на аукционе Christie's за 432 500 долларов США, а его обучающие данные составляли всего около 5–7 гигабайт. Сегодня ежедневно создаётся около 43 миллионов изображений с помощью ИИ, а модели, поддерживающие эти изображения, обучаются на миллиардах точек данных, при этом вычислительная нагрузка примерно в 100 000 раз превышает ту, что была у того художественного эксперимента. Генерация изображений — лишь один из аспектов интеграции ИИ в повседневную жизнь.

Что касается потребления электроэнергии, один запрос к ChatGPT потребляет примерно в 10–100 раз больше энергии, чем обычный поисковый запрос в Google, в зависимости от сложности подсказки. Мощность стоек с ИИ-серверами в центрах обработки данных выросла с примерно 10 киловатт на стойку пять лет назад до 100–120 киловатт на стойку.

Пьеранджели отмечает, что традиционные угольные электростанции постепенно выводятся из эксплуатации, выработка возобновляемых источников энергии остаётся нестабильной, геополитическая напряжённость усиливает давление на энергетическую безопасность, а кривая нагрузки центров обработки данных для ИИ становится всё более волатильной. Сочетание растущего спроса и ограниченного предложения приводит к постоянному усилению давления на надёжное электроснабжение.

Прогнозы показывают, что в период с 2025 по 2030 год весь рынок генерации электроэнергии вырастет почти втрое, и основным драйвером этого роста станут центры обработки данных. При этом сегмент резервного электропитания ежегодно расширяется примерно на 22%, спрос на непрерывное электроснабжение ежегодно растёт на 24%, однако предложение не поспевает за этим ростом.

Пьеранджели привёл сопоставительные данные: ожидается, что к 2030 году совокупная мощность электроснабжения центров обработки данных в энергосистеме США будет более чем на 50 гигаватт ниже потребности; сами центры обработки данных могут быть построены за 18–24 месяца, тогда как получение доступа к энергосети занимает от трёх до семи лет. В начале 2026 года операторы гипермасштабируемых центров обработки данных объявили о скачке капитальных затрат на центры обработки данных более чем на 50%, а коммунальный сектор ещё не успел за этим темпом.

Ужесточение ограничений со стороны энергосети, а также общественное противодействие потреблению электроэнергии центрами обработки данных превращают локальную генерацию электроэнергии из опции в необходимость. Всё больше разработчиков включают в проекты новых центров обработки данных собственные электростанции, то есть схему «принеси свою электроэнергию» (BYOP), при которой проект сам производит необходимую энергию до момента подключения к энергосети или к новым источникам, таким как атомная энергия.

Этот дефицит открывает пространство для множества решений, включая газовые генераторные установки mtu от Rolls-Royce в краткосрочной перспективе (см. рисунок 2), а также малые модульные реакторы (ММР) в более долгосрочной.

Газовые генераторные установки mtu могут быть развёрнуты за счётчиком центра обработки данных или как часть специализированной электростанции для непрерывного электроснабжения. Такие системы отличаются короткими сроками развёртывания, гибкостью эксплуатации и модульной конструкцией, что даёт преимущества в эффективности и скорости вывода на рынок и делает их привлекательными для проектов новых центров обработки данных. В таких регионах, как США, где природный газ abundant и развита трубопроводная инфраструктура, их эксплуатационные и стоимостные преимущества ещё более значительны.

Возможно, самая серьёзная проблема эпохи ИИ заключается не в масштабах потребления электроэнергии, а в волатильности спроса на неё. Проблемы управления электроэнергией, вызванные нагрузками от обучения ИИ, не встречались в традиционных центрах обработки данных. При синхронной работе графические процессоры (GPU) создают резкие и регулярные колебания мощности. Исследования показывают, что фактическая мощность в одном блоке ИИ-центра обработки данных мощностью 50 мегаватт может колебаться на ±20 мегаватт в течение нескольких секунд. Эти колебания создают нагрузку на трансформаторы и могут нарушить работу более широкой энергосистемы.

Для решения подобных проблем кинетические накопители энергии mtu Kinetic PowerPacks могут служить быстродействующим буфером в энергосистеме, стабилизируя напряжение и частоту и сглаживая пики мощности. Они мгновенно реагируют на изменения нагрузки, обеспечивая функцию источника бесперебойного питания (ИБП) без необходимости в дополнительных батареях.

Даже при наличии основного источника питания через схему BYOP или от энергосети центры обработки данных по-прежнему нуждаются в плане резервного копирования на случай сбоя. Согласно требованиям сертификации Tier IV от Uptime Institute, современные центры обработки данных должны обеспечивать доступность на уровне 99,99%. Более 25% центров обработки данных по всему миру оснащены генераторными установками серии mtu 4000 (см. рисунок 3) в качестве резервного источника питания.

Центры обработки данных описываются как невидимый столп современной жизни, фабрики цифровой эпохи, места, где производятся и доставляются интеллектуальные решения. Продуктовый портфель mtu отличается модульностью, масштабируемостью и гибкостью в выборе топлива, что позволяет соответствовать как текущим, так и будущим потребностям операторов центров обработки данных.