Искусственный интеллект и бум производства экологически чистых технологий ставят энергетическую систему Америки на грань. Коммунальные службы не справляются.
Огромные территории Соединенных Штатов находятся под угрозой нехватки электроэнергии, поскольку по всей стране разрастаются энергоемкие центры обработки данных и заводы экологически чистых технологий, в результате чего коммунальные предприятия и регулирующие органы хватаются за надежные планы по расширению скрипучей мощи страны. сетка.
В Грузии спрос на промышленную электроэнергию растет до рекордных высот, при этом прогнозируется, что потребление электроэнергии на следующее десятилетие в 17 раз превысит тот, который был совсем недавно. Государственная служба Аризоны, крупнейшее коммунальное предприятие в этом штате, также изо всех сил пытается не отставать, прогнозируя, что пропускная способность будет исчерпана до конца десятилетия, если не будет проведена серьезная модернизация.
Северной Вирджинии необходим эквивалент нескольких крупных атомных электростанций для обслуживания всех запланированных и строящихся новых центров обработки данных. Техас, где нехватка электроэнергии уже является обычным явлением в жаркие летние дни, сталкивается с той же дилеммой.
Растущий спрос вызывает борьбу за то, чтобы попытаться выжать больше сока из стареющей энергосистемы, в то же время вынуждая коммерческих клиентов идти на все, чтобы изолировать источники энергии, например, строить собственные электростанции.
«Когда вы посмотрите на цифры, они ошеломляют», — сказал Джейсон Шоу, председатель Комиссии по коммунальным услугам Джорджии, которая регулирует электроснабжение. «Это заставляет почесать голову и задаться вопросом, как мы оказались в такой ситуации. Как оказались настолько далекими прогнозы? Это создало проблему, которой мы никогда раньше не видели».
(Вашингтон Пост) — Огромные территории Соединенных Штатов находятся под угрозой нехватки электроэнергии, поскольку по всей стране разрастаются энергоемкие центры обработки данных и заводы экологически чистых технологий, в результате чего коммунальные предприятия и регулирующие органы хватаются за надежные планы по расширению скрипучей мощи страны. сетка.
В Грузии спрос на промышленную электроэнергию растет до рекордных высот, при этом прогнозируется, что потребление электроэнергии на следующее десятилетие в 17 раз превысит тот, который был совсем недавно. Государственная служба Аризоны, крупнейшее коммунальное предприятие в этом штате, также изо всех сил пытается не отставать, прогнозируя, что пропускная способность будет исчерпана до конца десятилетия, если не будет проведена серьезная модернизация.
Северной Вирджинии необходим эквивалент нескольких крупных атомных электростанций для обслуживания всех запланированных и строящихся новых центров обработки данных. Техас, где нехватка электроэнергии уже является обычным явлением в жаркие летние дни, сталкивается с той же дилеммой.
Растущий спрос вызывает борьбу за то, чтобы попытаться выжать больше сока из стареющей энергосистемы, в то же время вынуждая коммерческих клиентов идти на все, чтобы изолировать источники энергии, например, строить собственные электростанции.
«Когда вы посмотрите на цифры, они ошеломляют», — сказал Джейсон Шоу, председатель Комиссии по коммунальным услугам Джорджии, которая регулирует электроснабжение. «Это заставляет почесать голову и задаться вопросом, как мы оказались в такой ситуации. Как оказались настолько далекими прогнозы? Это создало проблему, которой мы никогда раньше не видели».
Основным фактором стремительного роста спроса являются быстрые инновации в области искусственного интеллекта, которые стимулируют строительство крупных хранилищ вычислительной инфраструктуры, требующей экспоненциально большего количества энергии, чем традиционные центры обработки данных. ИИ также является частью масштабного расширения облачных вычислений. Технологические компании, такие как Amazon, Apple, Google, Meta (признана террористической организацией в РФ) и Microsoft, изучают страну в поисках площадок для новых центров обработки данных, и многие менее известные фирмы также находятся в поисках.
Распространение криптомайнинга, в ходе которого осуществляются транзакции и чеканятся такие валюты, как биткойны, также способствует росту центров обработки данных. Все это оказывает новое давление на перегруженную энергосистему – сеть линий электропередачи и электростанций, которые передают электроэнергию по всей стране. Узкие места растут, в результате чего как новые генераторы энергии, особенно чистой энергии, так и крупные потребители сталкиваются с увеличением времени ожидания подключения.
Ситуация разжигает по всей стране споры о том, кто будет платить за новые источники питания, при этом регулирующие органы обеспокоены тем, что жильцам могут застрять в счетах за дорогостоящую модернизацию. Это также угрожает задушить переход к более чистой энергетике, поскольку руководители коммунальных предприятий лоббируют отсрочку вывода из эксплуатации электростанций, работающих на ископаемом топливе, и их ввод в эксплуатацию. Нехватка электроэнергии ставит под угрозу их способность поставлять энергию, необходимую для зарядки миллионов электромобилей и бытовой техники, необходимой для достижения государственных и федеральных климатических целей.
По данным Международного энергетического агентства, в 2022 году 2700 центров обработки данных страны потребляли более 4 процентов общего объема электроэнергии страны. По прогнозам, к 2026 году они будут потреблять 6 процентов. Отраслевые прогнозы показывают, что в последующие годы центры будут потреблять большую долю электроэнергии в США, поскольку спрос со стороны жилых и небольших коммерческих объектов останется относительно неизменным благодаря неуклонному повышению эффективности бытовых приборов, а также систем отопления и охлаждения.
Операторы центров обработки данных требуют подключения к региональным электросетям, в то время как промышленная политика администрации Байдена побуждает компании строить заводы в Соединенных Штатах темпами, невиданными десятилетиями. Сюда входят производители «чистых технологий», таких как солнечные панели и аккумуляторы для электромобилей, которых соблазняют выгодные федеральные стимулы. По данным Научно-исследовательского института электроэнергетики, отраслевого аналитического центра, компании объявили о планах построить или расширить более 155 заводов в этой стране в течение первой половины правления администрации Байдена. По данным группы, ни разу с начала 1990-х годов строительство заводов не составляло такой большой доли расходов на строительство в США.
Согласно анализу нормативных документов, проведенному исследовательской фирмой Grid Strategies, прогнозы коммунальных предприятий относительно количества электроэнергии, которая им понадобится в течение следующих пяти лет, почти удвоились и, как ожидается, будут расти.
В погоне за силой
В прошлом компании пытались разместить свои центры обработки данных в районах с развитой интернет-инфраструктурой, большим количеством технических талантов и привлекательными правительственными стимулами. Но эти места выявляются.
Сообщества, которые не имели никакого отношения к компьютерной индустрии, теперь оказались в эпицентре земельной лихорадки, а разработчики центров обработки данных наводнили их рынки запросами на подключение к сетям. Должностные лица в Колумбусе, штат Огайо; Алтуна, Айова; и Форт-Уэйн, штат Индиана, активно обхаживают разработчики центров обработки данных. Однако, по данным JLL, компании по коммерческой недвижимости, обслуживающей технологическую отрасль, энергоснабжение на некоторых из этих второстепенных рынков уже иссякает, что вынуждает застройщиков все дальше от них отдаляться, в некоторых случаях на кукурузные поля.
Grid Strategies в своем отчете предупреждает, что «существуют реальные риски, что некоторые регионы могут упустить возможности экономического развития из-за того, что сеть не сможет идти в ногу со временем».
«Повсеместно мы видим, как энергетические компании говорят: «Мы не знаем, справимся ли с этим; мы должны провести аудит нашей системы; мы никогда раньше не сталкивались с таким наплывом клиентов», — сказал Энди Квенгрос, управляющий директор по рынкам центров обработки данных JLL. «Сейчас все гонятся за властью. Они готовы искать его повсюду».
«Мы увидели рост стоимости земли в четыре раза в некоторых частях Колумбуса и утроение в районах Чикаго», — сказал он. «Дело не в земле. Речь идет о доступе к власти». Некоторым застройщикам, по его словам, пришлось продать недвижимость, которую они купили по завышенным ценам, с убытком после того, как коммунальные предприятия были перегружены спешкой по подключению к сетям.
Переосмысление стимулов
Все это происходит в то же время, когда энергетический переход заставляет большое количество американцев полагаться на энергосистему для заправки транспортных средств, тепловых насосов, индукционных плит и всевозможных других бытовых приборов, которые ранее работали на ископаемом топливе. Огромное количество экологически чистой энергии также необходимо для создания зеленого водорода, за который выступает Белый дом, поскольку разработчики спешат строить заводы, способные производить мощное топливо с нулевым уровнем выбросов, соблазняемые щедрыми федеральными субсидиями.
Планировщики все больше обеспокоены тем, что сеть не будет достаточно «зеленой» и недостаточно мощной, чтобы удовлетворить эти требования.
Рост потребления электроэнергии уже откладывает закрытие угольных электростанций в Канзасе, Небраске, Висконсине и Южной Каролине.
В Джорджии крупнейшая энергетическая компания штата Georgia Power ошеломила регулирующие органы, когда недавно сообщила, насколько далеки от ее прогнозов, указав на центры обработки данных как на главного виновника.
Этот спрос заставляет чиновников Джорджии переосмыслить политику штата, предлагая стимулы для привлечения вычислительных предприятий, которые создают мало рабочих мест, но могут увеличить бюджеты сообществ за счет огромных налогов на недвижимость, которые они платят. Высшие лидеры Палаты представителей и Сената Джорджии, оба республиканцы, выступают за приостановку стимулирования центров обработки данных.
Тем временем регулирующие органы Джорджии изучают способы защиты налогоплательщиков, обеспечивая при этом достаточную мощность для удовлетворения потребностей самых ценных новых арендаторов штата: компаний, занимающихся экологически чистыми технологиями. Заводы, поставляющие рынки электромобилей и экологически чистой энергии, спешат обосноваться в Грузии, во многом благодаря обещаниям дешевой и надежной электроэнергии.
Когда индустрия центров обработки данных начала искать новые центры обработки данных, «Атланта» сказала: «Давай!», — сказал Пэт Линч, возглавляющий команду решений для центров обработки данных в гиганте недвижимости CBRE. «Теперь Georgia Power предупреждает об ограничениях. … Дефицит коммунальных услуг из-за спроса на центры обработки данных наблюдается практически на каждом рынке».
Похожая динамика наблюдается в совершенно другом регионе: на северо-западе Тихого океана. В Орегоне компания Portland General Electric недавно удвоила свой прогноз нового спроса на электроэнергию в течение следующих пяти лет, сославшись на центры обработки данных и «быстрый промышленный рост» в качестве движущих сил.
Этот дефицит электроэнергии нарушил планы Майкла Халабурды и Армана Халили, давних разработчиков центров обработки данных, чей последний проект включает преобразование законсервированного завода по производству плитки в районе Портленда. Всего пару месяцев назад у них сложилось впечатление, что у них не будет проблем с получением электричества, необходимого для работы этого места. Затем энергетическая компания предупредила их, что ей необходимо провести «исследование линии и нагрузки», чтобы оценить, сможет ли она обеспечить объект 60 мегаваттами электроэнергии – примерно столько, сколько необходимо для электроснабжения 45 000 домов.
Выход из сети
Портлендский проект, который разрабатывают Халабурда и Халили, теперь будет в значительной степени обеспечиваться автономными высокотехнологичными топливными элементами, которые преобразуют природный газ в электричество с низким уровнем выбросов. Технология будет дополнена любой энергией, которую можно получить из сети. Партнеры решили, что в своем следующем проекте в Южном Техасе они вообще не собираются рисковать с сетью. Вместо этого они будут бурить тысячи футов земли, чтобы получить геотермальную энергию.
Халабурда считает, что этот рост пойдет на пользу стране и экономике. «Но никто не учел, к чему это все идет», — сказал он. «В ближайшие пару лет, если не будет реального фокуса на расширении сети и повышении ее надежности, мы увидим, что возможности отойдут на второй план, потому что мы не сможем доставить электроэнергию туда, где она необходима».
Компании все чаще обращаются к таким автономным экспериментам, поскольку их разочарование по поводу затора в традиционных электросетях страны растет. Microsoft и Google входят в число компаний , которые надеются, что энергоемкие промышленные операции в конечном итоге смогут обеспечиваться за счет небольших атомных электростанций на местах, а Microsoft даже задействует искусственный интеллект, пытаясь упростить обременительный процесс получения разрешений на строительство электростанций. Microsoft также подписала соглашение о покупке электроэнергии у компании, пытающейся разработать термоядерную энергию с нулевым уровнем выбросов. Но выход из сети влечет за собой серьезные проблемы регулирования и приобретения земли. Например, предполагаемый тип атомных электростанций еще даже не введен в эксплуатацию в Соединенных Штатах. Термоядерной энергии пока не существует.
Крупные технологические компании также изучают способы, которыми ИИ может помочь повысить эффективность работы энергосистемы. И они разрабатывают платформы, которые во время пикового спроса на электроэнергию «могут переносить вычислительные задачи и связанное с ними энергопотребление во время и в места, где в сети доступна безуглеродная энергия», по словам Google. Но выполнение как их обязательств по нулевым выбросам, так и их амбиций в области инноваций в области искусственного интеллекта становится все более сложным, поскольку энергетические потребности их центров обработки данных растут.
«Эти проблемы не исчезнут», — сказал Майкл Ортис, генеральный директор Layer 9 Data Centers, американской компании, которая пытается избежать затора здесь, строя здания в Мексике. «Центры обработки данных должны стать более эффективными, и нам необходимо использовать более чистые источники эффективной энергии, такие как ядерная».
Представители Equinix, одной из крупнейших в мире компаний, занимающихся центрами обработки данных, заявили, что экспериментируют с топливными элементами в качестве резервного источника питания, но сохраняют надежду, что смогут сохранить электросеть в качестве основного источника электроэнергии для новых проектов.
Пробка уже вынуждает чиновников, контролирующих переход на чистую энергию в некоторых крупнейших аэропортах страны, смотреть за пределы энергосистемы. Количество энергии, которое им понадобится для зарядки одних лишь парков арендованных электромобилей и грузовиков для наземного обслуживания, огромно. Анализ показывает, что к 2030 году спрос на электроэнергию удвоится как в аэропортах Денвера, так и в Миннеаполисе. Согласно исследованию, проведенному по заказу гиганта по аренде автомобилей Enterprise, Xcel Energy и консалтинговой фирмы Jacobs, к 2040 году им потребуется более чем в три раза больше электроэнергии, чем сейчас.
«Коммунальные предприятия не смогут действовать достаточно быстро, чтобы обеспечить все эти мощности», — сказала Кристин Вейдиг, вице-президент по транспорту компании AlphaStruxure, которая разрабатывает и реализует проекты в области экологически чистой энергии. «Инфраструктуры здесь нет. Потребуются другие решения». По ее словам, аэропорты рассматривают возможность значительного расширения использования «микросетей» экологически чистой энергии, которые они могут построить на месте.
Администрация Байдена сделала устранение узких мест в энергосистеме своим приоритетом, но это политически чреватый процесс, а федеральные полномочия ограничены. Строительство необходимых линий электропередачи и передающих станций предполагает приобретение огромных земель, тщательную экологическую экспертизу и переговоры, чтобы определить, кто и какие расходы должен нести.
Этот процесс проходит через регулирующие органы штата, и между штатами идет борьба за то, кто застревает в законопроекте и где должны проходить линии электропередачи, которые обычно тонут и задерживают предлагаемые проекты. Количество новых линий электропередачи, установленных в Соединенных Штатах, резко сократилось с 2013 года, когда было добавлено 4000 миль. Теперь страна изо всех сил пытается проехать хотя бы 1000 новых миль в год. Замедление имеет реальные последствия не только для компаний, но и для климата. Группа ученых во главе с профессором Принстонского университета Джесси Дженкинсом предупредила в своем отчете, что к 2030 году Соединенные Штаты рискуют потерять 80 процентов потенциальных сокращений выбросов в результате подписанного президентом Байденом закона о климате, Закона о сокращении инфляции, если темпы строительства систем электропередачи не снизятся. сейчас резко не поднимается.
Хотя распространение центров обработки данных оказывает большее давление на штаты, заставляя их утверждать новые линии электропередачи, это также усложняет задачу. Чиновники в Мэриленде, например, протестуют против плана на 5,2 миллиарда долларов в инфраструктуре, которая будет передавать электроэнергию огромным центрам обработки данных в округе Лаудон, штат Вирджиния. Офис Народного совета Мэриленда, правительственное учреждение, которое защищает налогоплательщиков, назвал план сетевого оператора PJM «фундаментально несправедливо», утверждая, что это может привести к тому, что потребители коммунальных услуг штата Мэриленд будут платить за передачу электроэнергии в центры обработки данных, за которыми Вирджиния настойчиво ухаживала и которые использует для получения непредвиденных налоговых поступлений.
Напряженность по поводу того, кто получает электроэнергию из сети и как она к ним поступает, будет только усиливаться по мере того, как поставки будут сокращаться.
В Техасе резкое увеличение количества центров обработки данных для майнинга криптовалют вызывает споры о том, являются ли они дорогостоящими затратами для перегруженной сети. Анализ, проведенный консалтинговой фирмой Wood Mackenzie, показал, что энергия, необходимая для криптовалютных операций с целью подключения к сети, будет равна четверти электроэнергии, используемой в штате при пиковом спросе. В отличие от центров обработки данных, которыми управляют крупные технологические компании, такие как Google и Meta (признана террористической организацией в РФ), криптомайнеры обычно не строят проекты по возобновляемым источникам энергии с целью поставки в сеть достаточного количества энергии с нулевым уровнем выбросов для покрытия своих операций.
В результате, по словам Бена Герц-Шаргела, автора анализа Вуда Маккензи, утечка криптовалюты в энергосистему угрожает ограничить способность Техаса обеспечивать другие энергоемкие операции, которые могли бы стимулировать инновации и экономический рост, такие как фабрики, производящие экологически чистое водородное топливо с нулевым уровнем выбросов или промышленные зарядные станции, которые позволяют электрифицировать парки грузовых автомобилей и автобусов.
Но после десятилетий, когда электроэнергия была легкодоступна, регулирующие органы и руководители коммунальных предприятий по всей стране, как правило, не имеют полномочий определять приоритеты того, какие проекты будут подключены. Это в порядке очереди. И очередь становится длиннее. Чтобы ответить на этот призыв, некоторые штаты приняли законы, защищающие доступ криптомайнеров к огромному количеству энергии.
«Законодателям необходимо подумать об этом», — сказал Герц-Шаргель, говоря о распределении все более ограниченного количества электроэнергии. «Существует риск того, что стратегические отрасли, которые они хотят разместить в своих штатах, столкнутся с трудностями при создании в этих местах.
