Джерело: Forbes

Сонячного квітневого дня на Піренейському півострові сталося масове відключення електроенергії. Мільйони людей залишилися без електроенергії, підприємства закрилися, мандрівники застрягли, а лінії зв'язку були обірвані. Діагностика все ще триває, але цей інцидент викликав розмову про те, якими джерелами енергії найкраще послуговуватися на тлі швидкого розвитку сфери штучного інтелекту та центрів обробки даних. 

Відновлювані джерела енергії є важливими, і їхня здатність підтримувати галузь розробки штучного інтелекту та центів обробки даних покращується завдяки досягненням у сфері зберігання енергії, мережевого інтелекту та інновацій з боку попиту. Однак у найближчому майбутньому ми мусимо досконало інтегрувати чисті джерела у поєднанні з природним газом, якщо хочемо забезпечити надійність постачання. 

«Завдяки значному зростанню використання відновлюваних джерел енергії та акумуляторних накопичувачів комунального масштабу в США, а також появі технологій покращення мереж, наша мережа вже краще оснащена для боротьби з цими стресовими факторами, ніж вона була якісь 5 років тому», — каже Джим Спенсер, головний виконавчий директор Exus Renewables North America, в електронному листуванні. «Відновлювані джерела енергії є важливими для живлення центрів обробки даних зі штучним інтелектом, щоб задовольнити швидкозростаючий попит, підтримувати низькі витрати та стимулювати наступну хвилю економічних інновацій». 

Політичні партизани звинувачують конкуруючі джерела енергії у попередніх перебоях з постачання електроенергії. Прихильники традиційних видів палива невпинно наголошують, що вітрова та сонячна енергія функціонують лише тоді, коли дозволяють погодні умови, що вимагає резервного живлення від батарей або природного газу, яке тягне за собою додаткові витрати. 

У цьому контексті має сенс зазначити, що відновлювані джерела енергії забезпечували 70% енергії на момент відключення електроенергії на Піренейському півострові. Однак це відключення не можна пояснити лише недоліками вітрової та сонячної енергії, причиною є радше нездатність мережі швидко реагувати на непередбачені проблеми. Два значні падіння електроенергії сталися на підстанціях на південному заході Іспанії, що спричинило раптове припинення електропостачання та вплинуло на напругу та частоту мережі — серцебиття мережі. 

За словами Спенсера, зелена енергія є найдешевшою та найшвидшою для інтеграції в мережу. Вона ефективно працює разом із додатковими системами підтримки, такими як акумулятори, реагування на попит та швидкe посилення використання природного газу. Дійсно, вартість акумуляторів знизилася більш ніж на 85% з 2010 року, що покращило їхню надійність. Станції відновлюваних джерел енергії можна розміщувати поруч із модульними центрами обробки даних. 

«Ми повинні розуміти комерційну готовність та вартість» в контексті того, коли центри обробки даних почнуть працювати в мережі», – додає Рон Шофф, директор з досліджень та розробок EPRI, під час віртуальної прес-конференції Енергетичної асоціації США, в якій я брав участь. «Наша велика проблема полягає в тому, що попит на центри обробки даних зросте в період відтепер до наступних двох-трьох років», зазначаючи, що система повинна бути здатною реагувати на швидкі зміни в попиті та пропозиції на електроенергію. 

Технічно досконалі вітрові турбіни та сонячні панелі 

Розглянемо компанію Wind Harvest, яка стверджує, що її турбіни є технологічно досконалими та розроблені для роботи в найсуворіших умовах. Оскільки її турбіни продовжують функціонувати, коли інші виходять з ладу, вони можуть генерувати електроенергію навіть під час штормів або перевантаження мережі, запобігаючи відключенням електроенергії та підтримуючи стабільність постачання. 

Компанія заявляє, що її вітрові електростанції унікальні тим, що вони вертикальні та розташовані ближче до землі, ніж звичайні високі горизонтальні турбіни. Оскільки вони обертаються навколо вертикального стовпа, вони можуть справлятися з вітром з будь-якого напрямку. Вони також можуть працювати в поривчастих та бурхливих умовах, часто поблизу землі, де інші турбіни мають труднощі. 

«Ніхто ще не створив турбіну, яка могла б справлятися з поривчастими, турбулентними умовами так близько до самої землі», — розповідає Кевін Вольф, генеральний директор Wind Harvest, під час прес-конференції. «У інших не було аеропружного моделювання. Наші турбіни потім можна інтегрувати в ці вітрові електростанції, що дозволить створити центр обробки даних зі штучним інтелектом у Каліфорнії або інших вітряних місцях. Ми можемо використовувати вітер, коли він дме, і також коли він спокійний. Це відкриває абсолютно новий ресурс». 

Наразі відновлювана енергія повинна працювати в команді з іншими видами палива, щоб задовольнити нагальні та високі потреби центрів обробки даних зі штучним інтелектом. Ці центри мають величезні потреби в енергії та не можуть дозволити собі відключитися від мережі, що вимагає високоякісних та доступних рішень для зберігання енергії в акумуляторах або резервних опцій, таких як електростанції на природному газі, які миттєво запускаються.   

Тим часом штучний інтелект розвивається, а різні технології з підтримки чистої енергії, включаючи тривале зберігання, водень та малі модульні ядерні реактори, ще не є достатньо масштабованими. Це змушує електростанції на природному газі та великі атомні електростанції працювати цілодобово для живлення центрів обробки даних зі штучним інтелектом. Адміністрація Трампа сприяє використанню вугілля для цієї мети, хоча воно не може конкурувати без суттєвих субсидій або регуляторних привілеїв. Вугілля також є негнучким та повільним у впровадженні, що робить його невідповідним джерелом для цих задач. 

Комунальний сектор прагне забезпечити надійне електропостачання за найнижчими можливими тарифами. Це зобов'язання суперечить якостям вугілля, яке не тільки брудніше, але й дорожче, ніж відновлювані джерела енергії чи природний газ. Більшість вугільних електростанцій у США пропрацювали десятиліття, і їх модернізація є занадто дорогою. Комунальні підприємства приймають довгострокові рішення на основі прогнозів витрат на 20–40 років, тоді як ринкові перспективи вугілля продовжують знижуватися. 

Споживання енергії зросте протягом наступних 5–10 років через прагнення до декарбонізації та електрифікації, а також зростання галузі штучного інтелекту та центрів обробки даних. Щоб вирішити цю проблему, нам потрібні сучасні мережеві технології, які можуть розширити можливості мережі обробляти зростаючий попит на електроенергію. Водночас ми повинні вивести з експлуатації застарілі вугільні, атомні та газові електростанції, які експлуатуються вже чотири десятиліття. Ласкаво просимо, відновлювані джерела енергії, які набирають обертів; сонячні батареї та акумуляторні накопичувачі енергії становили 81% доданих потужностей для виробництва електроенергії минулого року. 

Великі компанії зі штучним інтелектом, такі як Google, Microsoft та Meta, зобов'язалися повністю працювати на відновлюваних джерелах енергії. Ця ініціатива відповідає тиску інвесторів та регуляторних органів щодо скорочення викидів та покращення впливу на навколишнє середовище. Центри обробки даних зі штучним інтелектом можуть бути розташовані в регіонах, багатих на відновлювані джерела енергії, що зменшить навантаження на центральну мережу. 

Приблизно 260 000 мегават електроенергії готові приєднатися до мережі США — це більш ніж удвічі більше, ніж поточне виробництво електростанцій. А ось реальність: за даними Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі, 95% цієї енергії вироблятиметься за допомогою сонячної, вітрової енергії та акумуляторних накопичувачів. 

«Все зводиться до енергомережі», — каже Джейсон Хуанг, генеральний директор TS Conductor, під час віртуальної прес-конференції. «У нас недостатньо потужностей в енергомережі. Існує багато прогалин та слабких місць. Ми вже маємо вдосконалений кондуктор наступного покоління, готовий до розгортання у великих масштабах для вирішення цієї проблеми таким чином, щоб забезпечити стабільність постачання». 

На жаль, відключення електроенергії на Піренейському півострові не є аномалією, а радше наслідком неадекватності нормативних актів, мережевих технологій та екстремальних погодних явищ. Додавання попиту на електроенергію до цієї існуючої динаміки лише посилює виклики, вимагаючи більших досліджень та розробок у передових мережевих та енергетичних технологіях. Кінцева мета полягає в тому, щоб забезпечити постачання чистої енергії, яке може задовольнити потреби центрів обробки даних у режимі реального часу.