Енергийните нужди на изкуствения интелект променят глобалните енергийни мрежи

Възходът на изкуствения интелект (ИИ) на световната сцена доведе до огромно натоварване на световните електропреносни мрежи от страна на центровете за данни, които в миналото бяха незначителни потребители на електроенергия. Тъй като чатботовете се превръщат в постоянна част от работата и ежедневието, търсенето достига рекордни стойности, тъй като всяко търсене консумира електроенергия. Докато преди десетилетие центровете за данни в САЩ са консумирали 50 тераватчаса (TWh) електроенергия, днес този показател е нараснал до 140 TWh, което представлява 3,5 % от общото потребление на електроенергия в страната.

Като естествена последица от потреблението на енергия, технологичните компании все повече се вписват в ролята на големи промишлени потребители на енергия, като подписват договори за закупуване на енергия (PPA), за да осигурят сигурни и непрекъснати доставки на енергия за своите операции. Amazon например се превърна в най-големия корпоративен купувач на енергия от възобновяеми източници в света, подписвайки повече от 500 СИЕ в 27 държави - брой, равен на този на някои европейски държави. Това коментира в свой анализ изданието Rystad Energy.

За да подхранват бързо развиващия се сектор на центровете за данни в САЩ, технологични лидери като Amazon, Google и Microsoft активно се стремят към сигурно и устойчиво електрозахранване. Тъй като през 2024 г. САЩ ще разполагат с повече от 50 гигавата (GW) капацитет за центрове за данни, технологичните компании разглеждат абсолютно всички варианти и търсят всякакви възмжности за захранване с енергия - от фотоволтаични системи (PV) и съхранение на енергия в батерии до газ и ядрена енергия. Докато възобновяемите енергийни източници и батериите напредват, технологиите за малки модулни реактори (SMR), които биха могли да осигурят базово захранване и гъвкавост, все още трябва да докажат своята търговска жизнеспособност. И двете решения имат своите предимства, но едно е ясно: бумът на центровете за данни в САЩ наближава и те спешно се нуждаят от енергия с всички необходими средства.

Това се отнася и за други държави. Според проучванията на Rystad Energy глобалното потребление на електроенергия в центровете за данни се очаква да се увеличи повече от два пъти до 2030 г. До 2040 г. търсенето на електроенергия може да нарасне до 1 800 TWh - достатъчно за захранване на около 150 милиона американски домове за една година - тъй като големите технологични компании продължават да разширяват капацитета си за обработка на данни.

Макар че този ръст може да изглежда заплашителен, значителните енергийни нужди на центровете за данни - ако се управляват ефективно - могат да помогнат за стабилизирането на местните енергийни мрежи.

За да се оцени натоварването на електропреносните мрежи на детайлно ниво, е от решаващо значение да се разберат тънкостите на обучението на моделите с изкуствен интелект и техният характер на пакетна обработка. Тези модели събират и обработват данни рядко, което позволява на центровете за данни да управляват ефективно използването на енергия. Това става чрез ограничаване на мощността, което ограничава максималната мощност, която процесорите могат да консумират, и намалява потреблението на енергия, като същевременно незначително увеличава времето за изпълнение на задачите.

Същевременно обучението на модели с изкуствен интелект може да бъде спирано и възобновявано, за да се поддържа енергийно ефективно планиране, което може да бъде краткосрочно или дългосрочно. Краткосрочното планиране премества работните натоварвания във време, когато възобновяемите енергийни източници - като слънчевата енергия през деня - са в изобилие и цените на електроенергията са ниски. Дългосрочното планиране включва планиране за различните сезони, като през лятото, когато разходите за енергия са по-ниски, се изпълняват повече процеси, а през зимата, когато цените се повишават, тези процеси се намаляват. Стратегиите могат да се адаптират и в реално време, за да се оптимизира използването на енергия чрез преместване на работните натоварвания в часове извън пиковото натоварване, което помага за балансиране на енергийната мрежа.

С оглед на това големите технологични компании търсят в световен мащаб подходящи места за изграждане на енергоемки центрове за данни, а страни като Норвегия се очертават като идеални кандидати. В миналото Норвегия е предлагала ниски цени на електроенергията, както и голям дял чиста водна енергия и студен климат, който естествено охлажда топлината, генерирана от центровете за данни.

Способността на Норвегия да осигурява гъвкава енергия за европейската мрежа става все по-важна, особено когато преносната мрежа се бори да посрещне високото търсене в пиковите моменти. Много хора и политически групи са загрижени, че центровете за данни могат да повишат цените на електроенергията за домакинствата в тези периоди. Въпреки това, при подходящи разпоредби, центровете за данни биха могли да използват енергията гъвкаво, действайки като надеждни купувачи за производителите на електроенергия, когато има излишък от предлагане. Това еластично търсене би могло да спомогне за стабилизиране на общото потребление, за оптимизиране на използването на мрежата и за намаляване на нестабилността на цените.

Нарастващият интерес към Норвегия като център за данни обаче предизвика политически дебат, който подчертава необходимостта от обсъждане на това как да се продължи напред. Появилите се предложения включват система за лицензиране, която включва критерии за социална полза и използване на отпадна топлина, както и потенциални мерки за ограничаване на съхранението на данни.

В световен мащаб бумът на центровете за данни предизвика смесени реакции. Ирландия и Нидерландия ограничават новите проекти поради натоварване на мрежата и други опасения, докато други държави търсят решения за посрещане на нарастващото търсене на електроенергия. Сингапур например - признавайки икономическия потенциал на центровете за данни - отмени предишни ограничения и проучва промени в законодателството, за да се приспособи към бума на центровете за данни, в опит да гарантира, че градът-държава няма да изостане.

Готовността за проучване на неконвенционални варианти подчертава усилията, които държавите полагат, за да се възползват от пазара на центрове за данни, като същевременно се опитват да се справят с присъщите предизвикателства, особено по отношение на доставките на енергия и съответствието им с целите за декарбонизация.

Либерализацията на пазара добавя още една отметка за технологичните гиганти, тъй като настоящите регулаторни пречки биха могли да възпрепятстват бъдещите им амбиции. Тайланд е една от страните, които отговарят на изискванията. Макар че политиките й по отношение на мрежата и климата се различават от тези на Норвегия, страната от Югоизточна Азия активно настоява за дерегулация на енергийния сектор.

С отварянето на пазара си за конкуренция и отслабването на правителствения контрол Тайланд създава по-привлекателна среда за частни инвестиции. Този проактивен подход вече е предизвикал значителен интерес, включително 47 проекта за центрове за данни, които към декември 2024 г. са набрали над 5 млрд. долара инвестиции.

Тъй като центровете за данни се разрастват, управлението на тяхното търсене на електроенергия и разширяване изисква съвкупност от регулаторни стратегии и варианти за развитие. Макар че това балансиране е от съществено значение, разумната политика и инфраструктурните инвестиции могат да играят важна роля. Стратегически мерки, включително гъвкаво потребление на енергия, реагиране на търсенето в реално време и интегриране на възобновяеми енергийни източници, могат да помогнат за облекчаване на този натиск, коментират анализаторите на Rystad.