По мере того как технологические гиганты находят креативные способы производства электроэнергии, они разрабатывают множество новых проектов, связанных с использованием ископаемого топлива.
Сэмюэл Корум / Агентство Anadolu / Getty Images
Компания Boom Supersonic хочет построить первый в мире коммерческий сверхзвуковой авиалайнер. Основанная в 2014 году, компания поставила перед собой задачу значительно ускорить авиаперелеты — в два раза превысив скорость современных пассажирских самолетов, — а также снизить воздействие на окружающую среду. В течение многих лет Boom занималась разработкой высокоэффективных двигателей, необходимых для обеспечения сверхзвуковых полетов.
Хотя компания еще не представила свой революционный реактивный самолет, в прошлом году она определила новое и потенциально прибыльное применение своей новой технологии: производство электроэнергии для центров обработки данных, обеспечивающих бум искусственного интеллекта.
Многие из этих центров обработки данных нуждаются в гибком и круглосуточном энергоснабжении, которое присуще турбинам на природном газе с комбинированным циклом работы. Эти мощные машины используют газ для вращения турбин и выработки электроэнергии, а затем улавливают выделяющееся тепло и используют его для дальнейшего вращения турбин. Что касается производства электроэнергии на ископаемом топливе, то они являются одними из наиболее эффективных вариантов распределения базовой мощности. Но спрос на эти турбины растет, а предложение становится все более ограниченным, и разработчики обращаются к творческим альтернативам.
Результат всего этого творческого подхода очевиден: большая часть построенных центров обработки данных будет работать на природном газе, что повлечет за собой последствия для климата.
Grist благодарит своих спонсоров. Станьте единым целым.
Компания Boom Supersonic подписала соглашение на сумму 1,25 миллиарда долларов с разработчиком Crusoe, который строит комплекс центров обработки данных для стартапа OpenAI, занимающегося искусственным интеллектом. Компания turbine company согласилась предоставить Crusoe 29 газовых турбин с реактивными двигателями, которые разработчик мог бы разместить в центрах обработки данных по всей территории США.
Эта сделка является лишь одним из примеров того, как разработчики и технологические компании пытаются найти источники питания для центров обработки данных, растущих по всей стране. Центр обработки данных Meta в Эль-Пасо, штат Техас, будет работать на топливе от более чем 800 различных мобильных мини-турбин. Тем временем компания Caterpillar, производящая строительное оборудование, поставила газовые двигатели в центр обработки данных в Западной Вирджинии. А разработчик Crusoe использовал “аэродинамические” турбины, основанные на моделях самолетов, для своего огромного центра обработки данных Stargate в Абилине, штат Техас, где потребность в электроэнергии составляет колоссальные 1,2 гигаватта.
За последний год во всем мире резко возросли не только новые предлагаемые мощности по добыче природного газа в США. Компания Global Energy Monitor, занимающаяся энергетическим анализом, сообщает, что в настоящее время во всем мире разрабатываются проекты на общую мощность более 1000 гигаватт, работающие на газе, что примерно на 31 процент больше, чем только за последний год. Лидируют Соединенные Штаты, на долю которых приходится около четверти этого объема. Более трети новых мощностей в США будут задействованы в центрах обработки данных. В анализе также отмечается, что двум третям разработчиков газовых проектов в США еще предстоит определить, кто будет производить их турбины на природном газе.
Такое стремительное развитие производства электроэнергии на природном газе будет иметь серьезные последствия для климата. Первые сторонники бума центров обработки данных предполагали, что новые объекты искусственного интеллекта будут получать энергию из возобновляемых источников, таких как солнечные и ветряные электростанции. Хотя в некоторых случаях это и происходило, разработчики также быстро рассчитывают на годы дополнительного использования ископаемого топлива. Анализ, проведенный исследователями из Корнелльского университета, показал, что к 2030 году в атмосферу может быть добавлено до 44 миллионов метрических тонн углекислого газа, что эквивалентно ежегодным выбросам около 10 миллионов легковых автомобилей.
Grist благодарит своих спонсоров. Станьте одним из них.
“Это масштабное планируемое строительство”, — сказала Кара Фоглер, заместитель директора по исследованиям, стратегии и анализу некоммерческой организации Sierra Club, которая отслеживает расширение газовых установок коммунальными службами. “Существующий уголь, который не поставляется в автономном режиме, и планируемый газ, который пытается выйти в сеть, потенциально вытесняют экологически чистую энергию”.
Поскольку бум искусственного интеллекта в Кремниевой долине увеличивает спрос на все больше вычислительных мощностей, разработчики центров обработки данных изо всех сил стараются не отставать, в основном из-за того, что стало очень сложно обеспечивать электроэнергией огромные объемы, необходимые для работы этих объектов. Ажиотаж привел к длительному ожиданию подачи электроэнергии от традиционных коммунальных служб. В результате разработчики и технологические компании все чаще берут дело в свои руки, вырабатывая электроэнергию на месте. Согласно анализу Cleanview, компании, занимающейся обработкой данных, отслеживающей переход к энергетике, по меньшей мере 46 центров обработки данных общей мощностью 56 гигаватт, что эквивалентно примерно 27 плотинам Гувера, используют этот подход “за счетчиком”, как его называют в отрасли.
Исполнительный директор Bloom Energy, стартапа, создающего автономные топливные элементы для центров обработки данных, в недавнем разговоре с инвесторами заявил, что за последний год количество невыполненных заказов стартапа увеличилось более чем вдвое.
“Энергоснабжение на месте превратилось из крайней меры в жизненно важную бизнес-необходимость”, — сказал исполнительный директор компании К.Р. Шридхар. Он отметил, что в то время как ранее большая часть бизнеса компании осуществлялась в таких штатах, как Калифорния, с высокими ценами на электроэнергию, сейчас “штаты, где мы растем быстрее всего, имеют надежную инфраструктуру природного газа и благоприятную нормативно-правовую базу для выработки электроэнергии на месте”.
Губернатор Техаса Грег Эбботт и генеральный директор Alphabet Сундар Пичаи ведут дискуссию в дата-центре Google в Мидлотиане, штат Техас. Google планирует инвестировать 40 миллиардов долларов в новые центры обработки данных в Техасе до 2027 года.
Рон Дженкинс / Getty Images
Одним из таких штатов является Техас, который пока является эпицентром роста. Нетрадиционные газовые электростанции будут использоваться в кампусах, подобных кампусу Titus Low Carbon Ventures, которая строит полдюжины парков центров обработки данных по всему штату Лоун Стар. В сентябре компания подписала контракт с разработчиком электроэнергии Gruppo AB на поставку газовых генераторных установок Jennbacher, каждая из которых вырабатывает всего несколько мегаватт энергии. Компания подключит сотни этих компактных генераторов для обеспечения базовой мощности наряду с солнечной и ветровой.
“Мы могли бы выбрать газовые турбины”, — сказал Джефф Фергюсон, президент Titus, в интервью Grist. Вместо того, чтобы покупать традиционные газовые турбины, он решил приобрести “поршневые двигатели”, которые представляют собой небольшие газовые генераторы, работающие на газе, похожие на двигатели легковых автомобилей.
“Мы считаем, что поршневые двигатели — лучшее решение для центров обработки данных”, — сказал он, добавив, что ”разница заключается в способности управлять временными нагрузками” или быстрыми колебаниями энергопотребления, которые очень распространены на объектах.
Мало того, что маловероятно, что 200 генераторов когда—либо отключатся одновременно, двигатели также запускаются и останавливаются намного быстрее, чем турбины — они могут включиться примерно за минуту, в отличие от часа для традиционной электростанции. Фергюсон сравнил это с разницей между ускорением в Corvette и реактивном самолете.
Но эксперты говорят, что эти альтернативные источники газа еще хуже влияют на климат, чем традиционные электростанции, на которых используются более эффективные турбины комбинированного цикла, работающие как на газе, так и на паре. Самыми опасными являются вовсе не турбины, а двигатели внутреннего сгорания, подобные тем, что установлены в большинстве автомобилей.
“Двигатели внутреннего сгорания имеют лучшее время разгона/простоя, но менее эффективны по сравнению с газовой турбиной”, — говорит Дженни Мартос, исследователь, которая управляет системой отслеживания газовых установок для Global Energy Monitor. “Все газовые энергетические технологии приводят к выбросам вредных веществ, но, как правило, двигатели производят больше выбросов, чем другие”.
По последним оценкам Global Energy Monitor, в Техасе почти 58 гигаватт электроэнергии, вырабатываемой природным газом, находятся на различных стадиях планирования и строительства. Это больше, чем в следующих четырех штатах, вместе взятых, и больше, чем во всех странах Мира, за исключением Китая. Почти половина строящихся в Техасе электростанций будет обеспечивать электроэнергией исключительно центры обработки данных, без подключения к региональным энергосетям. Эти проекты охватывают весь штат, от кампуса OpenAI Stargate в центре Абилина до центра обработки данных Meta в Эль-Пасо, где компания заключила контракт с разработчиком микросетей из Хьюстона на установку 813 модульных генераторов.
Эти проекты также появляются в сельских районах страны, у которых мало других перспектив экономического развития. Разработчик под названием BorderPlex предлагает построить на юге Нью-Мексико центр обработки данных Project Jupiter стоимостью 165 миллиардов долларов, оснащенный двумя микросетями, работающими на газовых турбинах простого цикла, которые просто сжигают газ для выработки энергии, не улавливая и не утилизируя отработанное тепло. Мощность проекта в 2880 мегаватт — это больше, чем вся генерирующая мощность главной энергосистемы центрального Нью-Мексико.
“Я никогда раньше не видел ничего настолько крупного, в денежном выражении и масштабе”, — сказал Колин Кокс, юрист Центра биологического разнообразия, который выступает против проекта. “Называть это микросетью противоречит здравому смыслу”. Оставаясь за счетчиком, проект может избежать получения одобрения регулирующих органов, которые обеспечили бы соблюдение климатических законов штата, даже несмотря на то, что выбросы углекислого газа в результате проекта Jupiter сами по себе могут перевесить меры, принятые Нью—Мексико для снижения выбросов за последние несколько лет.
Разработчик проекта пообещал сельским жителям округа Донья-Ана рабочие места и налоговые поступления, но будущее туманно. Остается неясным, будет ли спрос на продукты с искусственным интеллектом соответствовать историческим капитальным затратам таких компаний, как OpenAI. Если бы пузырь лопнул, штат остался бы с газовой турбиной, которая не обслуживала бы ни одного пользователя, — активом, который государству был бы не нужен и который, согласно его климатическим законам, ему было бы запрещено использовать.
“Они просто окажутся в затруднительном положении”, — сказал Кокс. “Вы ничего не можете сделать с газовой турбиной, кроме как пропустить через нее газ, чтобы заставить ее вращаться”.