Международное энергетическое агентство (МЭА) предупредило, что глобальный спрос на электроэнергию стремительно растет. В МЭА ожидают быстрое повышение потребления электроэнергии дата-центрами из-за бума в сфере искусственного интеллекта (ИИ) и массовой цифровизации.
Процесс ускоряют крупные инвестиции в вычислительную инфраструктуру со стороны как технологических корпораций, так и стартапов в сфере ИИ. При реализации базового сценария на дата-центры будет приходиться чуть менее 10% общемирового прироста спроса на электроэнергию в период до 2030 года. Это примерно соответствует вкладу в общий рост энергопотребления установок по опреснению воды и на 2/3 ниже вклада электротранспорта.
В отдельных регионах динамика будет более существенной. Например, аналитики консалтинговой компании McKinsey прогнозируют, что годовое потребление электроэнергии европейскими дата-центрами достигнет 150 тераватт*часов (ТВт*ч) к 2030 году, увеличившись почти трехкратно по сравнению с текущим уровнем (62 ТВт*ч). По оценкам McKinsey, европейским энергетическим предприятиям потребуется добавить около 25 гигаватт генерирующих мощностей для удовлетворения спроса со стороны сектора ЦОД.
На фоне увеличения доли сектора ЦОД в общемировом спросе на электричество растет озабоченность влиянием дата-центров на локальную генерирующую и электрораспределительную инфраструктуру в отдельных странах. Ряд государств уже ввели ограничения на развертывание новых вычислительных мощностей (Сингапур, Ирландия, Нидерланды). Другие объявили о планах по реализации таких мер.
Один из способов обойти ограничения – повышение энергоэффективности силового оборудования в ЦОД. Альтернатива – создание выделенных генерирующих мощностей для удовлетворения потребностей дата-центров. Третий способ – размещение дата-центров рядом с местами, где производится экологически чистая электроэнергия. Всем трем стратегиям посвящен этот дайджест.
Компания Deep Atomic, базирующаяся в Цюрихе (Швейцария), представила малый модульный реактор (ММР) MK60 для дата-центров. Инженеры компании заявляют, что новый реактор позволит существенно сократить “углеродный след” вычислительной инфраструктуры, а также развертывать ЦОД там, где доступ к центральной электросети ограничен или ненадежен. Эта особенность, в частности, позволяет строить новые или расширять существующие ЦОД в регионах с высоким спросом на электричество, не перегружая местные электросети.
Компания обещает уменьшение капиталовложений и более быстрое развертывание генерирующих мощностей относительно обычных атомных электростанций. Модульная конструкция устройства позволит операторам ЦОД эффективно масштабировать инфраструктуру по мере роста спроса на вычислительные мощности. В частности, обещана масштабируемость генерирующих мощностей до более чем 1 ГВт.
В отличие от многих конкурентов, которые выбрали более крупные и мощные реакторы, включая Kairos и Rolls Royce SMR, швейцарцы из Deep Atomic выбрали другой подход. MK60 — гораздо более компактное решение. Отмечается, что этот ММР «достаточно большой, чтобы обслуживать значительную вычислительную инфраструктуру, но достаточно маленький, чтобы обеспечить модульное развертывание и масштабирование».
MK60 обеспечивает 60 мегаватт (МВт) экологически чистой электроэнергии. Устройство дополнительно предлагает 60 МВт холодопроизводительности при работе в тандеме с ЦОД.
Благодаря интеграции механизма генерации электроэнергии и системы охлаждения в единый модуль конструкция ММР от Deep Atomic позволяет операторам ЦОД сократить эксплуатационные расходы и негативное воздействие инфраструктуры на окружающую среду.
Полномасштабные малые модульные реакторы, которые предлагают 50-300 мегаватт (МВт) локальных генерирующих мощностей, — не единственная опция, доступная операторам ЦОД. В компании Westinghouse предлагают им рассмотреть потенциал микрореакторов. Специально для сектора ЦОД вендор разрабатывает соответствующее решение под названием eVinci. Устройство приблизилось к коммерциализации.
В сентябре 2024 года его разработчики передали предварительный отчет по безопасности микрореактора Министерству энергетики США. Компания Westinghouse стала первым разработчиком реактора такого класса, достигшим этого рубежа.
Микрореактор eVinci от Westinghouse был одним из трех проектов, которые получили финансовую поддержку со стороны правительства США в форме федерального гранта в размере $3,9 млн в октябре 2023 года. Westinghouse, а также Radiant и Ultra Safe Nuclear Corporation получили финансирование для приведения оборудования в соответствие требованиям американского Минэнерго. Цель – уменьшить воздействие на окружающую среду, расходы и общий риск.
Микрореакторы намного меньше обычных атомных электростанций и вырабатывают от 200 киловатт до 5 мегаватт электроэнергии или тепла. Это относительно низкая мощность, но ее может быть достаточно для небольшого ЦОД. Микрореакторы также могут заменять резервные дизельные генераторы, заряжать системы хранения электричества на базе аккумуляторных батарей и дополнять поставки электричества либо из расположенных рядом возобновляемых источников энергии, либо из центральной сети.
Микрореактор eVinci мощностью 5 МВт рассчитан на работу не менее 8 лет на полной мощности, прежде чем потребуется дозаправка ядерным топливом. Большинство современных атомных реакторных электростанций дозаправляются топливом ежегодно. После израсходования топлива реактор eVinci можно заменить новым блоком или дозаправить на месте и повторно развернуть без прерывания подачи электроэнергии.
Основой eVinci выступает твердотельный реактор с охлаждением посредством тепловых трубок, которые перемещают тепло из активной зоны в систему генерации электроэнергии. При проектировании устройства использованы передовые ядерные технологии, что позволяет создать миниатюрный и транспортабельный источник энергии.
Надежность конструкции обеспечивается минимальным количеством подвижных частей, что снижает вероятность отказа. Конструкция полностью модульная, что позволяет перевозить устройство по частям на грузовиках или в транспортных контейнерах. Силовой блок может быть собран из отдельных компонентов на месте долгосрочной эксплуатации.
Микрореактор можно будет разместить на площади менее 0,8 гектара. Его безопасность обеспечивается законами физики. Если что-то выходит из строя, реактор отключается, и тепло может быть безопасно рассеяно без вмешательства человека. Поскольку большая часть рисков при эксплуатации АЭС связана с человеческими ошибками, эта особенность eVinci обеспечивает снижение потенциально нежелательных последствий эксплуатации генерирующих мощностей.
Компания Westinghouse также реализует проект по разработке маломощного реактора AstroVinci Microreactor со сроком службы 10 лет для спутников и лунных исследовательских экспедиций.
Американские власти решили сделать ставку на традиционные атомные электростанции. Согласно прогнозу Министерства энергетики США, для удовлетворения растущих потребностей сектора ЦОД в электричестве Штатам необходимо в 3 раза больше генерирующих мощностей на базе “мирного атома”, чем сейчас. Цель должна быть достигнута к 2050 году. В результате показатель вырастет с текущих 100 ГВт до 300 ГВт.
В отчете ведомства подчеркивается значительный рост спроса на электроэнергию за последний год после десятилетий стагнации. Этот всплеск, обусловленный в первую очередь центрами обработки данных, усилил интерес к ядерной энергетике из-за ее способности обеспечивать круглосуточное электроснабжение с помощью компактных силовых установок с низким “углеродным следом”.
Ранее в Минэнерго США заявляли о возможности преобразования в новые АЭС 190 угольных электростанций и выведенных ранее из эксплуатации ядерных объектов. Это потенциально может обеспечить до 269 ГВт генерирующих мощностей.
Корпорация Amazon заключила партнерское соглашение с консорциумом Energy Northwest для строительства 4 современных ММР в Вашингтоне (США). Ожидается, что этот проект приведет к созданию генерирующих мощностей в 320 МВт на первом этапе. Заявляется о потенциале масштабирования до 960 МВт. Реакторы будут введены в эксплуатацию в начале “тридцатых”. Они помогут удовлетворить растущие потребности в электроэнергии со стороны ЦОД на северо-западе тихоокеанского побережья США.
Unbound Potential — швейцарская компания, которая разрабатывает новую технологию безмембранной окислительно-восстановительной (редокс) батареи. Отсутствие мембраны значительно снижает общие затраты за счет упрощенного техобслуживания. Исследователи продемонстрировали, что технология эффективна в лабораторных условиях. В компании заявляют, что новое аккумуляторное решение прослужит как минимум в 2 раза дольше литиевого аккумулятора и выдержит более 10 000 циклов зарядки-разрядки.
Компания Google подписала соглашение о закупке электроэнергии, генерируемой малыми модульными реакторами фирмы Kairos Power. Последняя рассчитывает развернуть первый ММР к 2030 году. Соглашение, заключенное с Google, охватывает генерирующие мощности в размере 500 МВт, которые будут развернуты в США в форме шести-семи реакторов. Более подробная информация о сделке, включая цену, не разглашается.
Многие стартапы, занимающиеся ММР, пытаются строить атомные электростанции быстрее и дешевле, используя методы массового производства для снижения затрат и ускорения строительства. Kairos пытается продвинуть технологию на шаг дальше, охлаждая реактор не водой, а расплавленными солями фторида лития и фторида бериллия. Реактор Kairos использует топливо TRISO с керамическим покрытием и работает при давлении, близком к атмосферному, передавая тепло от соли для выработки пара и вращения турбины, генерирующей электричество.
В июле 2024 года инженеры компании начали строительство демонстрационного реактора Hermes мощностью 35 мегаватт в американском штате Теннесси. Планируется ввести тестовый ММР в эксплуатацию к 2027 году. В сентябре представители компании объявили о строительстве завода по производству топлива и двух лабораторий в Альбукерке, штат Нью-Мексико (США).
Комментируя эту сделку, независимые рыночные аналитики отметили, что, несмотря на всеобщий энтузиазм среди операторов ЦОД, технология ММР остается непроверенной. Более того, продвигающие ее компании сталкиваются со значительными нормативными препятствиями.
Вендор Energon расширил ассортимент силового оборудования для ЦОД, представив новые блоки распределения электропитания Smartwatt PDU P-Series. Устройства поддерживают функцию мониторинга и управления подключенной IT-нагрузкой. В линейку входит 21 модель. Поддерживается несколько протоколов передачи данных, включая HTTPS, SNMP V1/V2/V2 (Trap).
Предусмотрена защита от случайного выдергивания вилок за счет комбинированных розеток С39+С13 с автоматической блокировкой. Контроллер съемный. Поддерживается “горячая замена”. Масштабируемая архитектура допускает каскадное подключение до 32 устройств. При таком подключении потребуется только один IP-адрес для управления массивом устройств. Управление реализовано через веб-интерфейс (Web UI), командную строку (CLI) и SNMP-протокол.
Компания Baudouin объявила о планах по запуску линейки дизельных генераторных установок, специально разработанных для удовлетворения потребностей сектора ЦОД. Презентация состоялась на выставке Data Centre World Asia 2024. Новые модели будут работать на платформах M33 и M55, которые разработаны для обеспечения высокой производительности, адаптивности и простоты использования. Выходная мощность генераторных установок составит от 2000 до 5250 кВА.
Каждый ДГУ будет оснащен интеллектуальными системами управления, которые позволяют осуществлять удаленный мониторинг, диагностику и регистрацию данных в режиме реального времени. Заявлено соответствие моделей спецификациям Uptime Institute (Tier 3 и Tier 4) и стандарту TIA-942B. Генераторы могут работать на гидроочищенном растительном масле (HVO EN15940). Обещана комплексная поддержка на протяжении всего жизненного цикла через глобальную партнерскую сеть компании.
Компания Infineon Technologies AG объявила о поступлении в продажу двухфазных силовых модулей TDM2354xD и TDM2354xT для дата-центров. Модули предлагают лучшую в отрасли плотность тока 1,6 А/мм2. Новые устройства пополнили ассортимент продуктов для ЦОД вендора, который ранее в 2024 году представил двухфазные силовые модули TDM2254xD.
Новинки поддерживают технологию OptiMOS 6 Trench от Infineon Technologies AG, которая обеспечивает повышенную плотность мощности, эффективность и надежность. В сочетании с контроллерами XDP от Infineon устройства обеспечивают чрезвычайно быстрый отклик.
Компания CHINT выпустила силовой модуль для центров обработки данных NIPower DC7000 Fusion Power Module. Предусмотрена возможность размещения внутри монтажной стойки. Плотность мощности составляет 100 кВт/3U.
Продукт обеспечивает высокую производительность и доступность благодаря модульной конструкции. Обещаны КПД до 97% и сокращении времени развертывания на 75% относительно конкурирующих решений.
Функция “горячей замены” упрощает техобслуживание и минимизирует вероятность даунтайма инфраструктуры ЦОД. Продукт уже доступен клиентам на территории Сингапура, Индонезии, Малайзии, Таиланда, Филиппин. Вскоре вендор начнет продажи в других странах Азиатско-Тихоокеанского региона.
Вендор Flex объявил о приобретении компании Crown Technical Systems для укрепления позиций на рынках модульных ЦОД и систем распределения электроэнергии для дата-центров. Цена сделки – $325 млн. В Flex ожидают, что сделка положительно отразится на выручке вендора уже в течение первого года после ее закрытия.
Компания Crown Technical Systems имеет почти 30-летний опыт решения актуальных задач в сфере распределения электроэнергии и управления электроснабжением в ЦОД. Она располагает широкими возможностями в части производства корпусов, модульных решений, электрораспределительных устройств, контрольно-измерительного оборудования и релейных панелей. В число ее крупных клиентов входят операторы ЦОД в США (Калифорния и Техас) и Канаде.
