Мир охватывает настоящая “ЦОД-лихорадка”. На фоне повсеместного внедрения искусственного интеллекта растут нагрузки на дата-центры. В результате их энергопотребление стремительно увеличивается. Согласно данным Goldman Sachs, один запрос в ChatGPT требует почти в 10 раз больше электроэнергии, чем стандартный поиск в Google. Ожидается, что общемировой спрос на электричество со стороны ЦОД вырастет на 160% к 2030 году.
Готовясь к грядущему дефициту электроэнергии, технологические гиганты вроде Microsoft, Google и Amazon уже делают ставку на “мирный атом”. Традиционные АЭС и находящиеся в разработке малые модульные реакторы (ММР) рассматриваются как надежный и сравнительно доступный вариант при выборе генерирующих мощностей. Одновременно эксперты ищут способы повысить эффективность работы дата-центров, используя как программные, так и аппаратные решения. Этот дайджест повествует, как сектор ЦОД справляется с энергетическими вызовами будущего, внедряя инновации в области атомной энергетики и не только.
Молодая энергетическая компания Skip Technology привлекла $5 млн в форме сторонних инвестиций. Деньги помогут стартапу, занимающемуся разработкой и производством емких аккумуляторных батарей, начать развертывание прототипов для полевых испытаний.
Компания с головным офисом в Портленде, штат Орегон (США), создает долговечные батареи, которые вместо более распространенной ионов лития используют бромистый водород для хранения и выработки электроэнергии. Если сравнивать их с обычными литий-ионными батареями, устройства Skip Technology сохраняют заряд дольше, гораздо менее огнеопасны и не требуют экспорта редкоземельных элементов из Китая или России. По словам команды стартапа, компоненты для них можно сравнительно легко найти в странах Запада. Например, в США.
В стартапе обещают, что батареи Skip Technology смогут обеспечивать электроэнергией среднестатистический дата-центр или даже городской район в течение суток. Такую емкость сможет, в частности, предложить каскад из примерно 10 батарей размером с транспортный контейнер. Причем аккумуляторы будут продаваться по относительно низкой цене, если сравнивать с обычными литий-ионными ИБП для ЦОД.
Наибольшую активность среди инвесторов, поддержавших стартап, продемонстрировала компания Puyallup Tribal Enterprises. Последняя планирует возвести производственный объект к югу от Сиэтла для изготовления устройств Skip Technology. Стартап также недавно объявил о партнерстве с компанией Continuous Solutions из Портленда, которая будет поставлять электронику, необходимую для трансформации электричества постоянного тока, вырабатываемого аккумулятором, в переменный ток, сопоставимый по характеристикам с подаваемым из настенных розеток.
Стартап Skip Technology был запущен в 2018 году. В штате компании чуть более десятка сотрудников. Численность персонала может удвоиться к следующему лету. Разработка базовой версии батареи завершена. Теперь команда дорабатывает конструкцию, пытаясь улучшить производительность. Цель Skip Tech к концу десятилетия — выйти на крупномасштабное производство, выпуская тысячи достаточно мощных батарей, чтобы электрифицировать целые мегаполисы.
Компания Schneider Electric, известная многочисленными решениями для управления энергопотреблением и автоматизации силового оборудования ЦОД, представила новый низковольтный выключатель с гашением дуги в воздухе (воздушный автомат). Устройство называется MasterPacT MTZ Active. Оно создавалось для повышения безопасности силового оборудования в секторе здравоохранения, в дата-центрах и на производственных объектах.
Эта передовая технология не только сводит к минимуму риски простоев, обеспечивает непрерывность бизнеса и защищает критически важные системы от повреждений, но и минимизирует риски для персонала ЦОД, работающего с силовым оборудованием.
Автомат предлагает интуитивно понятный блок управления для быстрой настройки и адаптации системы к потребностям бизнеса. Устройство обеспечивает мониторинг энергопотребления в режиме реального времени и быстрое восстановление электропитания. Корпоративным клиентам предлагаются расширенные меры кибербезопасности, включая защиту паролем для предотвращения несанкционированного доступа. Устройство более чем на 30% состоит из переработанных материалов. Автомат позволяет компаниям восстанавливать системы вместо их замены, экономя ресурсы и снижая воздействие на окружающую среду.
До недавнего времени администрация острова Хоккайдо в Японии сталкивалась со сложностями при поиске способов хранения избытков электроэнергии с ветряных и солнечных электростанций, чтобы использовать накопленное электричество в периоды его нехватки. Например, ночью или при штиле. Решением стали новые проточные батареи, которые используют ванадий для длительного хранения электричества.
Эти батареи, развернутые компанией Sumitomo Electric, позволяют накапливать электроэнергию в больших объёмах, а их срок службы превышает срок эксплуатации литий-ионных аналогов. Среди потребителей местные ЦОД, подключенные к центральной электросети. Установка Sumitomo Electric на Хоккайдо может удовлетворять потребности в электроэнергии более 27 тыс. местных домохозяйств в течение четырёх часов.
Проточные батареи используют уникальные свойства ванадия – металла, который может менять электрический заряд. Каждая из них состоит из двух огромных резервуаров с растворами ванадия. При зарядке электроны перемещаются из одного резервуара в другой, создавая энергетический запас. Чтобы увеличить объём энергохранилища, достаточно просто расширить резервуары.
Эта особенность делает данную технологию более гибкой по сравнению с литий-ионными батареями, срок службы которых обычно составляет около 10 лет. Ванадиевые батареи могут служить 20 лет и более. Ванадий, извлекаемый из батарей после их вывода из эксплуатации, пригоден для повторного использования.
Однако технология не лишена недостатков. Среди минусов высокая стоимость и ограниченные поставки ванадия в Японию (основные производители — Китай и Россия). Препятствием также выступает недоверие японских банков к подобным технологиям, затрудняющее реализацию таких проектов с привлечением заемного финансирования. Эксперты прогнозируют, что в ближайшие годы миру потребуется в 35 раз больше подобных батарей, чтобы соответствовать росту в сфере альтернативной энергетики и достичь климатических целей.
Руководство японского поставщика силового оборудования Hitachi Energy предупредило о «перегруженности» заводов по производству трансформаторов и недостатке производственных мощностей. Компания больше не может удовлетворить спрос на силовое оборудование, необходимое для важнейших инфраструктурных проектов по всему миру, включая проекты по развертыванию ЦОД.
В компании утверждают, что Hitachi Energy и другим производителям трансформаторов будет сложно увеличить объемы производства в сжатые сроки, чтобы удовлетворить растущие потребности сектора ЦОД. Если ранее вендор выполнял заказ на поставки трансформаторов от шести до восьми месяцев. Теперь сроки исполнения заказа значительно выросли на фоне увеличения активности покупателей и проблем с цепочками поставок.
О резком росте спроса на мировом рынке трансформаторов сообщают и другие компании. По оценкам консалтинговой формы Rystad Energy, годовой оборот этого рынка вырастет с текущих $48 млрд до $67 млрд к 2030 году. Ранее аналитики из Wood Mackenzie предупредили, что среднее время поставки трансформатора достигло от 115 до 130 недель. По словам представителей Hitachi Energy, этот показатель продолжит увеличиваться. Клиентам, желающим купить трансформатор, скорее всего, придется ждать до четырех лет, если они еще не забронировали его.
Чтобы удовлетворить растущий спрос, Hitachi взяла на себя обязательство инвестировать $6 млрд в производственные мощности и нанять 15 тыс. человек для расширения заводов в течение следующих трех лет. Реализации планов мешают узкие места в цепочках поставок.
Консорциум, включающий Google и Microsoft, запустил проект по поиску экологичных альтернатив вспомогательным дизельным электрогенераторам в ЦОД, использующим “грязное” ископаемое топливо и генерирующих значительное шумовое загрязнение. Предложения принимаются от любых заинтересованных компаний, включая тех, чьи технологии находятся на ранней стадии коммерциализации.
За проектом стоит консорциум Net Zero Innovation Hub for Data Centers (NZIH), в состав которого также входят Danfoss, Data4, Schneider Electric и Vertiv. Партнеры обязуются оказывать содействие
внедрению передовых технологий. Снижения рисков для коммерческих проектов на ранних стадиях будет достигаться за счет финансовой поддержки. Планируется привлечение государственных и частных инвестиций.
Несколько операторов ЦОД уже начали изучение более устойчивых способов организации резервного электропитания. Большинство сделок в этой сфере, заключенных ранее, касалось дизельного топлива из возобновляемых источников. Например, осенью 2024 года компания Nestle Oy подписала соглашение с европейским оператором ЦОД Verne о поставках возобновляемого дизельного топлива во все финские дата-центры последней. Операторы центров обработки данных также рассматривают возможность использования топливных элементов для резервного электропитания вместо ДГУ.
Ряд стартапов разрабатывают малые модульные реакторы (ММР) с выходной мощностью в диапазоне от 20 до 500 МВт. Компания NANO Nuclear Energy Inc. решила занять пустующую нишу микрореакторов. Стартап разработал и продвигает две конструкции реакторов ZEUS и ODIN, которые выдают до 5 МВт. Устройства интегрированы с полноценным электрическим генератором, размещенным в транспортном ISO-контейнере. Это актуальные решения для малых ЦОД, размещаемых на периферии.
В ноябре 2024 года стартап объявил о начале партнерства с компанией LIS Technologies Inc (LIST), занимающейся обогащением ядерного топлива. В частности, ее инженеры работают над технологией лазерного обогащения урана. NANO Nuclear Energy Inc. инвестировала $2 млн в бизнес нового партнера.
Стартап также сообщил об успешном привлечении в собственный бизнес $60 млн через частное размещение акций. В результате денежные резервы компании превысили $120 млн. Ожидается, что дополнительное финансирование поможет ускорить разработку портативных микрореакторов.
Компания Oklo, занимающаяся малыми модульными реакторами и переработкой ядерного топлива, заключила партнерские соглашения с двумя неназванными поставщиками услуг ЦОД. Соглашения предполагают поставки электроэнергии с ММР в размере 750 МВт.
В результате общий подтверждённый спрос на генерирующие мощности Oklo достиг 1,35 ГВт. Ранее стартап заключил аналогичные соглашения с колокейшн-провайдером Equinix и компанией Prometheus на поставки 500 МВт и 100 МВт ядерной энергии, соответственно.
Oklo предлагает реакторы мощностью от 15 МВт до 50 МВт, которые могут быть развернуты поэтапно. Компания утверждает, что такой подход направлен на минимизацию проектных рисков и сокращение расходов на финансирование. Ранее стартап заручился поддержкой генерального директора OpenAI Сэма Олтмана, который занимает пост председателя совета директоров компании с октября 2015 года.
Итальянская энергетическая компания Enel завершает формирование нового бизнеса по разработке и производству малых модульных реакторов с целью удовлетворения спроса со стороны серверных ферм и других потребителей. Партнерами выступают Ansaldo и Leonardo. Enel будет владеть контрольным пакетом акций новой фирмы. На первоначальном этапе ее деятельность будет сосредоточена на изучении новых реакторов.
В Enel сообщили, что новый бизнес вызвал значительный интерес со стороны операторов центров обработки данных. Получено около полусотни писем с предложениями о строительстве ММР. Главным препятствием для Enel является законодательная неопределенность. В компании подчеркнули намерение перенести бизнес за границу, чтобы завершить организационный процесс, если необходимых одобрений для работы на итальянском рынке получить не удастся.
Enel — второй крупный производитель электроэнергии на европейском рынке, который в последние месяцы объявил о намерении строить атомные реакторы для дата-центров. Ранее французская компания EDF сообщила о переговорах с тремя поставщиками услуг ЦОД по поводу поставок электроэнергии с АЭС. Мощностью нагрузки, которая будет размещена во Франции, составит 1 ГВт.
Вендор Duos Energy, являющийся “дочкой” группы компаний Duos Technologies Group, подписал двухлетнее соглашение об управлении активами с Fortress Investment Group. Последняя поможет вендору с развертыванием и эксплуатацией парка мобильных газотурбинных генераторов и вспомогательного оборудования общей мощностью 850 МВт. Стоимость контракта оценивается в $42 млн.
Согласно условиям соглашения, Duos Energy будет контролировать развертывание генерирующих мощностей. Среди потенциальных клиентов компании присутствует большое число строителей дата-центров. Преимущественно в США. Копания Duos Energy была сформирована в августе 2024 года в ответ на растущий спрос на электроэнергию со стороны сектора ЦОД.
Южнокорейская государственная коммунальная компания Korea Southeast Power и строительное подразделение Samsung, известное как Samsung C&T, подписали меморандум о взаимопонимании с правительством региона Чхуннам с целью строительства электростанции на водородных топливных элементах, связанной с центром обработки данных.
В ЦОД будет использоваться водородная электрогенерирующая установка мощностью 900 МВт и массив аккумуляторных батарей мощностью 300 МВт. Проект предполагает создание первой в Южной Корее мощной электростанции на водородных топливных элементах. Стоимость проекта оценивается в $1,7 млрд. Только в дата-центр будет инвестировано $860 млн. Ожидается, что этап коммерческой эксплуатации будет достигнут к 2032 году.
Проект предполагает производство “зеленого” водорода с использованием возобновляемых источников энергии. Энергоноситель будет использоваться для хранения излишков электричества, вырабатываемого местными солнечными электростанциями. Для этой же цели нужны три блока аккумуляторов мощностью 100 МВт каждый. Помимо ЦОД, водород и электричество будут использовать другие местные потребители, включая промышленные объекты.
Водород набирает популярность в секторе ЦОД как потенциальный источник электроэнергии. В октябре 2024 года компания Keppel Data Centers заключила предварительное соглашение на поставку и покупку жидкого водорода у Woodside. Соглашение направлено на закрытие потребностей дата-центров Keppel в Сингапуре. Ранее Mobii Green Energy Group объявила о планах по созданию в Новой Зеландии ЦОД, работающего на водороде.
