В последние годы гиперскейлеры Юго-Восточной Азии столкнулись с многочисленными проблемами, от дефицита специалистов до высоких цен на недвижимость и др. Но, как сообщает The Register, сегодня это мелочи в сравнении с главным вызовом — проблемой получения достаточного количества электроэнергии, которой не хватает и в США с Европой, и спросом, диктующим место строительства.

По словам главы BDx Data Centers Майянка Шриваставы (Mayank Srivastava), в странах Азиатско-Тихоокеанского региона уже ожидается скорая нехватка энергомощностей. В своём докладе на мероприятии DataCloud APAC 2024 в Сингапуре он заявил, что для обеспечения энергетической безопасности стране требуется 12 % избыточных мощностей. По данным Международного энергетического агентства (IEA), в Индонезии, Малайзии и на Филиппинах, а также в Японии избыточные мощности оцениваются в 5–12 %, а в материковом Китае, Южной Корее, Сингапуре, на Тайване и в Гонконге эти показатели ещё хуже.

Источник изображения: aboodi vesakaran/unsplash.com

Шривастава назвал дефицит «пугающей ситуацией», отметив, что ввод в эксплуатацию новых ЦОД в Сингапуре может привести к нестабильности энергосети. Его позицию поддержал и представитель STT GDC, заявив, что ещё десять лет назад компания рассчитывала на трёхмегаваттные контракты, но теперь речь в норме идёт о 10–15 МВт и более. В целом же потребность в энергии создаёт ситуацию, в которой приходится соблюдать баланс ряда факторов — от наличия специалистов до наличия свободных площадей для строительства ЦОД вблизи источника энергии, играют роль и другие аспекты бизнеса.

Но в целом местоположение нового дата-центра определяет именно спрос в конкретном регионе — часто приходится не принимать в расчёт даже стоимость проекта и доступность энергии. Если источника энергии нет, приходится искать и необычные решения, вроде генерации на территории самого кампуса. Другими словами, индустрия ЦОД становится всё более рискованным бизнесом, поскольку приходится строить инфраструктуру даже в регионах с высокой вероятностью стихийных бедствий вроде землетрясений и тайфунов.

С учётом необходимости увеличивать ёмкость ЦОД, отраслевые эксперты свидетельствуют, что бизнесу придётся рисковать — если пять лет назад строительство плавучих ЦОД было практически немыслимым, то теперь таких проектов довольно много. Технологии меняются, так что теперь дата-центры появляются там, где представить их раньше было бы невозможно. При этом азиатский рынок ЦОД становится всё привлекательнее для инвесторов.

Согласно прогнозам правительства Японии, в стране придётся производить на 35 % или даже 50 % больше энергии к 2050 году. По данным Reuters, это связано с растущим спросом на электричество со стороны заводов по выпуску полупроводников и ростом числа дата-центров, занятых ИИ-вычислениями.

Если в текущем десятилетии ожидается энергогенерация на уровне 1 трлн кВт∙ч, то в 2050 году речь будет идти уже о 1,35-1,5 трлн кВт∙ч. Как сообщили в правительстве страны в понедельник, это будет необходимо для того, чтобы удовлетворить спрос, поскольку Япония строит всё больше дата-центров, заводов по выпуску чипов и прочих предприятий, потребляющих электроэнергию в больших объёмах.

Власти отмечают, что столь заметный рост спроса на энергию ожидается впервые за 20 лет, что потребует крупномасштабных вложений в создание генерирующих мощностей. Кроме того, предполагается, что если объёмы генерации возобновляемой энергии не увеличатся, о стабильных поставках энергии не может быть и речи, поскольку сейчас Япония сильно зависит от углеводородов с Ближнего Востока.

Источник изображения: Tianshu Liu/unsplash.com

Поэтому уже разрабатывается обновлённая стратегия декарбонизации и промышленной политики до 2040 года. В частности, в прошлом году принят закон об инвестициях в декарбонизацию более ¥150 трлн ($962 млн) в течение 10 лет в частном и государственном секторах. Для того, чтобы удовлетворить спрос в возобновляемой энергии, в Японии планируют применять современные перовскитные солнечные элементы, плавучие оффшорные ветроэлектростанции, возобновить работу АЭС и представить реакторы нового поколения.

В стране наблюдается дефицит собственных природных ресурсов — она практически полностью зависит от импорта энергоносителей. При этом уже к 2030 году планируется снизить углеродные выбросы на 46 % в сравнении с 2013 годом, а полной «углеродной нейтральности» достичь к 2050 году. Пока же Япония считается пятой страной мира по объёмам выбросов углекислого газа.

С учётом своих планов она пересмотрела решение о фактически полном отказе от АЭС — с учётом высоких цен на нефть и газ, было решено возобновить работу некоторых реакторов, включая крупнейшую в стране АЭС Kashiwasaki Kariwa на 8,2 ГВт. При этом Япония в формате G7 подписала запрет на использование угольных ТЭС до 2035 года, но, похоже, временно не станет его придерживаться наряду с Германией — из-за зависимости этих стран от стабильной угольной энергетики при отсутствии сопоставимых альтернатив.

Руководитель DigitalBridge Марк Ганзи (Marc Ganzi) выступил с чрезвычайно пессимистичным прогнозом. По данным Datacenter Dynamics, он уверен, что энергия для дата-центров закончится уже через два года — значительно раньше, чем прежде считали в самой компании.

Американская DigitalBridge владеет ЦОД и инвестирует в инфраструктуру по всему миру. На её долю приходится более 60 дата-центров и 20 интерконнект-хабов на 30 региональных рынках, а также модульная ЦОД-платформа для периферийных вычислений.

Выступление главы бизнеса состоялось в ходе отчёта о финансовых показателях I квартала 2024 года. По словам Ганзи, энергия будет исчерпана в ближайшие 18–24 месяца. Ранее он был более оптимистичен — на мероприятии Berlin Infrastructure Conference руководитель DigitalBridge заявлял, что электричество для ЦОД закончится только через пять лет.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

По его мнению, в американских сетях остался резерв менее 7 ГВт и менее 3 ГВт — в Европе. Проблема даже не только и не столько в производстве энергии, сколько в её передаче и распределении, поскольку допустимая ёмкость сетей электропередач ограничена. При этом бизнесмен подчеркнул, что разрешение на новую линию электропередач или подстанцию гораздо сложнее получить, чем, например, на вышку мобильной связи.

В DigitalBridge сообщают, что к концу 2023 года компания зарезервировала доступ к более 5 ГВт, а сейчас идёт строительство 2 ГВт ёмкостей. При расходах по $10 млн за МВт, компания ожидает, что капитальные издержки в грядущие годы составят $20 млрд. Также Ганзи добавил, что DigitalBridge намерена построить объекты ёмкостью 3 ГВт при сотрудничестве с Silver Lake для удовлетворения спроса на ИИ и облачную инфраструктуру.

Ранее Ганзи заявлял, что потенциал рынка ЦОД для генеративных облачных ИИ-решений, кабелей и другого оборудования имеет ёмкость в 38 ГВт и сотни миллионов долларов. Компания намерена обучать ИИ-модели с низкой задержкой с использованием ЦОД, расположенных недалеко от существующих «зелёных» энергомощностей, т.е. ветряных, солнечных, газовых и гидроэлектростанций.

Например, принадлежащий DigitalBridge оператор ЦОД — компания Switch использует преимущественно ветряную и солнечную энергию, активно применяются и гидроресурсы. Ганзи назвал искусственный интеллект частью решения проблемы энергетики, по его словам, ИИ будет внедряться для оптимизации дата-центров DigitalBridge.

Компания Stockholm Exergi объявила о подписании с Microsoft крупнейшей в мире сделки по прямому захвату углерода. Datacenter Dynamics сообщает, что соглашение предусматривает удаление 3,33 млн тонн углекислого газа в Швеции в рамках проекта Värtan BECCS в Стокгольме. Для сравнения — выбросы корпорации в 2022 году составили 13 млн тонн CO₂.

BECCS предусматривает захват и постоянное хранение CO₂, выделяющегося в ходе процессов преобразования биомассы в топливо или её сжигания для получения энергии. В данном случае под биомассой подразумеваются обыкновенные древесные пеллеты. Такой подход считается достаточно экологичным, поскольку деревья являются возобновляемым ресурсом и в процессе роста сами поглощают углекислый газ. Однако добиться полного захвата CO₂ при их сжигании не представляется возможным.

Источник изображения: Stockholm Exergi

Как заявляют в Stockholm Exergi, Värtan BECCS чрезвычайно важен — внедрение технологий на существующих электростанциях на биомассе является ключевым этапом на пути создания мощностей по удалению углерода по всему миру. Финансирование проекта предусматривается в том числе из Инновационного фонда Европейского союза, но для достижения приемлемых финансовых результатов потребуются дополнительные доходы от продажи модулей для удаления углерода.

Сделка сроком 10 лет вступит в силу в 2028 году, после чего каждый год Stockholm Exergi будет удалять из атмосферы до 800 тыс. тонн CO₂. Разрешение от природоохранных регуляторов было получено ещё в марте 2023 года, строительство мощностей для захвата углекислоты, сжижения полученного газа и его промежуточного хранения должно начаться в 2025 году. Впрочем, Stockholm Exergi заявила, что финальное решение об инвестициях планируется принять в IV квартале 2024 года.

Источник изображения: Stockholm Exergi

В проектах захвата углерода Microsoft часто является ключевым инвестором, поскольку компания намерена добиться не только «углеродной нейтральности», но и со временем компенсировать выбросы, которые приходятся на её деятельность за всю историю существования бизнеса. Компания уже заключила несколько сделок, связанных с использованием биоугля и, в частности, соглашение с Carbon Streaming о покупке кредитов с биоугольной площадки в Вирджинии.

Также IT-гигант участвует и в других «зелёных» проектах по захвату угля, включая сделку на 300 тыс. тонн с Heirloom и на 10 тыс. тонн с Climeworks, также занимающейся прямым захватом углерода. Кроме того, на неизвестных условиях заключена сделка об удалении углекислоты из атмосферы с Carbon Capture. Microsoft не одинока в своих начинаниях. В захват углерода уже инвестировали и компании вроде Meta✴ и Google.

Dominion Energy в прошлом году подключила к энергосети в Вирджинии — крупнейшем в мире рынке ЦОД — 15 дата-центров общей ёмкостью 933 МВт. По данным Datacenter Dynamics, в 2024 году электроснабжение получат ещё столько же ЦОД, суммарная ёмкость которых пока не подсчитана. А всего с 2019 года Dominion Energy подключила в Северной Вирджинии 94 дата-центра общей ёмкостью 4 ГВт. Для сравнения — ёмкость ЦОД Microsoft по всему миру только недавно превысила 5 ГВт.

В докладе Dominion Energy за 2023 год сообщается, что на дата-центры приходится 24 % продаж электричества дочерней Virginia Power, тогда как в 2022 году их доля была 21 %. При этом подчёркивается, что спрос отдельных ЦОД вырос с приблизительно с 30 МВт до 60–90 МВт, а запросы кампусов выросли с 300 МВт до «нескольких гигаватт». При этом на максимальное потребление они теперь выходят не за 4–5 лет, а всего за 2–3 года, причём в дальнейшем нагрузка только увеличится.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

American Electric Power (AEP) получила запросы на поставку до 15 ГВт, львиная доля которых приходится на ЦОД. Драйверами спроса служат гиперскейлеры вроде AWS и Google. Компания имеет мощности около 38 ГВт и готова инвестировать более $27 млрд в линии электропередач и системы распределения энергии в следующие пять лет. Она ожидает увеличение капитальных издержек в будущем, связанных с ростом потребления энергии ЦОД.

Public Service Enterprise Group (PSEG) ведёт переговоры о строительстве ЦОД ёмкостью 50–100 МВт рядом со своими АЭС. Наконец, отвечающая за электропередачу компания PJM заявила, что располагает достаточными ресурсами для того, чтобы удовлетворить спрос летом 2024 года. Однако она предупреждает о проблемах в будущем из-за того, что для замены 1 МВт энергии от обычных электростанций на ископаемом топливе, которые активно выводятся из эксплуатации, фактически требуется несколько МВт из возобновляемых источников из-за нестабильности последних.

Проблема энергоснабжения ЦОД в США вообще и Северной Вирджинии в частности носит системный характер. В апреле сообщалось, что «зелёные» энергопроекты не смогут «прокормить» ИИ на крупнейшем в мире рынке ЦОД, причём тревогу поставщики бьют уже не первый год. Если ситуацию не удастся оперативно исправить, то дефицит энергии может привести к сокращению ИИ-нагрузок или даже к постройке ТЭС непосредственно на территории кампусов, как это уже происходит в Европе.

Microsoft заключила с Brookfield крупнейшее среди корпораций рамочное соглашение в области «зелёной» энергетики. По данным Financial Times, IT-гигант согласился вложить $10 млрд в решения по генерации энергии из возобновляемых источников — проекты будут разрабатываться Brookfield Asset Management, а поставками займётся Brookfield Renewable Partners.

Соглашение предусматривает строительство в 2026–2030 гг. крупных ветряных и солнечных электростанций суммарной мощностью до 10,5 ГВт. В Brookfield сообщили, что сделка приблизительно в восемь раз масштабнее, чем предыдущее крупнейшее соглашение о покупках возобновляемой энергии — в своё время его заключили горноперерабатывающая Rio Tinto и австралийский оператор солнечных электростанций. А по количеству PPA лидирует, судя по всему, Amazon.

У Brookfield большие планы по расширению уже имеющихся 33 ГВт, а партнёрство с Microsoft будет значительно способствовать этому. Microsoft объявила, что намерена использовать своё влияние и средства для создания длительного положительного эффекта для всех потребителей электричества. По некоторым данным, в сделке участвует и испанская компания X-Elio, занимающаяся проектами, посвящёнными возобновляемой энергии.

Источник изображения: Etienne Girardet/unsplash.com

Ёмкость действующих ЦОД Microsoft превышает 5 ГВт, ещё 1 ГВт должен добавиться в следующие полгода, и ещё 1,5 ГВт — в I половине 2025 года. Компания является одним из крупнейших корпоративных покупателей возобновляемой энергии, а в описании одной из вакансий указывается, что уже заключены соответствующие контракты на более 20 ГВт. Кроме того, по слухам, компания рассчитывает в скором времени развернуть ИИ-инфраструктуру мощностью 5 ГВт совместно с OpenAI.

Демонстрационная платформа на водородных топливных элементах, запущенаная в Остине (Техас), запитает ЦОД суперкомпьютерного центра Texas Advanced Computing Center (TACC). Проект стал частью инициативы H2@Scale и будет моделью для будущих масштабных водородных проектов, объединяющих производство, распределение, хранение и использование данного вида топлива, передаёт Datacenter Dynamics.

Объект, расположенный в одном из кампусов Техасского университета, представляет собой плод сотрудничества GTI Energy, её «дочки» Frontier Energy, университетского Центра электромеханики, а также пары десятков акционеров, представляющих промышленные предприятия. Площадка будет генерировать водород, путём электролиза, используя энергию солнца и ветра, а также переработку метана с хранилищ отходов. Полученный водород будет применяться в топливных ячейках и для заправки парка электромобилей Toyota Mirai и БПЛА, тоже применяющих водородные топливные элементы.

Техасский университет не первое десятилетие работает над соответствующими технологиями и намерен поставлять для проекта квалифицированные кадры и инженерные данные. Помимо текущего проекта, исследовательская площадка пригодится и для развития других решений в «зелёной» водородной индустрии. А основанный в 2001 году центр TACC стал пристанищем для нескольких суперкомпьютеров, включая Frontera, JetStream2, Lonestar6, Maverick2 и Stampede3. Не так давно анонсировано строительство кластера Vista на ускорителях NVIDIA.

Источник изображения: Техасский университет

Инициативу H2@Scale в Техасском университете начали реализовать в 2020 году. В задачи входит продвижение пилотных проектов, связанных с «возобновляемым» водородом в качестве экологически чистого и экономически эффективного источника топлива. В числе промышленных партнёров университета есть Air Liquide, CenterPoint Energy, Chart Industries, Chevron, ConocoPhillips, Hitachi Energy, Low-Carbon Resources Initiative, McDermott, Mitsubishi Heavy Industries America, OneH2, ONE Gas, ONEOK, Shell, SoCalGas, Texas Commission on Environmental Quality, Toyota и WM.

Государственно-частные проекты в рамках инициативы H2@Scale поддерживает Министерство энергетики США. Техасский университет отмечает, что штат имеет оптимальные условия для реализации водородных проектов, уже имея значительную водородную инфраструктуру, включая около 1500 км подходящих трубопроводов. Но эксперименты H2@Scale ведутся и в других местах. Так, в январе Caterpillar Electric Power и Microsoft объявили об успешном эксперименте, в ходе которого для питания дата-центра применялись исключительно водородные топливные ячейки в течение 48 часов.

Terrestrial Energy, занимающаяся разработкой малых модульных реакторов (SMR), объединила усилия со Schneider Electric для совместного развития, популяризации и коммерциализации данного направления. Подписанный меморандум о взаимопонимании касается реактора на расплавленной соли (Integral Molten Salt Reactor, ISMR) мощностью 190 МВт.

В Terrestrial сообщили, что проект предусматривает быстрое возведение и масштабирование реакторов и снижение цен на электричество. Компания подчёркивает, что такое решение может обеспечить энергией крупные дата-центры и ряд промышленных предприятий — на фоне дефицита энергии для ЦОД может появиться относительно недорогая и экологически безопасная альтернатива магистральному электроснабжению. Компания намерена начать ввод в эксплуатацию IMSR в начале 2030-х годов.

В Schneider Electric предлагают использовать технологию т.н. «цифровых двойников» в течение всего жизненного цикла IMSR — это приведёт к сокращению времени вывода продукта на рынок, снижению стоимости и повышению эффективности операций. Компания называет себя лидером цифровой трансформации в области управления и автоматизации энергетики, а также поставщиком с возможностями, ключевыми для надёжной и эффективной работы ISMR-электростанций.

Источник изображения: Terrestrial Energy

Малая атомная энергетика чрезвычайно востребована и активно изучается операторами ЦОД. Equinix подписала соглашение со стартапом Oklo, а блокчейн-компания Standard Power пожелала приобрести 24 SMR у NuScale. Активнее всего ведёт себя Microsoft, которая уже формирует команду для работы над малыми атомными реакторами и даже заключила соглашение со стартапом Helion, хотя никто не знает, сможет ли тот вообще вовремя запустить термоядерный реактор.

Оператор Vantage Data Centers готовится потратить €1 млрд ($1,07 млрд) на новый кампус ЦОД недалеко от Дублина. По данным Datacenter Dynamics, объект DUB1 построят в хабе Profile Park в 15 км к югу от ирландской столицы. Кампус площадью 38 тыс. м² будет размещён на площадке около 9 га и на первых порах достигнет ёмкости 52 МВт. Первый объект ёмкостью 32 МВт введут в эксплуатацию к концу 2024 года, второй объект ёмкостью 20 МВт появится позднее.

В Vantage заявляют, что PUE кампуса будет на уровне 1.2, при этом он практически не станет потреблять воду для охлаждения. На территории DUB1 будут развёрнуты генерирующие мощности на 100 МВА, способные работать с разными видами топлива, в том числе в комбинированных вариантах. Речь в первую очередь о гидрированном растительном масле (HVO) и газе, поставляемом Gas Networks Ireland.

Пока в стране фактически действует мораторий на строительство новых ЦОД в Дублине и его ближайших окрестностях, энергетическая компания EirGrid утверждает, что не примет никаких заявок до 2028 года. Правительство подчеркнуло, что не намерено сокращать или ограничивать число ЦОД в стране, но существует проблема энергоснабжения, и ранее в этом месяце появилась информация об ограничении AWS в Ирландии вычислительных мощностей для клиентов.

Источник изображения: Gregory DALLEAU/unsplash.com

Vantage утверждает, что собственная электростанция позволит добиться оптимальной эффективности на фоне ограничений. При этом энергия будет передаваться в случае необходимости в национальную энергосеть — такая схема становится популярной во всём мире. Кроме того, компания намерена использовать растительное масло для своих резервных генераторов вместо дизельного топлива и намерена заключать соглашения о покупке «зелёной» энергии (PPA) у местных генерирующих компаний.

По словам Vantage, возведение кампуса окажет благоприятное воздействие и на местное сообщество, поскольку будет привлечено до 1100 рабочих на пике строительных работ, а позже компания создаст 165 рабочих мест для управления ЦОД — в компании обещают быть «хорошим соседом». Строительство ЦОД приветствовали лидеры местного бизнеса, заявив, что компания не только внесёт вклад в местную экономику в виде налогов и рабочих мест, но и обеспечит безопасность данных местным компаниям в ближайшие годы.

У Vantage уже имеются европейские кампусы — в Германии (Берлине и Франкфурте), Великобритании (Лондоне и Кардиффе), Италии (Милане), Польше (Варшава), Швейцарии (Цюрих), а также в Южной Африке (Йоханнесбурге). В прошлом году компания закрыла две инвестиционных сделки, предусматривающих вложение на континенте €2,5 млрд ($2,67 млрд) для дальнейшей экспансии.

Разрешение на строительство двух зданий, который будут в первую очередь построены на территории DUB1, было выдано ещё в 2021 году. Тем не менее, в прошлом году оператору отказали в разрешении на снос жилого здания для строительства третьего объекта — компания намерена опротестовать решение. Ранее ирландские власти разрешили Microsoft пристроить к её дублинским ЦОД 170-МВт газовую электростанцию.

Для питания своих дата-центров и колокейшн-мощностей Apple использовала в 2023 году 2,344 ТВт∙ч электроэнергии. Datacenter Dynamics сообщает, что компании принадлежит семь собственных ЦОД, а также неизвестное число колокейшн-площадок по всему миру, энергопотребление тех и других на 100 % компенсируется покупкой PPA-сертификатов.

В докладе Environmental Progress Report компания сообщила, что объект в Месе (штат Аризона) был крупнейшим потребителем, на него пришлось 488 ГВт∙ч, 82 % потреблённого электричества приходится на солнечную энергию, включая 4,76 МВт, которые получаются на территории самого кампуса. Ещё 18 % получают за счёт энергии ветра. ЦОД в Мейдене (Северная Каролина) использовал 453 ГВт·ч, 82 % приходится на солнечную энергию и 12 % — на ветряную.

В Рино (Невада) кампус потребил 440 ГВт∙ч, энергия обеспечена полностью за счёт солнца, в том числе 20 МВт от проекта Fort Churchill Solar Array, в котором используются искривлённые зеркала для концентрации света на фотоэлектрических ячейках. В Прайнвилле (Орегон) использовано 269 ГВт∙ч — 60 % получено за счёт ветряной энергии, 38 % — за счёт солнечной, а ещё 2 % — от малых ГЭС. Компания начала использовать микро-ГЭС в 2013 году, проект Earth By Design реализован рядом с ирригационным каналом. В компании утверждают, что теперь имеется уже два таких проекта.

Источник изображения: Apple

Два дата-центра в Китае использовали в общей сложности 171 ГВт∙ч, на солнечную и ветряную энергию приходится по 50 %. Правда, согласно местным законам, Apple не считается оператором этих ЦОД. На ЦОД в Виборге (Дания) пришлось 40 ГВт∙ч. Точных данных по распределению энергии не имеется, зато в Apple сообщили, что этот дата-центр не нуждается в резервных дизельных генераторах. В 2019 году компания отказалась от строительства второго ЦОД в стране, проект оценивался в $921 млн.

Что касается колокейшн-ёмкостей, то в США и за их пределами компания использовала 387 и 96 ГВт∙ч соответственно — на них приходится около 20,6 % IT-энергопотребления компании. Кстати, впервые в истории Apple использование электричества её колокейшн-объектами упало с 487,9 ГВт∙ч в 2022 году. В предыдущие пять лет до 2022 года оно росло в среднем на 14,49 % ежегодно.

В доклад не вошла отчётность об использовании Apple облаков. Компания давно пользуется услугами Google Cloud и, похоже, это крупнейший клиент платформы, а прошлом году на базе облака Google начата разработка ИИ-моделей. Самое приблизительное представление даёт статистика 2019 года. Тогда сообщалось, что более $30 млн/мес. тратится на облако AWS.