В Microsoft уверены, что искусственный интеллект способен помочь ускорить разработку экономически эффективных коммерческих термоядерных реакторов, которые смогут обеспечить энергией сами ИИ ЦОД, сообщает The Register. Пока что ни одного такого реактора не существует.

По словам Microsoft Research, стремление использовать ядерный синтез как источник безграничной и чистой энергии «уже давно является одной из самых амбициозных научных целей человечества». Исследователи подчёркивают, что до появления масштабируемой термоядерной энергетики ещё много лет, но уже сейчас изучается вопрос, как ИИ мог бы помочь ускорить разработки. На первом саммите Microsoft Research Fusion Summit, посвящённом термоядерному синтезу, представитель Microsoft Research Accelerator подчеркнул перспективность использования ИИ для дальнейших исследований в области обеспечения экоустойчивости.

В настоящее время ИИ-технологии экоустойчивыми не считаются. ООН в прошлому году отмечала, что ИИ ЦОД генерируют электронные отходы, потребляют много воды, критически важных минералов и редкоземельных элементов, при добыче которых также нередко применяют не особенно экобезопасные технологии. И, главное, такие ЦОД используют огромное количество электроэнергии, стимулируя выбросы парниковых газов. Microsoft пытается компенсировать воздействие ЦОД на окружающую среду углеродными кредитами, покупкой «чистой» энергии, оптимизацией оборудования и ПО. Ускоренное развитие технологий ядерного синтеза могло бы компенсировать воздействие бизнеса компании на экологию.

Источник изображения: Mauro Romero/unsplash.com

По словам представителя Принстонской лаборатории физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) Стивена Коули (Steven Cowley), выступившего на Fusion Summit с основным докладом, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, является ли ИИ ключевым звеном для поиска оптимальных решений в термоядерной энергетике.

Впрочем, придётся запастись терпением — считается, что до запуска экспериментальных термоядерных установок в эксплуатацию пройдёт не менее десятилетия. Как считают в Национальных академиях наук, инженерии и медицины США (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, NASEM), частные и государственные инвестиции позволят создать пилотную термоядерную электростанцию 2035–2040 гг. Это приблизительно совпадает с планируемой датой начала работы международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Microsoft надеется, что её наработки в области ИИ для материаловедения, для решения дифференциальных уравнений и для других исследовательских задач помогут найти способ экономически эффективного термоядерного синтеза. Лаборатория Коули уже заключила меморандум о взаимопонимании с Microsoft. Учёные уверены, что ИИ поможет сократить время разработок необходимого профиля. Во всяком случае ИИ является хорошей альтернативой десятилетиям разработки методом проб и ошибок.

Microsoft не одинока в своих стремлениях. Например, разработчик атомных технологий Type One Energy и государственная компания Tennessee Valley Authority (TVA) заключили соглашение о совместной разработке планов строительства термоядерной электростанции. OpenAI намерена закупать термоядерную энергию у компании Helion в «огромных объёмах». Последняя в конце января привлекла $425 млн.

Google заключила стратегическое соглашение с передовым разработчиком решений в области ядерной энергетики — компанией Elementl Power. Предполагается совместная реализация в США трёх атомных проектов мощностью 600 МВт каждый, сообщает Datacenter Dynamics. Google выделила компании капитал на развитие. После ввода АЭС в эксплуатацию Google получит возможность приоритетной закупки их энергии.

Партнёры намерены работать совместно с коммунальными и энергокомпаниями для продвижения новых проектов. В пресс-службе Google заявляют, что новое соглашение будет способствовать достижению её долгосрочной цели — поставке более 10 ГВт атомной энергии на рынок США. На сделку с Google приходится 1,8 ГВт от этого объёма. Elementl будет руководить проектированием, закупками и строительством, а также контактировать с потенциальными партнёрами для участия в будущих проектах на других площадках.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

По словам главы компании Криса Колберта (Chris Colbert), подобные инновационные союзы нужны для «мобилизации капитала», необходимого для строительства новых реакторов. Кроме того, компании смогут добиваться целей по достижению нулевых выбросов в долгосрочной перспективе. При этом сама компаний не уточняет, о каких именно передовых атомных технологиях идёт речь. Не говорится даже, относится ли сам термин «передовые» к малым модульным реакторам (SMR) IV поколения или речь идёт о чём-то ещё.

Поскольку большинство SMR обеспечивают мощность не более 300 МВт, вполне вероятно, что компания намерена размещать на своих площадках по два и более реактора для обеспечения паспортной мощности 600 МВт. Штаб-квартира Elementl находится в столице США — Вашингтоне. Компанию поддерживает международная инвестиционная компания Energy Impact Partners, управляющая активами на сумму более $4 млрд.

Это уже вторая сделка Google с разработчиками ядерных технологий после соглашения с Kairos Power, которое заключили ещё в 2024 году. Сделка предусматривает покупку Google 500 МВт электричества на рынке США от шести-семи SMR. Развёртывание должно начаться к 2030–2035 гг. Kairos разрабатывает реакторы с охлаждением расплавами солей, использующие гранулированное топливо. Ранее в этом году компания завершила испытания второго неядерного прототипа (Engineering Test Unit — ETU), спроектировав и построив испытательный реакторный корпус.

Экоактивисты уверены, что компания xAI, основанная Илоном Маском (Elon Musk), может построить электростанцию на природном газе для нового дата-центра в Мемфисе. Мощность электростанции составит 1,56 ГВт, а состоять она будет из десятков газовых турбин, сообщает Datacenter Dynamics.

Согласно мартовскому отчёту агентства Trinity Consultants, подготовленному для xAI, возможно развёртывание 40–90 газовых турбин на Тулейн-роуд (Tulane Road) мощностью до 1,56 ГВт в одном из районов Мемфиса — данные получены экогруппой Southern Environmental Law Center (SELC). Ранее местная коммунальная компания Memphis, Light, Gas and Water (MLGW) заявляла, что xAI пока не подала заявку на электроснабжение объекта, но изучила несколько вариантов присоединения в диапазоне от 260 МВт до 1,1 ГВт.

По данным отчёта Trinity, новая электростанция сможет применять два вида турбин Solar Turbines — PGM-130 и Solar Titan 350. По словам юристов SELC, xAI, вероятно, готовится к установке «ошеломляющего» количества загрязняющих воздух генераторов для второго ЦОД компании в Южном Мемфисе, одновременно эксплуатируя поблизости турбины, разрешение для которых вообще не получено.

Деятельность xAI в Мемфисе неоднократно вызывала споры в городе с момента открытия в нём первого ЦОД на территории бывшего завода Electrolux, где разместился суперкомпьютер Colossus. Пока местный бизнес приветствовал появление компании в городе и тот стимул, который она обеспечит экономике Мемфиса, местные жители начали выражать обеспокоенность возможным влиянием на доступность электроэнергии и воды, а также влиянием объекта на качество воздуха.

Источник изображения: Jacek Dylag/unsplash.com

Для питания Colossus компания разместила 35 газовых турбин общей мощностью 422 МВт. По данным местных властей, примерно половина из них будет демонтирована в течение двух месяцев. Остальные продолжат функционировать до ввода в эксплуатацию второй подстанции на 150 МВт осенью 2025 года, после чего турбины переведут в резервную систему питания. Таким образом, власти косвенным образом признали, что xAI действительно воспользовалась лазейкой в законах, развернув 35 турбин вместо изначально разрешённых 15.

От имени xAI было объявлено, что компания выводит из эксплуатации турбины в округе Шелби и не имеет планов размещения турбин на площадке в районе Тулейн-роуд. Компания продолжит рассматривать энергетические решения для объектов в Мемфисе с учётом всех применимых нормативных ограничений. Впрочем, ей никто не мешает снова повторить трюк с размещением нужного количества генераторов.

Исследователи Microsoft опубликовали результаты анализа энергопотребления, затрат воды и выбросов дата-центров на протяжении их жизненного цикла. Учитывались даже выбросы в инфраструктурной цепочке поставок ЦОД и возможная утилизация объектов, сообщает Datacenter Dynamics.

Как заявляют в Microsoft, проведение оценки жизненного цикла ЦОД (Life Cycle Assessment, LCA) важно ещё на ранних этапах проектирования. Применение инструментов LCA способствует принятию более обоснованных инженерных решений с учётом совокупной стоимости владения, производительности, экоустойчивости и др. Компания предлагает отрасли использовать её LCA-инструментарий при постройке новых ЦОД.

В рамках своего исследования Microsoft два года изучала четыре технологии охлаждения: фрикулинг, прямое жидкостное охлаждение (DLC), однофазная и двухфазная иммерсионные СЖО. Правда, основной акцент делался на изучение систем охлаждения для CPU, а не ИИ-ускорителей.

Источник изображений: Microsoft/Nature

Исследование показало, что использование водоблоков и погружного охлаждения позволяет сократить выбросы парниковых газов на 15–21 %, потребление электричества на 15–20 % и воды — на 31–52 % в течение всего жизненного цикла ЦОД — в сравнении с традиционными воздушными системами охлаждения.

Основной вывод — многообещающей технологией является двухфазное иммерсионное охлаждение, способное снизить воздействие на окружающую среду по всем параметрам. Однако такие системы пока применяют PFAS-химикаты, которые с переменным успехом вытесняют регуляторы Евросоюза и США. Другими словами, в будущем использование таких СЖО могут ограничить. Кроме того, сама Microsoft изучает, но внедряет подобные системы в своих ЦОД ограниченно. Также отмечается, что DLC может быть не менее эффективным, чем погружные системы обоих типов.

Дополнительно в статье дана количественная оценка экономии электричества и воды, а также сокращения выбросов при переходе от типичной системы энергоснабжения к 100 % применению возобновляемых источников энергии. Установлено, что выбросы парниковых газов, например, можно сократить на 50–90 % вне зависимости от того, какие применяются технологии охлаждения.

Microsoft Corp. расширила соглашение о покупке «углеродных кредитов» у компании Stockholm Exergi AB. Последняя занимается генерацией тепла и электричества, параллельно захватывая и храня углерод из атмосферы, сообщает Bloomberg. Масштаб сделки существенно увеличен. Соглашение теперь включает захват 5,08 млн т CO₂ в течение 10 лет, тогда как ранее речь шла о 3,33 млн т. По словам Stockholm Exergi, речь идёт о крупнейшем в мире соглашении такого рода.

Microsoft считается одним из крупнейших покупателей «углеродных кредитов» на удаление CO₂ в мире. Такие сертификаты позволяют отчасти «компенсировать» выбросы парниковых газов, связанные с деятельностью Microsoft. Stockholm Exergi обеспечивает теплом более миллиона человек. Ранее в этом году компания приняла окончательное решение о строительстве завода по улавливанию и хранению углерода (BECCS) за Kr13 млрд ($1,3 млрд).

Источник изображения: Stokholm Exergi

Технология BECCS (bioenergy with carbon capture and storage) предусматривает временное хранение диоксида углерода на площадках шведской компании. После этого тот будет переправляться в Норвегию, где его будут закачивать в геологические формации под дном Северного моря. Это будет делаться при сотрудничестве с проектом Northern Lights, курируемым Equinor ASA, Shell Plc и TotalEnergies SE.

Microsoft участвует и в других «зелёных» проектах по захвату углерода, включая сделку на 300 тыс. тонн с Heirloom и на 10 тыс. тонн с Climeworks, также занимающейся прямым захватом газов. Кроме того, заключена сделка об удалении углекислоты из атмосферы с Carbon Capture. В захват углерода уже инвестировали и другие компании, включая Meta✴ и Google.

Вступив в должность президента США, Дональд Трамп (Donald Trump) объявил самую настоящую войну «зелёной» энергетике. Одним из его первых распоряжений был указ о приостановке утверждения проектов в области чистой энергии на федеральных землях, пишет The Financial Times.

Также было приостановлено выделение федеральных займов на проекты в этой сфере, а в апреле Бюро по управлению энергией океана (Bureau of Ocean Energy Management, BOEM) направило компании Empire Offshore Wind предписание на время проведения проверки приостановить строительство ветропарка Empire Wind стоимостью $2,5 млрд у восточного побережья США.

По словам экспертов, отказ от возобновляемых источников энергии может привести к проблемам в электроснабжении технологических компаний, которые стремятся обеспечить надёжные поставки энергии для питания и обучения ИИ, что повлечёт за собой рост затрат и может подтолкнуть операторов к использованию более «грязной» энергии.

В Hitachi Vantara заявили, что «антагонистический подход» администрации Трампа к возобновляемым источникам энергии может сделать «невозможным удовлетворение [потребностей в обработке] всё растущих объёмов данных». В компании отметили, что стратегически США рискуют подорвать свою текущую позицию лидера в глобальной гонке ИИ, в то время как Китай активно занимается модернизацией энергосетей и эффективным распределением энергии. Дефицит энергии может «привести к отмене или задержкам в строительстве ЦОД или модернизации инфраструктуры», предупредила Hitachi Vantara.

Источник изображения: James Whately/unsplash.com

Ранее администрация Трампа заявила, что проигрыш в ИИ-гонке Китаю представляет большую угрозу для мира, чем глобальное потепление, выступив за увеличение использования ископаемого топлива для питания ЦОД. В свою очередь, эксперты предупреждают, что будет сложно удовлетворить растущий спрос без добавления гораздо большего количества мощностей возобновляемой энергии, запустить которые можно быстрее и дешевле, чем строить газовые электростанции.

Наступление Трампа на возобновляемые источники энергии обеспокоило ряд политиков, которые взяли курс на расширение использования ветроэнергетики для удовлетворения будущего спроса на электроэнергию. В минувший понедельник генеральные прокуроры 17 штатов подали в суд на администрацию Трампа в связи с её политикой по сворачиванию развития ветроэнергетики в США.

Также политика запрета возобновляемых источников энергии усложняет задачу Equinix, Microsoft, Google и Meta✴ по компенсации выбросов и инвестированию в возобновляемые источники энергии. «Спрос [на возобновляемые источники энергии] достиг исторического максимума», — отметил Кристофер Уэллиз (Christopher Wellise), вице-президент по устойчивому развитию в Equinix, добавив, что в сочетании с ограничениями администрации Трампа это может вызвать проблемы с обеспечением энергией в среднесрочной перспективе.

По словам старшего помощника президента Индонезии Прабово Субианто (Prabowo Subianto), к 2040 году страна намерена значительно расширить мощности «зелёной» энергетики. В том числе речь идёт о вводе в эксплуатацию АЭС суммарной мощностью 10 ГВт. Ряд контрактов заключат в следующие пять лет, сообщает Reuters. Пока Индонезия является одним из крупнейших в мире источников выбросов парниковых газов, но стремится к достижению углеродной нейтральности к 2050 году.

К 2040 году Индонезия развернёт ещё 103 ГВт генерирующих мощностей, из них 75 ГВт придётся на солнечную, ветряную, геотермальную энергетику, а также на электричество, получаемого за счёт переработки биомассы. 10 ГВт придётся на АЭС, а оставшиеся 18 ГВт — на газ. Пока установленная мощность в стране составляет 90 ГВт, более половины приходится на угольные электростанции, ещё 15 ГВт дают возобновляемые источники, а атомных электростанций нет вообще.

Источник изображения: Guilherme Cunha/unspalsh.com

По данным властей, интерес проявляют российский концерн «Росатом», Китайская национальная ядерная корпорация, британская Rolls Royce, французская EDF и американская компания NuScale Power Corporation, специализирующаяся на малых модульных реакторах (SMR). Не исключается, что они станут инвестировать в отрасль совместно с недавно созданным индонезийским суверенным фондом Danantara Indonesia.

Решений о местах строительства новых атомных электростанций пока не принято, вопрос весьма важен для страны, находящейся в сейсмоопасном регионе с высокой вулканической активностью. Предполагается, что запад Индонезии подходит для строительства АЭС с одной площадкой, где один блок сможет вырабатывать по 1 ГВт электричества. На востоке речь идёт скорее о строительстве плавучих малых модульных реакторов мощностью до 700 МВт.

Источник изображения: Guilherme Cunha/unspalsh.com

Хотя правительство Индонезии выражает приверженность «энергетическому переходу», власти намерены придерживаться сбалансированного подхода для достижения экологических целей. Власти не желает совершать «экономическое самоубийство», снижая зависимость от мощностей с большими выбросами поэтапно. В стране ожидают, что сделка с Азиатским банком развития, предполагающая досрочный вывод из эксплуатации 660-МВт угольной электростанции Cirebon-1 в провинции Западная Ява (West Java), будет завершена в ближайшие месяцы. Сделка стоимостью $20 млрд поддерживается JETP (Just Energy Transition Partnership, JETP). Основной камень преткновения — опасения, связанные с финансовыми и юридическими рисками из-за закрытия электростанции, а новый вызов для будущего энергетического перехода — выход США из JETP.

Индонезия — один из перспективных регионов, интерес к которому проявляют как гиперскейлеры, так и операторы ЦОД помельче. Как и другие страны, она делает ставку на развитие энергетики, поскольку её остро не хватает для ЦОД. Аналогичные проблемы есть и в других регионах мира — так, в Великобритании, намеренной превратиться в «ИИ-сверхдержаву», тоже намерены уделить немало внимания атомной энергетике, не говоря уже о других странах вроде США. Deloitte сообщало, что АЭС смогут обеспечить 10 % будущего спроса ЦОД США на электроэнергию.

Google призывает политиков США заняться модернизацией энергетической и бюрократической систем для удовлетворения растущих потребностей ИИ ЦОД. В недавно опубликованном документе Powering a New Era of American Innovation руководство Google призвало Конгресс США и федеральные ведомства оптимизировать процессы выдачи профильных разрешений, ускорить строительство линий электропередачи (ЛЭП) и расширить доступ к источникам «чистой» энергии, в том числе — поддержать атомные технологии вроде малых модульных реакторов (SMR).

В документе утверждается, что стремительный рост ИИ-нагрузок потребует масштабного расширения инфраструктуры в США, которое бывает «раз в поколение». Эксперты предупреждают, что без быстрой выдачи разрешений регуляторами и «энергетической диверсификации» Соединённые Штаты могут отстать в гонке за глобальную технологическую конкурентоспособность.

Сама Google обязуется инвестировать в «чистую» энергию, в т.ч. долгосрочные закупки «безуглеродного» электричества. Федеральные власти компания призывает усилить специальные программы вроде LPO Министерства энергетики, а также продвигать технологии нового поколения вроде современных геотермальных электростанций и SMR — помимо проектов солнечной и ветряной энергии для ЦОД.

Источник изображения: Google

В частности, конгрессменов призывают модернизировать федеральную систему выдачи разрешений, упростив процесс утверждения проектов в сфере ЦОД и энергетики, а малым ядерным реакторам рекомендуют обеспечить федеральную поддержку. То же относится и к геотермальным проектам, которые относятся к «чистым и надёжным» источникам энергии. Компания также намерена добиваться расширения ЛЭП с попутным реформированием подхода к распределению затрат в данном секторе.

В Google поддерживают дальнейшее финансирование Управления программ кредитования Министерства энергетики США (Loan Programs Office, LPO) для того, чтобы ускорить внедрение чистой энергии. Особое внимание уделяется необходимости обучения квалифицированной рабочей силы, в т.ч. 100 тыс. электриков и 30 тыс. помощников для ИИ-инфраструктуры. В компании предупредили, что ИИ-инфраструктура способна стагнировать без серьёзных реформ в генерации, передаче и обеспечении доступности электроэнергии.

Сама Google участвует во многих энергетических проектах. Например, в июне 2024 года сообщалось, что Google запитает от геотермальной энергии ЦОД в Неваде, в декабре 2024 года сообщалось, что компания пристроит к своим ИИ ЦОД гигаваттные энергокомплексы в некоторых регионах, а минувшем марте появилась информация, что Amazon, Meta✴ и Google помогут утроить мощность АЭС во всём мире к 2050 году. В частности, в октябре 2024 года появились сведения, что Google запитает свои ЦОД от малых модульных реакторов Kairos Power.

В Рио-де-Жанейро объявлено о строительстве нового ИИ ЦОД. После завершения проекта кампус дата-центров станет крупнейшим в Латинской Америке и одним из крупнейших в мире, сообщает Datacenter Dynamics. Кампус Rio AI City расположится на территории Olympic Park. Первые 1,8 ГВт намерены ввести в строй к 2027 году, а к 2032 году возможно расширение до 3 ГВт. Ожидается, что в кампусе будут обеспечены условия для развёртывания новейших суперкомпьютеров.

По словам мэра города, анонсировавшего проект, главная цель строительства нового кампуса — повысить роль Рио в развитии ИИ и закрепить за городом статус «столицы инноваций Латинской Америки». Город намерен стать движущей силой «ИИ-революции» и обеспечить гарантии того, что развитие искусственного интеллекта пойдёт обществу на благо. Мэр пообещал, что кампус будет целиком обеспечиваться «чистой» энергией и получит «неограниченный» запас воды для охлаждения оборудования.

Источник изображения: Davi Costa/unsplash.com

Кампус напрямую связан с проектом Porto Maravilha, предполагающим восстановление в городе старого портового района. По словам муниципальных властей, район станет центром экоустойчивых инноваций, а вычислительные мощности Rio AI City станут использовать для поддержки роста локальных стартапов.

По данным Data Center Map, в Рио-де-Жанейро в настоящее время действует 21 дата-центр. В городе работают операторы Ascenty, Elea и Equinix. В прошлом месяце Equinix запустила в городе свой третий ЦОД — RJ3. Буквально на днях появилась информация, что ByteDance рассматривает строительство в Бразилии дата-центра TikTok, но он будет находиться в отдалении от Рио, в штате Сеара.

Компания AirJoule Technologies, разрабатывающая технологию извлечения чистой воды из нагретого воздуха на промышленных объектах, таких как дата-центры, привлекла на развитие $15 млн. Средства предоставили новые и существующие инвесторы во главе с американским производителем оборудования для энергетической отрасли GE Vernova.

Запатентованная технология AirJoule, как утверждается, позволяет эффективно осушать воздух и производить чистую дистиллированную воду без применения PFAS (перфторалкильные и полифторалкильные соединения). Полученная вода затем может быть направлена на различные нужды. В отличие от других аналогичных систем, решение AirJoule устраняет необходимость в использовании вредных хладагентов. Применять установки можно в любых условиях окружающей среды.

Источник изображения: AirJoule

В процессе работы системы AirJoule воздух пропускается через металл-органические каркасные структуры (MOF), а водяной пар улавливается и поступает в вакуумный компрессор (VSC), где конденсируется. На выходе получается чистая вода. При этом внутреннее тепло рекуперируется, что обеспечивает высокую энергетическую эффективность. По заявлениям разработчика, установка AirJoule A1000 позволяет генерировать от 1000 до 3000 л воды в сутки — в зависимости от условий эксплуатации. Расход энергии составляет менее 160 Вт·ч/л при использовании отработанного тепла, доступного на большинстве промышленных площадок.

Привлечённые средства планируется направить на ускорение коммерциализации установок AirJoule. Доступ к чистой воде становится одной из основных проблем операторов ЦОД на фоне стремительного развития ИИ. Технология AirJoule позволит частично удовлетворить эти потребности. Поставки систем избранным заказчикам начнутся в текущем году.