Google и Kairos Power заключили соглашение о закупке энергии с малых модульных реакторов (SMR), разрабатываемых Kairos. Первый SMR должен заработать к 2030 году, а последующие реакторы — до 2035 года. Всего речь идёт о шести-семи реакторах суммарной мощностью до 500 МВт. Проект касается только Соединённых Штатов. Он обеспечит Google безуглеродной и относительно экобезопасной энергией.

Kairos разрабатывает SMR с охлаждением расплавами солей и гранулированным в керамические шарики топливом. Генерируемое тепло передаётся в паровую турбину для выработки электроэнергии. В июле Kairos Power уже начала строить демонстрационный реактор в Теннесси. Подробная информация о сделке, её стоимости и местоположении реактора не разглашается.

Похожие проекты реализуют и другие компании. В марте 2024 года AWS купила за $650 млн кампус ЦОД Talen Energy рядом с принадлежащей последней АЭС Susquehanna Steam Electric Station. Сообщалось, что АЭС обеспечит кампусу до 960 МВт. В мае AWS получила добро на перезонирование участка площадью около 650 га для строительства 15 зданий ЦОД. В минувшем сентябре Microsoft объявила о покупке возвращаемой к жизни атомной электростанции Three Mile Island мощностью 837 МВт.

Источник изображения: Kairos Power

Oracle также сообщила, что намерена построить кампус ЦОД на 1 ГВт с питанием от трёх SMR. Наконец, Equinix готова приобрести 500 МВт атомной энергии в виде PPA-соглашений у Oklo, у неё же Wyoming Hyperscale получит 100 МВт. При этом пока SMR остаются непроверенной технологией, внедрение которой неизбежно вызовет внимание и, возможно, противодействие регуляторов.

Недавнее исследование показало, что небольшие ветряные турбины при установке на системы охлаждения дата-центров могут генерировать достаточно электроэнергии, чтобы это было экономически выгодно. По информации Dcatacenter Dynamics, соответствующие эксперименты провели на действующем ЦОД в Колумбии.

Источник изображения: Tesup

Согласно публикации в журнале Scientific Reports, исследование, проведённое Дистанционным университетом Мадрида (Universidad a Distancia de Madrid) совместно с колумбийской компанией Grupo ZFB, показало эффективность подхода. Исследователи использовали «ветер» от систем охлаждения колумбийского ЦОД. Объект имеет три чиллера с восемью блоками вентиляторов в каждом. Вентиляторы вращаются со скоростью до 900 об./мин., а их номинальная мощность составляет 2,4 кВт. Поток воздуха от них является достаточно стабильным и мощным для попутной генерации электричества. Впрочем, обычный ветер тоже принимает участие в выработке энергии.

Источник изображения: Isabel C. Gil-García, Ana Fernández-Guillamón, Álvaro H. Montes-Torres / Scientific Reports

Для эксперимента выбрали вертикальные ветряные турбины Tesup V7 — за их компактность и лёгкую конструкцию. Шесть малых турбин установили над вентиляторами. Два из трёх чиллеров работают постоянно, что, согласно подсчётам, позволяет генерировать 513,82 МВт∙ч в год. С учётом запланированных и незапланированных простоев получается 467,6 МВт∙ч ежегодно, что само по себе позволяет избежать выбросов 300 т CO₂ в год. Сами вентиляторы при номинальной мощности потребляют 336,39 МВт∙ч, так что в чистом остатке получается 131,2 МВт∙ч, которые можно направить на нужды другого инженерного оборудования ЦОД.

Источник изображения: Isabel C. Gil-García, Ana Fernández-Guillamón, Álvaro H. Montes-Torres / Scientific Reports

Данное исследование — часть более масштабных изменений в секторе ЦОД. Операторы пытаются нарастить эффективность дата-центров. Так, многие из них начали активно инвестировать в системы использования «мусорного» тепла, передавая, его, например, в районные системы отопления или для обогрева бассейнов. Использование малых ветряных турбин может стать ещё одним способом оптимизации работы дата-центров для улучшения общей эффективности и достижения целей по обеспечению нулевых выбросов. Экономическая выгода будет зависеть от стоимости турбин и затрат на их обслуживание, а также срока эксплуатации. Но предварительные расчёты показывают, что данный подход оправдан.

ABB Robotics объявила о сотрудничестве с американским стартапом Molg для разработки роботизированных микрозаводов, способных восстанавливать и перерабатывать неисправное оборудование ЦОД. По данным Datacenter Dynamics, микрозаводы Molg автономно собирают и разбирают сложные электронные устройства вроде серверов, ноутбуков и промышленной электроники.

Поскольку многие из таких устройств содержат редкоземельные элементы, автоматизация их переработки обеспечит определённые экономические преимущества — материалы можно будет применять в новых устройствах. Микрозаводы предназначены для гиперскейлеров, управляющих крупными сетями дата-центров, и компаний, занятыми утилизацией различных IT-активов (IT Asset Disposition-компании).

Интерес к новым разработкам подогревается значительным прогрессом вычислительной техники. В результате появилась насущная необходимость обновлять оборудование на объектах гиперскейлерах более регулярно, что ведёт к появлению электронных отходов в больших объёмах.

Источник изображений: Molg

По словам представителя Molg, инвестиции ABB позволят ускорить работу по созданию более экоустойчивого, «циклического» производственного процесса для электроники, благодаря чему обеспечен круговорот в индустрии ценных материалов и повышается надёжность цепочки поставок.

«Циркулярный» подход к ЦОД стал весьма популярным. К 2030 году масса мировых электронных отходов должна достичь 75 млн тонн. Микрозаводы для их утилизации должны сыграть важную роль в сокращении таких отходов — также они поддержат более эффективные и устойчивые операции в секторе ЦОД.

В результате развития экоустойчивых подходов к переработке гиперскейлеры нарастили инвестиции в компании, занимающиеся утилизацией. Так, Microsoft инвестировала в Cyclic Materials — подконтрольный REE стартап, специализирующийся на переработке жёстких дисков. Seagate также пришла к восстановлению и очистке б/у HDD. Lenovo готова продавать восстановленные ПК и серверы. Amazon создала целую фабрику по восстановлению и переработке собственного серверного оборудования. А Meta✴ и вовсе экспериментирует с технологиями утилизации строительных отходов с помощью грибов.

Американская криптомайнинговая компания MARA (Marathon Digital Holdings) объединила усилия с компанией NGON. По данным Datacenter Dynamics, партнёры запустили микро-ЦОД на 25 МВт с питанием от попутного (факельного) газа с нефтяных скважин в Техасе и Северной Дакоте. Объекты планируется окончательно ввести в эксплуатацию к январю 2025 года.

ЦОД будут питаться только за счёт излишков газа, сопутствующего нефти на месторождениях. В противном случае они были бы просто сожжены. Это поможет местным энергокомпаниям более эффективно снизить выбросы метана. Эффективность утилизации метана при сжигании в факелах составляет 92 %, а в газовых генераторах — до 99 %. Всё это позволит значительно снизить операционные расходы, в то же время повысив экоустойчивость нефтедобычи. Дополнительно появится возможность генерации углеродных кредитов в реестре Verra.

Источник изображения: MARA

MARA располагет 760 МВт майнинговых мощностей. Часть работает на возобновляемых источниках энергии, но в основном электричество поступает из американских магистральных электросетей, на 80 % зависящих от ископаемого топлива. Компания намерена перейти на более экологичные меотды работы. В 2023 году был запущен пилотный проект с переработкой метана со свалок в Юте с установкой по добыче биткоинов на 280 кВт. В Финляндии MARA подключила свой ЦОД к районной системе центрального отопления.

Источник изображения: MARA

Операторы ЦОД, использующие электричество, получаемое в ходе сжигания попутного газа, подчёркивают, что процесс полезен окружающей среде, поскольку применяется «мусорная» энергия, которая тратилась бы впустую. При этом энергетические установки позволяют утилизировать больше метана, являющегося одним из самых опасных парниковых газов. При сгорании метана выделяется CO₂ — тоже парниковый газ, причём значительно более устойчивый. Тем не менее, для окружающей среды он считается намного менее опасным. Аналогичные проекты уже активно реализуются по всему миру. Такие решения есть, например, у Crusoe, CryptoBlox, White Rock и др.

«Газпром» предложил довольно необычное применение теплу дата-центров. По информации «Интерфакса», ссылающегося на одну из публикаций первого заместителя АО «Газпром промгаз» Николая Варламова, помочь в утилизации тепла ЦОД могут газораспределительные станции (ГРС) — при понижении давления сильно падает температура, поэтому дополнительный подогрев придётся как нельзя кстати.

По словам топ-менеджера компании, многие российские IT-бизнесы анонсируют строительство ЦОД в разных российских регионах. При этом дата-центры электроэнергию в «мусорное» тепло, которому ищут применение по всему миру — от обогрева теплиц и бассейнов до отопления домов. По словам Варламова, при строительстве ЦОД поблизости от газораспределительных станций можно было бы использовать тепло дата-центров для подогрева природного газа.

При этом ЦОД сможет получать дешёвую электроэнергию, вырабатываемую детандер-генераторными агрегатами (ДГА) газораспределительных станций. Эффективность такой технологии уже подверглась предварительной оценке — вырабатываемая ДГА энергия стоит менее 0,5 руб./кВт∙ч. Другими словами, энергией можно обеспечить не только системы охлаждения ЦОД, но и вычислительные мощности объектов, снижая расход на энергоснабжение ЦОД и выброс вредных веществ в окружающую среду.

Источник изображения: Chad Peltola/unsplash.com

Комплексный подход позволит добиться большей энергоэффективности и обеспечить энергоресурсами внутренние проекты участников. По мнению Варламова, на компрессорных станциях возможно получение энергии и при утилизации тепла выхлопных газов работающих турбин. На тех же станциях в теории можно генерировать водород, на газораспределительных станциях — получать сжиженный природный газ (СПГ), который, в числе прочего, способен служить резервным источником топлива.

У «Газпрома» имеется и собственная развитая IT-инфраструктура и постоянно ведётся работа над новыми проектами. Так, в сентябре 2024 года появилась новость, что компания потратит 45 млрд руб. на строительство дата-центра в Великом Новгороде.

Meta✴ совместно с CarbonBuilt ускорят производство «низкоуглеродного» бетона. По информации Datacenter Dynamics, при выпуске нового продукта углеродные выбросы снижены приблизительно на 70 % в сравнении с базовыми отраслевыми показателями.

Основанная в 2020 году CarbonBuilt специализируется на производстве низкоуглеродных бетонных продуктов. Соглашение позволит ей модернизировать и масштабировать производство альтернативного цемента, получившего название Reversa. Материал призван заменить т.н. портландцемент, при производстве которого углеродные выбросы довольно высоки — при этом это одна из самых распространённых марок в строительстве. В компании утверждают, что Reversa вступает в химическую реакцию с углекислым газом во время выдерживания бетона, при этом навсегда задерживая CO₂ в материале.

Источник изображения: CarbonBuilt

Все значимые решения, связанные с цементом и бетоном, требуют изменения инфраструктуры в той или иной степени. Быстрое изменение требует, чтобы участники отрасли видели привлекательную финансовую отдачу в ответ на свои инвестиции. Сотрудничество с Meta✴ поможет ускорить и масштабировать реализацию подобных проектов. В Meta✴ добавили, что компания ставит в приоритет многовекторный подход к ускорению декарбонизации в сложных секторах индустрии вроде производства строительных материалов бетона. Сотрудничество с CarbonBuilt позволит снизить выбросы и масштабировать бизнес.

В августе 2024 года сообщалось об испытаниях Open Compute Project Foundation (OCP) «низкоуглеродного» бетона производства CarbonCure. Кроме того, Microsoft ведёт эксперименты с использованием в строительстве ЦОД в штате Вашингтон низкоуглеродных бетонных смесей. В 2022 году сообщалось о строительстве ЦОД Meta✴ из «зелёного» бетона, созданного с помощью ИИ. Впрочем, Meta✴ работает и в других направлениях. Так, в сентябре техногигант заключил сделку, связанную с восстановлением лесов в Латинской Америке. Также Meta✴ разрабатывает и собственную технологию захвата углекислого газа для своих дата-центров.

По словам генерального директора Google Сундара Пичаи (Sundar Pichai), компания рассматривает снабжение своих дата-центров энергией атомных электростанций, в том числе SMR. По информации Asian Nikkei Review, техногигант ищет возможности снижения углеродных выбросов на фоне резко растущего энергопотребления ИИ ЦОД. Увеличатся и инвестиции в солнечную и тепловую энергетику.

Пока же Google наращивает инвестиции в ЦОД для продвижения ИИ-проектов. Материнская компания Alphabet только за апрель-июнь увеличила год к году капитальные затраты на 90 % до $13,1 млрд. По словам Пичаи, впервые появилась новая базовая технология, «пронизывающая» все сферы деятельности — она станет основой бизнеса компании. В ответ на критику больших затрат на ИИ-разработки, Пичаи ответил, что при каждом крупном «сдвиге платформы» инвестиции на начальных этапах непропорционально высоки, но позже эффективность повышается.

Источник изображения: Viktor Kiryanov/unsplash.com

Компания стремится добиться нулевых выбросов как в своих собственных операциях, так и в «цепочке создания стоимости» уже к 2030 году. При этом в 2023 году общие выбросы её парниковых газов оказались на 48 % больше, чем в 2019 году. Правда, сама компания говорит, такой уж большой вины ИИ в этом нет. По словам Пичаи, сейчас рассматриваются дополнительные инвестиции в современные технологии, от солнечной энергетики до, возможно, малых модульных реакторов (SMR).

Правда, глава Google не упомянул, когда могут начаться закупки энергии АЭС. Предполагается, что часть может закупаться в США. На этом поле не исключена конкуренция с Amazon, которая уже приобрела кампус ЦОД, запитанный от АЭС Susquehanna. Также в сентябре было объявлено о намерении Microsoft закупать электричество у АЭС Three Mile Island, которая будет перезапущена именно для этой цели.

Шведская химическая компания Perstorp представила биоразлагаемую жидкость, предназначенную для погружных (иммерсионных) СЖО, передаёт Datacenter Dynamics. По словам компании, Synmerse DC представляет собой синтетическую жидкость, обеспечивающую безопасность и эффективность эксплуатации, это снижает энергопотребление охлаждающих систем.

Perstorp принадлежит малайзийской нефтегазовой компании Petronas, уже представившей жидкость собственной разработки для систем Iceotope. В Perstorp сообщили, что разработали жидкость при сотрудничестве с ведущими производителями чипов и OEM-компаниями для того, чтобы обеспечить её совместимость с новейшим оборудованием и погружными системами охлаждения. По словам компании, у неё богатый опыт в разработке синтетических жидкостей самого разного назначения.

Источник изображения: Jimmy Chang/unsplash.com

Компания не рассказала о составе жидкости подробно, но сообщила, что она не включает PFAS-соединения («вечные» химикаты), способные нанести вред окружающей среде. Жидкости на основе PFAS традиционно применяются в системах погружного охлаждения, но с принятием во многих странах законов, запрещающих их использование, производители ищут более экобезопасные варианты на основе растительных и минеральных масел, различных фторуглеродов и других соединений. Впрочем, ещё летом 2023 года сообщалось, что Евросоюз намерен отменить запрет на PFAS-химикаты, поскольку те очень важны для рынка СЖО.

Жидкостное охлаждение набирает популярность в последние годы, поскольку ИИ-бум привёл к росту плотности размещения компонентов в серверных стойках. Другими словами, традиционные воздушные системы охлаждения часто не справляются с новыми нагрузками мощных новых серверов. Нефтегазовые компании вроде Gulf Oil, Shell, Castrol, ExxonMobil, ENEOS и SK Enmove активно ведут разработки в новой для себя нише СЖО. Свои варианты представили американский продовольственный гигант Cargill и химический концерн Chemours (Du Pont).

Операторы дата-центров тратят немало ресурсов на борьбу с микрочастицами пыли, грязи и пыльцы. По данным Datacenter Dynamics, приходится использовать специальные фильтры, которые после окончания срока службы как правило отправляются на свалки. Поэтому K&N Filtration и Apple совместно создали многоразовые, экобезопасные фильтры для ЦОД. О разработке было объявлено весной этого года.

Эффективность фильтров обычно измеряется показателем MERV, свидетельствующим о размере и типе частиц, задерживаемых соответствующими блоками. Для дата-центров с воздушным или комбинированным охлаждением используются фильтры MERV 8, 11 или 13, но некоторые операторы могут использовать и решения вплоть до MERV 20. Обычные фильтры меняются три-четыре раза в год. По расчётам K&N Filtration, индустрия ЦОД в США отправляет в утиль до 60 тыс. т таких отходов ежегодно.

Источник изображений: K&N

Новые моющиеся фильтры способны прослужить много лет, позволив сэкономить немало средств. Они концептуально похоже на многоразовые фильтры для двигателей, но последние выпускаются на основе хлопка, а фильтры для ЦОД используют синтетический материал, не требующий обработки маслом после мытья. К тому же новый фильтр задерживает микрочастицы на поверхности, благодаря чему его легко чистить. В K&N Filtration утверждают, что их продукт — единственный в своём роде на рынке. Многоразовые фильтры других типов выпускаются, но они не предназначены для ЦОД.

Apple помогла довести конструкцию до совершенства — компании сотрудничают в данной сфере ещё с 2019 года. Всего было испытано более 20 вариантов прежде, чем Apple приняла окончательную версию. По словам K&N Filtration, многоразовые фильтры неоднократно пробовали использовать в ЦОД, но только совместная разработка с участием Apple нашла реальное применение на рынке. Теперь новинки используется в пяти дата-центрах Apple в США, а также продаются другим операторам. Доступны версии MERV 8, 11 и 14, а всю систему легко настроить под экологические требования конкретного ЦОД.

В отчёте Apple об устойчивом развитии за 2023 год говорится, что компания установился 38 тыс. новых фильтров, что помогло избежать отправки на свалку 25 т использованных фильтров каждый гож. Также на 35 % удалось сократить потребление энергии вентиляторами. K&N Filtration утверждает, что фильтры способны прослужить 15 лет и экологически значительнее привлекательнее даже одноразовых вариантов с аналогичным временным ресурсом.

Новые фильтры можно мыть с помощью обычного шланга с холодной водой под низким давлением, очистка происходит за 30–90 с. Впрочем, в зависимости от качества воздуха, процесс может занять и больше времени. Хотя приоритетным для производителя по-прежнему остаётся производство автомобильных фильтров, теперь компания активно занимается разработками и для дата-центров.

Microsoft приступила к тестовому использованию экобезопасного «зелёного» водорода, обеспечивающего нулевые выбросы при генерации электроэнергии. Испытания пройдут в дата-центре компании в Дублине (Ирландия) совместно с поставщиком водородных решений ESB. Топливные ячейки мощностью 250 кВт проработают в течение восьми недель.

Точно такие же ячейки проходят испытание и в дублинском ЦОД Equinix. Они рассматриваются в качестве экобезопасной замены дизель-генераторам. Проекты с Microsoft и Equinix являются частью целой серии испытаний в 2024–2025 гг. ESB рассчитывает продемонстрировать универсальность водородных технологий для различных сфер использования.

В Microsoft уверены, что первый эксперимент позволит продемонстрировать, как водородная энергетика сможет помочь декарбонизации IT-индустрии, в частности, ирландских ЦОД. Сейчас в стране фактически действует мораторий на строительство новых дата-центров в районе Дублина, поскольку ЦОД потребляют уже 21 % энергии в стране.

Источник изображения: Microsoft

В Microsoft давно экспериментируют с водородными топливными элементами для ЦОД. В начале 2024 года компания заявила, что совместный проект с Caterpillar в Вайоминге (США) позволил небольшому ЦОД успешно проработать 48 часов на одних только водородных элементах.

Руководство ESB тоже уверено, что «зелёный» водород будет играть важную роль в экобезопасной энергосистеме будущего, а совместный проект с Microsoft продемонстрирует потенциал технологии для дата-центров. Впрочем, в 2023 году Microsoft добилась разрешения на строительство газовой электростанции мощностью 170 МВт в дублинском кампусе. Тогда она заявила, что та будет применяться только для резервного электроснабжения объекта.