Норвежская энергетическая компания Norsk Kjernekraft намерена строить малые модульные реакторы (SMR) для дата-центров. Datacenter Dynamics сообщает, что поможет разгрузить энергетические сети страны. Это особенно актуально на фоне прошлогоднего скандала, когда строящийся для нужд TikTok дата-центр практически «отобрал» энергию у оборонного предприятия.

Часто атомная энергия называется экологически безопасной и подходящей для обеспечения работы ЦОД. SMR в перспективе будут дешевле и проще в строительстве и эксплуатации, чем крупные АЭС, а компании вроде Norsk Kjernekraft готовятся внедрять их непосредственно рядом с кампусами ЦОД. По расчётам последней, в ближайшие годы в Норвегии понадобится дополнительно от 50 до 233 ТВт∙ч, тогда как в 2023 году все электростанции страны поставили 156 ТВт∙ч.

Источник изображения: Michael Fousert/unsplash.com

Уже сегодня норвежские электросети полностью работают на возобновляемой энергии, в основном благодаря гидроэлектростанциям, на которые приходится 88 % поставок электричества в стране, а также ветряным электростанциям. С учётом прохладного климата Норвегия является оптимальным местом для размещения дата-центров.

При этом атомных реакторов там до сих пор нет, но в Norsk Kjernekraft подчёркивают необходимость получения дополнительного электричества в больших объёмах. Вопрос в том, сколько смогут вырабатывать электростанции страны в экоустойчивом режиме. Дело в том, что имеется «потолок» для объёмов именно возобновляемой энергии, поэтому придётся пересмотреть взгляды на энергетику в целом.

В Norsk Kjernekraft заявляют, что установка SMR при дата-центрах высвободит ресурсы магистральных электросетей, сегодня используемых для питания цифровой инфраструктуры. А тепло реакторов можно дополнительно направить на производственные нужды, для захвата углерода, добычи водорода, аммиака и т.н. электротоплива, а также обогрева помещений. Огромным преимуществом является отсутствие необходимости в прокладке к ЦОД серьёзных ЛЭП.

Пока разработчик не сообщает, сколько энергии будут генерировать SMR, как и того, вызвала ли идея интерес у местных операторов ЦОД. Компания предлагает построить до пяти SMR в коммуне Эйгарден (Øygarden) к западу от Бергена. Уже заключена сделка с Rolls-Royce, которая должна будет поставлять реакторы для площадки. Ранее последняя предлагала свои SMR напрямую операторам. Согласно расчётам, электростанция должна заработать в ближайшие десять лет.

Целесообразность использования атомной энергии уже изучается некоторыми операторами ЦОД. Например, в марте 2024 года Amazon (AWS) заплатила $650 млн за кампус ЦОД в Пенсильвании, который строится вблизи АЭС и будет питаться от неё, а Microsoft формирует команду специалистов по атомной энергетике для того, чтобы изучить возможность использования SMR для энергоснабжения собственных ЦОД.

По данным Bloomberg, Google намерена потратить на расширение основного дата-центра в Финляндии €1 млрд ($1,1 млрд) — преимуществом ЦОД является его лёгкий доступ к «зелёной» энергии. Расширение позволит на четверть увеличить штат, наняв ещё 500 человек в этом и следующем годах.

ЦОД расположен в городе Хамина на южном побережье Финляндии. В регионе хорошо налажены поставки возобновляемой энергии, что вполне соответствует цели компании по полному переходу офисов и дата-центров на «зелёную» энергетику до конца текущего десятилетия.

IT-гигант развивает и сотрудничество с местной коммунальной компанией — тепло от работы ЦОД будет передаваться в местную систему отопления. Технология районного центрального отопления весьма популярна в этой части севера Европы. Если проект успешно реализуют, это будет способствовать и будущим инвестициям. По словам представителя Google, со временем новые площадки, возможно, будут строиться в местах, где легче использовать «мусорное» тепло дата-центров. В ходе пилотного проекта тепло коммунальной компании Haminan Energia Oy будет поставляться бесплатно.

Источник изображения: rivage/unsplash.com

Google — не первая технологическая компания, предлагающая тепло своих ЦОД местным поставщикам тепла в северных широтах. Например, Microsoft намерена обогреть теплом ЦОД в Дании до 6 тыс. домов. С той же целью тепло нескольких ЦОД применяется и в Стокгольме. При этом финский дата-центр Yandex почти восемь лет назад начал отапливать дома жителей Мянтсяля.

Кампус ЦОД ёмкостью 386 МВт и стоимостью около £3 млрд ($3,8 млрд), строительство которого планируется в графстве Линкольншир (Великобритания), должен стать источником тепла для не только для районной системы отопления, но и для подсобного тепличного хозяйства, передаёт Datacenter Dynamics.

Согласно заявке, строительство кампуса Humber Tech Park предполагается в поселении Южный Киллингхолм. Компания намерена получить разрешение на строительство объекта из трёх зданий общей площадью 278 тыс. м². ЦОД подойдёт для размещения ИИ-систем, хотя о том, какое именно оборудование будет использовано, пока не сообщается. На территории кампуса будет построена и новая электроподстанция для обеспечения потребностей оборудования и инфраструктуры в энергии.

Источник изображения: Markus Spiske/unsplash.com

Проект предполагает несколько вариантов утилизации «мусорного» тепла для повышения экологичности. Предложено уже традиционное подключение к локальной отопительной системе. Но план предусматривает и постройку комплекса теплиц площадью 27 тыс. м² для выращивания помидор. Ожидается, что подсобное хозяйство будет приносить до £3,5 млн ($4,43 млн) ежегодно. Тепло ЦОД в последние годы часто применяется для выращивания водорослей, овощей и рыбы, поэтому британский проект стал лишь одним из многих подобного типа.

C 2020 года Microsoft увеличила выбросы углекислого газа приблизительно на 30 %, передаёт The Register. Из-за этого ранее заявленная цель достижения углеродно-отрицательного баланса компанией к 2030 году стала ещё более труднодостижимой, а виной тому, судя по всему, широкое внедрение ИИ-систем.

Как сообщается в докладе 2024 Environmental Sustainability Report, который посвящён статистике 2023 фискального года, закончившегося 30 июня прошлого календарного, с 2020 года выбросы CO2 взлетели на 29,1 %. В основном из-за непрямых выбросов Scope 3, связанных со строительством и снабжением всё большего числа ЦОД. В указанный период Microsoft начала наращивать поддержку ИИ после взрывного роста интереса к теме с дебютом ChatGPT компании OpenAI.

Источник изображения: Marcin Jozwiak/unsplash.com

В докладе компания констатирует, что ИИ требует модернизации инфраструктуры — повышения эффективности ЦОД и систем передачи энергии для того, чтобы добиться углеродной нейтральности. По имеющимся данным, некоторые крупные поставщики товаров и услуг для Microsoft будут обязаны перейти на 100 % безуглеродную энергетику к 2030 году. Во всяком случае, эти требования будут входить в документ Supplier Code of Conduct с 2025 фискального года. Сама компания к текущему моменту заключила договоры на поставку 19,8 ГВт из «зелёных» источников.

На Scope 3 приходится более 96 % всех выбросов Microsoft, включая те, что касаются работы цепочек поставок, а также выбросов, связанных с жизненным циклом устройств и прочими непрямыми источниками. «Собственные» выбросы (Scope 1 и 2) компании снизились на 6 % с 2020 года, благодаря закупкам чистой энергии, участии во всевозможных «зелёных» программах и покупке сертификатов на возобновляемую энергию.

Источник изображения: Microsoft

В Microsoft утверждают, что использование возможности перевода серверов в режим низкого энергопотребления уже обеспечило сокращение использования энергии приблизительно на 25 %. Соответствующие энергосберегающие технологии опробовали в 2022 году на нескольких тысячах серверов, а к концу 2023 года речь шла уже приблизительно о миллионе серверов. Ожидается, что 90 % серверов и иного облачного оборудования компании будут перерабатываться и использоваться повторно к 2025 году.

Новые ЦОД Microsoft разработаны и оптимизированы для поддержки ИИ-вычислений и не будут потреблять воду для охлаждения вообще. Впрочем, в докладе признаётся, что за 2023 финансовый год потребление воды даже выросло, с 6,4 млн м³ годом ранее до 7,8 млн м³. При этом в 2022 фискальном году рост водопотребления тоже составил 34 % год к году. Microsoft уже увеличила инвестиции в программы защиты водных ресурсов, направив ещё $16 млн в 49 проектов их восполнения по всему миру. Речь потенциально идёт о возвращении 62 млн м³ чистой воды, но эффект от таких проектов часто становится хоть как-то заметен лишь спустя годы после старта.

Источник изображения: Microsoft

Президент компании Брэд Смит (Brad Smith) уже заявил, что вред природе, наносимый из-за ИИ, будет с избытком компенсироваться преимуществами использования подобных систем — замедлять внедрение ИИ не стоит в любом случае, только надо делать подобные системы более «зелёными». Microsoft намерена утроить скорость строительства дополнительных ЦОД в I половине фискального 2025 года.

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.

Саудовская компания DataVolt начала строительство дебютного дата-центра Tashkent IT Park Data Center в Ташкенте, передаёт Datacenter Dynamics. Спецификации нового объекта оператором пока не раскрывались, но Министерство цифровых технологий Узбекистана сообщило, что речь идёт о проекте ёмкостью 10 МВт и стоимостью $150 млн.

В DataVolt заявили, что новый ЦОД представляет собой модульное решение с возможностью масштабирования, что позволит организовать выполнение самых разных задач, а производительность может составить от сотен до тысяч Тфлопс. Церемония закладки объекта состоялась в присутствии президента Узбекистана и саудовского принца, в числе прочего занимающего пост министра энергетики.

Источник изображения: Sarvar Samigov/unsplash.com

Это лишь первый проект DataVolt в Узбекистане, но речь уже идёт об инновационном решении в области экоустойчивости — он предусматривает использование солнечной и ветряной энергии, запасать которую предполагается в энергохранилищах. Дополнительно предусмотрено питание от водорода и иных видах «зелёного» топлива для круглосуточного обеспечения экобезопасной энергией. Такой подход позволит обеспечить экономически эффективную базу для внедрения ИИ-вычислений в Узбекистане — проект станет локомотивам развития передовой IT-индустрии.

Основанная в прошлом году DataVolt является дочерней структурой Vision Invest, саудовской инвестиционно-строительной компании, занимающейся объектами критической инфраструктуры. Значительная часть руководства DataVolt, включая генерального директора, ранее работала в ACWA Power, занимавшейся созданием электростанций и опреснителей — эта компания тоже принадлежит Vision Invest.

Ранее DataVolt подписала с властями Узбекистана инвестиционное соглашение, согласно которому в стране будут возведены ЦОД ещё на 500 МВт. Т.н. «Новый Ташкент» разместит у себя кампус ёмкостью 250 МВт на участке в 25 га. Ещё один объект ёмкостью 40 МВт появится в Бухаре, в перспективе его мощность будет доведена до 250 МВт.

В прошлом году DataVolt анонсировала партнёрство с индийской AquaTech Systems, предусматривающее создание водно-эффективных ЦОД, а также со Sterling and Wilson. Кроме того, DataVolt раскрыла планы по строительству кампуса ЦОД в Бангладеш. А в самой Саудовской Аравии компания намерена инвестировать $5 млрд в строительство дата-центров.

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.

Тепло расположенного в Бохуме (Германия) ЦОД планируется хранить в заброшенной шахте и в дальнейшем использовать в районной системе отопления. По данным Datacenter Dynamics, проект местного Рурского университета призван продемонстрировать потенциал теплоаккумулятора Mine Thermal Energy Storage (MTES). Проект финансируется в рамках поддерживаемой Евросоюзом схемы PUSH-IT, рассматривающей подземные объекты в качестве экоустойчивых хранилищ энергии.

Университет управляет собственной теплоэлектростанцией с 2019 года. Станция имеет два комбинированных тепловых/электрических модуля общей мощностью 9 МВт и три газовых котла с общей теплоотдачей 105 МВт. ТЭС не только обогревает университетский кампус, но обеспечивает энергией 5 тыс. квартир, 760 частных домов и 115 промышленных зданий. Оператором выступает Unique Wärme — совместное предприятие университета и коммунальной компании Stadtwerke Bochum, частично принадлежащей местным властям.

Источник изображения: Robert Thiemann/unsplash.com

При этом энергомодули расположены непосредственно над шахтой Мансфельд (Mansfeld) глубиной до 120 м, которая была закрыта в 1963 году. MTES позволит летом отправлять избыточное тепло дата-центра и других технических объектов университета в подземные глубины с помощью тепловых насосов. Там оно будет храниться в скважинах, откуда его по мере необходимости можно возвращать в систему отопления, когда спрос особенно высок, т.е. зимой.

MTES, как ожидается, может увеличить использование источников возобновляемой энергии и сгладить пиковые нагрузки в системе отопления в зимние месяцы. Это, в частности, приведёт к снижению углеродных выбросов и стоимости эксплуатации. По данным координаторов PUSH-IT, MTES пока находится на стадии разработки, а создание экспериментальных скважин предусмотрено осенью.

Похожий проект разрабатывается в стенах Эдинбургского университета, где «мусорное» тепло суперкомпьютерного ЦОД также предлагается сохранять в старой шахте до того, как использовать его для отопления местных домов. Такая схема позволит обогревать не менее 5 тыс. домов, если расчёты учёных подтвердятся. Впрочем, воду из подземных выработок можно использовать и просто для охлаждения дата-центров.

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.