Индийская AmpIn Energy Transition (ранее Amp Energy India) ввела в эксплуатацию солнечную электростанцию, компенсирующую потребление электроэнергии дата-центрами Amazon Web Services (AWS). Datacenter Dynamics сообщает, что речь идёт о проекте возобновляемой энергетики общей мощностью 100 МВт (в пике до 135 МВт). Электростанция площадью 235 га расположена в «солнечном парке» Bhadla в пустыне Тар (штат Раджастхан).

Как заявляет оператор электростанции, сотрудничество с Amazon над столь значимым проектом подчёркивает приверженность AmpIn к переходу страны на возобновляемую энергетику, а также свидетельствует о поддержке правительственной миссии Цифровая Индия (Digital India). В AmpIn заявляют, что в Раджастхане ей сегодня реализуются проекты по выработке возобновляемой энергии на 1 ГВт. Ранее она заключила энергетическую сделку с Nxtra.

Источник изображения: AmpIn Energy

Площадка Bhadla — один из трёх проектов общей мощностью 420 МВт, в которые инвестирует Amazon в Раджастхане. Кроме того, гиперскейлер участвует ещё в трёх стройках на территории Индии на 500 МВт, а также занят возведением ветряной электростанции на 198 МВт. Компания уже располагает многочисленными солнечными элементами непосредственно на территории своих объектов в Индии — дата-центров, складов и др. Ещё в 2022 году Amazon анонсировала 37 проектов по выработке возобновляемой энергии по всему миру, а в 2023 году и вовсе стала крупнейшим корпоративным покупателем возобновляемой энергии в мире.

Ассоциация AFCOM в очередном докладе о состоянии мировой индустрии ЦОД отмечает, что сейчас наблюдается бум в строительстве и инновационном проектировании ЦОД на фоне растущего рынка ИИ и расширение цифровых сервисов в целом. Но вместе с появлением новых решений появляются и новые вызовы в области энергоснабжения, охлаждения и обеспечения экоустойчивости дата-центров.

Как сообщается в материалах ассоциации, развитие ИИ-систем значительно влияет на рынок ЦОД и сопутствующую инфраструктуру. Изменения продвигаются гиперскейлерами, которые оптимизируют свою инфраструктуру для повышения вычислительной плотности, что необходимо для ИИ-задач. По мнению экспертов, дата-центры для ИИ-нагрузок оптимальнее строить с нуля, а не пытаться модернизировать уже существующие мощности, поскольку современная инфраструктура отличается уникальными требованиями к охлаждению и энергоснабжению.

Согласно опросу AFCOM, 53 % представителя индустрии уверены, что новые ИИ-проекты определённо увеличат требования к ёмкости в колокейшн-сегменте. 56 % респондентов заявили, что планируют внедрять в своих ЦОД решения для поддержки ИИ-нагрузок, причём в основном речь идёт о генеративном ИИ (43 %). Помимо ИИ, рост спроса на вторичных рынках и спроса на высокоёмкие колокейшн-сервисы также стали стимулами к реализации новых проектов ЦОД.

Источник изображения: Ricardo Gomez Angel/unsplash.com

Данные AFCOM косвенно подтверждается прогнозами Gartner на 2024 год — общие IT-расходы вырастут до $5 трлн (+6,8 % год к году), а сегмент ЦОД прибавит сразу 7,5 % и вырастет до $261 млрд. Эксперты уверены, что корпорации будут находить всё больше способов применения IT-технологий, а ЦОД формируют костяк корпоративной IT-инфраструктуры. И спрос почувствуют все, кто занят в строительстве и эксплуатации ЦОД.

Источник изображения: AFCOM

По мнению европейских экспертов, проблемы, связанные с экономическими причинами, цепочками поставок, доступностью земли и энергии, а также местными законами можно будет решить с помощью внедрения инноваций. Все эти вызовы могут стать главными для индустрии ЦОД в 2024 году. Так, 73 % респондентов намерены использовать возобновляемую энергию на своих объектах, а 27 % уже делают это.

Источник изображения: AFCOM

Также ожидается рост доли модульных ЦОД. 42 % респондентов приветствуют гибридный подход к строительству дата-центров, при котором наряду с капитальными строениями используются готовые модульные конструкции. В основном речь идёт и готовых модулях питания (78 %) и охлаждения (72 %). Модульный подход способен сократить время строительства ЦОД на 40–80 % и снизить на ⅔ углеродный выброс.

Источник изображения: AFCOM

При этом ИИ порождает не только проблемы и вызовы. Развитие систем ИИ способствует оптимизации работы самих дата-центров, а также повышению уровня безопасности. Например, ИИ может прогнозировать пиковые нагрузки и автоматически распределять физические и виртуальные ресурсы, а также учитывать доступность источников энергии, что повышает экоустойчивость площадок.

Операторы ЦОД оказались на переднем фронте монументальных изменений — по некоторым оценкам, внедрение ПО на основе больших языковых моделей (LLM) в следующие пять лет станет столь же повсеместным, как и обычных веб-приложений, а новые технологии способны произвести революцию в любом бизнесе.

Китайский техногигант Tencent разместил солнечную электростанция в своём кампусе Tianjin High-Tech Cloud Data Center. Как сообщает Datacenter Dynamics, суммарная мощность установленных на крыше панелей составляет 10,54 МВт, они могут генерировать до 12 млн кВт∙ч ежегодно. В Tencent уже заявили, что такого количества энергии достаточно для снабжения до 6 тыс. домохозяйств.

Комапания пообещала стать углеродно-нейтральной к 2030 году. Сейчас на возобновляемую энергию приходится 54 % всего потребляемого ежегодно дата-центрами электричества, а более 70 % её кампусов ЦОД получают энергию из «зелёных» источников. У самой компании есть уже более 50 МВт собственных «зелёных» мощностей.

Источник изображения: Tencent

Энергия от новой станции проходит фильтрацию и преобразование для того, чтобы её было легче использовать, поскольку станция включена в основную энергосеть региона. Для хранения избыточной энергии установлено хранилище неназванного типа, а специальная ИИ-система управляет электропитанием ЦОД. В Tencent подчёркивают, что возобновляемые источники из-за нерегулярности поступления энергии значительно усложняют управление энергообеспечением дата-центров. Приходится прогнозировать расход электричества в зависимости от погоды и нагрузок, а также разрабатывать рекомендации по энергосбережению.

Объём энергии, потребляемой дата-центрами, в результате роста криптовалют и ИИ-систем может увеличится более чем вдвое за три года. С соответствующим прогнозом выступило Международное энергетическое агентство (IEA). Тем не менее, рост потребления компенсируется появлением новых источников энергии.

Как сообщает агентство, сегодня в мире насчитывается более 8 тыс. ЦОД, 33 % из которых находятся в США, 16 % в Европе и около 10 % в Китае. В 2022 году их суммарное потребление составило около 460 ТВт∙ч, а в 2026 году оно может превысить уже 1000 ТВт∙ч. В США за этот период потребление вырастет с 200 ТВт∙ч (4 % от общего энергопотребления страны) до почти 260 ТВт∙ч в 2026 году (6 %). Основными драйверами роста станут развитие сетей 5G, облачных сервисов и налоговые льготы для операторов ЦОД.

В Китае, по оценкам госорганов, потребление ЦОД должно удвоиться до 400 ТВт∙ч к 2030 году в сравнении с 2020 годом. IEA же прогнозирует, что уже к 2026 году потребление вырастет до 300 ТВт∙ч, а драйверами роста станут 5G и IoT. Наконец, в Евросоюзе потребление в 2022 году было немногим ниже 100 ТВт∙ч (около 4 %), там на тот момент было 1240 ЦОД. Большинство кампусов приходится на рынки FLAPD (Франкфурт, Лондон, Амстердам, Париж, Дублина), но планируется строительство и новых объектов. В 2026 году энергопотребление в секторе должно вырасти почти до 150 ТВт∙ч.

Источник изображения: IEA

Например, по оценкам IEA, уже к 2026 году в Ирландии, ставшей одним из важнейшим хабов для ЦОД, последние будут потреблять 32 % всей электроэнергии в стране — 82 дата-центра здесь уже функционируют, 14 строятся и возведение ещё 40 утверждается. В 2022 году речь шла лишь о 17 % энергопотребления страны. При этом энергетический кризис в стране так и не закончился.

Источник изображения: IEA

Быстрая интеграция ИИ во многих секторах экономики увеличивает общее потребление энергии ЦОД. Например, поисковики могут столкнуться с ростом потребления в 10 раз в случае тотального внедрения ИИ. С учётом кратной разницы в использовании электричества при запросах в обычном поисковике и обращений к LLM вроде ChatGPT, эксперты предполагают, что только поиск с помощью ИИ потребует 10 ТВт∙ч ежегодно. ИИ-индустрия в целом, как ожидается, в 2026 году будет потреблять минимум на порядок больше энергии, чем в 2023 году.

Что касается криптовалют, то в 2022 году на них пришлось около 110 ТВт∙ч (0,4 % от мирового энергопотребления). За базовый вариант берётся прогноз, при котором потребление в этом секторе к 2026 году вырастет более чем на 40 % до 160 ТВт∙ч. При этом скорость развития отрасли ещё предстоит уточнить.

Источник изображения: IEA

Всего к 2026 году потребление электричества вырастет лишь на 3,4 %. Впрочем, рост не должен вызвать острого дефицита — его компенсируют за счёт источников возобновляемой энергии вроде ветряных, солнечных и гидроэлектростанций. Кроме того, большая ставка делается на рост «мирного атома». Уже к 2026 году на источники энергии с низкими выбросами придётся почти половина мирового производства электричества, для сравнения — в 2023 году речь шла о менее 40 %. В целом рост энергопотребления будет меньше, чем рост генерации возобновляемой энергии.

Источник изображения: Bloomberg/IEA

По словам главы IEA Фатиха Бироля (Fatih Birol), сегодня энергетический сектор производит углекислого газа больше, чем любая другая сфера экономики, поэтому быстрый рост возобновляемой и атомной энергетики в ближайшие три года не может не обнадёживать. В то же время должна уменьшиться глобальная интенсивность выбросов, связанных с выработкой энергии. Ожидается, что она в среднем будет падать до 2026 года по 3,5 % ежегодно. Для Евросоюза этот показатель составит и вовсе 13 % в год.

Amazon утверждает, что в 2023 году компания стала крупнейшим корпоративным покупателем возобновляемой энергии в мире и инвестировала в более 100 новых проектов, связанных с ветряными и солнечными электростанциями. Как сообщает пресс-служба Amazon, IT-гигант заключил за год больше соглашений о покупке энергии (PPA), чем любой другой бизнес с 2020 года.

В своё время компания объявила о намерении добиться нулевых выбросов в атмосферу к 2040 году, но её нередко критикуют за недостаточную прозрачность отчётности, связанной с «зелёной» повесткой. На сегодня Amazon утверждает, что поддержала более 500 ветряных и солнечных проектов по всему миру. Когда все из них будут введены в эксплуатацию, то станут поставлять свыше 77 тыс. ГВт∙ч «чистой» энергии ежегодно — такого объёма, например, достаточно, чтобы удовлетворить потребности 7,2 млн домохозяйств США.

Источник изображения: Amazon

В числе новых инициатив Amazon за последние 12 месяцев — проект, в результате которого загрязнённую территорию старой угольной шахты в Мэриленде (США) перепрофилировали в солнечную электростанцию. Дополнительно компания поддержала свой первый проект по генерации возобновляемой энергии в Южной Корее, а также реализовала 10 похожих схем в Техасе. Все они уже прямо или косвенно снабжают ЦОД, офисы и другие объекты Amazon и поставляют чистую энергию в местные электросети. Кроме того, только в 2022 году экологические схемы Amazon обеспечили поддержку занятости, эквивалентной 39 тыс. рабочих мест.

В AWS уже заявили, что ещё в прошлом году более 90 % её операций выполнялись за счёт «зелёной» энергии и компания намерена оптимизировать производство и потребление таким образом, чтобы добиться 100 % использования возобновляемой энергии к 2025 году. При этом многие эксперты скептически относятся к энергетическим инициативам компании. В отличие от соперников вроде Microsoft Azure и Google Cloud, AWS не предлагают клиентам выбора ЦОД в зависимости от уровня выбросов. Более того, компания не публикует PUE своих объектов.

Эффективность PPA в качестве инструмента сокращения выбросов тоже остаётся под вопросом. Как сообщает Datacenter Dynamics, опубликованное в прошлом году исследование лаборатории ZERO Lab Принстонского университета свидетельствует, что покупка «зелёной» энергии в больших объёмах ведёт к непредвиденным последствиям. Поскольку PPA предусматривает закупку энергии без привязки к региону, генерация вредных выбросов просто смещается, а производство чистой энергии не развивается.

Исследователи считают, что закупки должны осуществляться с учётом времени генерации «зелёной» энергии, с почасовым сопоставлением потребления и производства. Некоторые игроки вроде Google и Microsoft уже заключили соглашения с соответствующими условиями, но в Amazon такие меры всё ещё не приняты.

В Кении начато строительство необычного для Африки дата-центра Ecocloud Data Centre в бизнес-парке KenGen Green Energy Park. По данным DataCenter Dynamics, питание 70-МВт ЦОД будет осуществляться исключительно за счёт геотермальной энергии.

Речь идёт о совместном проекте местной энергоснабжающей компании KenGen, организацией Konza Technopolis Development Authority (KoTDA) и местных инвесторов. По данным KenGen, речь идёт о первом проекте такого рода в Африке, а новый ЦОД станет первым резидентом KenGen Green Energy Park, размещённом на геотермальном поле, что позволит запитать дешёвой энергией ($0,07/кВт·ч) и дата-центр, и другие предприятия.

Местное правительство чрезвычайно заинтересовано в реализации новой инициативы. Уже заявлено о необходимости отказа от мощностей, увеличивающих углеродный след, и ведётся работа над поправками в законы о климате. В правительстве приветствуют строительство в стране большего количества «зелёных» ЦОД.

Источник изображения: KenGen/Twitter.com

В последнее время на рынке ЦОД Кении наблюдается высокая активность. Так, компания IXAfrica вслед за первым кампусом ЦОД готовится к строительству второго, а японская IIJ объявила об изучении возможности создания здесь же модульного контейнерного ЦОД. В конце 2022 года появилась информация о том, что Huawei намерена возглавить цифровую 5G-трансформацию на континенте, в том числе в Кении, опережая обладателей капиталов и технологий из США и Европы.

Соглашения о покупке энергии (PPA) обеспечивают оператором дата-центров возможность использовать электричество, получаемое из возобновляемых источников. Как сообщает DataCenter Dynamics, компания Microsoft заключила PPA сроком на 10 лет с новозеландской компанией Contact Energy, причём договор заключили ещё в сентябре 2022 года.

По имеющимся данным, это первый контракт Contact Energy такого типа в Новой Зеландии. Фактически Microsoft скупила на этот срок мощности, обеспечиваемые геотермальной электростанцией Te Huka Unit 3 — всего 41,4 МВт. Как сообщают в компании, электростанция, в свою очередь, получила уверенность в будущей поддержке и развитии своего проекта.

В прошлом году Contact Energy уже анонсировала намерение инвестировать порядка $182,4 млн в Unit 3. Это четвёртая геотермальная станция на площадке Te Huka, станция должна быть введена в эксплуатацию уже в конце 2024 года. Кроме того, компания работает над геотермальной станцией Tauhara на 168 МВт, которая тоже заработает уже в следующем году.

Источник изображения: Sophie Turner/unsplash.com

Microsoft сообщила о желании построить новый облачный регион Azure в Новой Зеландии ещё в 2020 году. С тех пор аналогичные намерения выразили AWS и Amazon, а AWS даже ранее в этом году заключила PPA на 103 МВт с компанией Mercury, также поставляющей возобновляемую энергию.

В прошлом году Microsoft анонсировала партнёрство с компанией Ecotricity, также являющейся поставщиком возобновляемой энергии в Новой Зеландии, хотя о сделке пока почти ничего не известно. В Microsoft New Zealand заявляют, что у компании в стране большие планы, а сотрудничество обеспечит более быстрый переход на 100 % возобновляемую энергию к 2025 году.

Помимо геотермальной, Microsoft покупает и другую энергию. Так, компания уже подписала несколько PPA о закупке энергии, частично поставляемой АЭС, а также PPA, предусматривающее возможную закупку электричества, которое потенциально будет вырабатываться за счёт термоядерного синтеза компанией Helion.

Японская Japan Renewable Energy Corporation (JRE) сообщила о достижении стабильной работы центра обработки данных, полностью обеспечиваемого электричеством, получаемым с помощью солнечных элементов питания, и охлаждаемого водой из скважины.

Ещё до анонса проекта японские власти рассказали о готовности регионов предложить место для размещения ЦОД подальше от Токио в рамках плана по децентрализации ЦОД — сейчас 60 % из них расположены в сейсмоопасном и уязвимом для цунами районе вблизи Токио, что грозит возможными перебоями в работе сервисов. В июне 2022 года было объявлено о реализации совместного проекта JRE и Morgenrot в префектуре Нагано возле солнечной электростанции, принадлежащей JRE.

JRE Nagano Omachi Solar Power Plant. Источник изображения: JRE

Микро-ЦОД контейнерного типа был создан компанией Mirait Corporation и введён в эксплуатацию в декабре 2022 года. ЦОД оптимизирован для ИИ- и HPC-нагрузок. В нём размещено 40 GPU-серверов с ускорителями AMD и NVIDIA. Система охлаждения ЦОД не предусматривает использования ХФУ-хладагентов и потребляет лишь воду из близлежащей скважины. Комплекс имеет PUE на уровне 1,1 и обеспечивает нулевые выбросы CO₂ (без учёта выбросов при строительстве и производстве оборудования).

Ресурсами серверов управляет компания Morgenrot, предоставляющая облачный сервис M:CPP (Morgenrot Computing Power Pool). Для Morgenrot это не первый реализованный проект «зелёного» ЦОД — компания имеет схожие мощности с питанием возобновляемой энергией по всему миру. Известно, что солнечная электростанция JRE Nagano Omachi Solar Power Plant имеет установленную мощность 2442 кВт и, как ожидается, сможет выдавать 3,5 млн кВт·ч ежегодно.

Оператор дата-центров Aruba Global Cloud приобрёл две гидроэлектростанции на итальянской реке Брембо. Они обеспечат дополнительной «зелёной» энергией кампус компании в провинции Бергамо. Оператор всерьёз подходит к реализации «зелёных» проектов — теперь у компании в собственности есть сразу девять ГЭС и ряд других источников экологически безопасной энергии.

Источник изображения: Aruba

Мощность новых ГЭС Paladina и Ponte Briolo составляет 2 МВт, они расположены на одной реке недалеко от ЦОД Aruba, расположенного на территории муниципалитета Понте-Сан-Пьетро провинции Бергамо. Ещё одна из уже имеющихся в распоряжении компании электростанций тоже расположена на той же реке. Суммарная мощность всех ГЭС компании достигает 9,2 МВт, а ежегодно компания намерена получать от них порядка 50 ГВт·ч.

Как сообщает DataCenter Dynamics, Aruba инвестировала немалые средства в «зелёные» источники энергии. Так, кампус в Понте-Сан-Пьетро (30 тыс. м²) питается от солнечных элементов совокупной мощностью почти 5 МВт, а также получает энергию от ГЭС и геотермальных источников. Но этого мало, поскольку в перспективе планируется нарастить площадь кампуса до 200 тыс. м² , а мощность довести до 60 МВт. Также у Aruba есть два объекта в городе Ареццо, а ещё два — в Риме и в чешском Ктише — пока строятся. Экологически чистая энергия будет поставляться как минимум на некоторые из этих площадок. В частности, солнечные панели будут активно применяться в римском ЦОД.

Крупные американские операторы ЦОД, по сообщению Datacenter Dynamics со ссылкой на исследование S&P Global, в течение 2022 года увеличили закупки энергии из возобновляемых источников приблизительно на 50 % по сравнению с предыдущим годом. Львиная доля таких контрактов приходится всего на четырёх гиперскейлеров: Amazon, Google, Meta✴ и Microsoft. Все они в перспективе намерены добиться нулевых выбросов парниковых газов в атмосферу.

Источник: S&P Global

Говорится, что дата-центры в США зарезервировали 40 ГВт «зелёной энергии». Это составляет примерно ⅔ от общего объёма ветровой и солнечной энергии, доступной американским корпоративным заказчикам. Лидером по закупкам является Amazon с контрактами на более чем 20 ГВт возобновляемой энергии. Google, Meta✴ и Microsoft занимают второе, третье и четвёртое места соответственно. Более мелкие заказчики, такие как Iron Mountain, Digital Realty, QTS и Switch, зарезервировали 1,5 ГВт. При этом Google, Microsoft и Iron Mountain стремятся к тому, чтобы их площадки питались возобновляемой энергией круглосуточно.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

На мировом рынке наблюдается аналогичная картина. С учётом потребностей Apple, «большая пятёрка» заключила контракты на закупку 45 ГВт «зелёной» энергии по всему миру — это более половины (приблизительно 57 %) от общей выработки, но без учёта изолированных источников вроде солнечных панелей на крышах самих ЦОД. Все вышеупомянутые компании намерены перейти на 100-% «зелёное» питание. Участники рынка полагают, что в долгосрочной перспективе темпы роста потребления возобновляемой энергии могут негативно повлиять на планы других предприятий по обеспечению нулевых углеродных выбросов.

Хотя гиперскейлеры заключили контракты на 40 ГВт возобновляемой энергии в США, текущая оценка их общего потребления составляет немногим более 22 ГВт, а в ближайшие несколько лет эта цифра вырастет до 33 ГВт. Такая картина объясняется тем, проекты по возобновляемым источникам энергии указывают свою пиковую мощность, в то время как средняя выработка электроэнергии намного ниже из-за погодных и других факторов.