Αυτή η δραματική αύξησητροφοδοτείται από τις διευρυνόμενες ανάγκες του υπολογιστικού νέφους, της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων και των εργασιών στην τεχνητή νοημοσύνη
Οι Ηνωμένες Πολιτείες βιώνουν μια άνευ προηγουμένου αύξηση της ζήτησης ισχύος για τα κέντρα δεδομένων τους, η οποία αναμένεται να διπλασιαστεί σε σχέση με τα επίπεδα του 2022, αγγίζοντας μέχρι και τα 35 GW έως το 2030.
Σύμφωνα με την RMI, η ενεργειακή ζήτηση για τα data centers θα αντιπροσωπεύει έως και το 7,5% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας της χώρας, με το επίπεδο αυτό της ζήτησης να ισοδυναμεί με την κατανάλωση ενέργειας σχεδόν του 1/3 των (40 εκατομμυρίων) αμερικανικών κατοικιών.
Αυτή η δραματική αύξηση, που σηματοδοτείται από το ρεκόρ των 4,3 GW μόνο το 2023, τροφοδοτείται από τις διευρυνόμενες ανάγκες του υπολογιστικού νέφους, της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων και των εργασιών στην τεχνητή νοημοσύνη (AI).
Ο αντίκτυπος αυτής της ανάπτυξης οδηγεί σε αυξανόμενες ανησυχίες σχετικά με την αξιοπιστία του ηλεκτρικού δικτύου αλλά και την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές, καθώς αυτές οι τόσο απαιτητικές πιέζουν το ήδη υπερφορτωμένο δίκτυο.
Πολλές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στρέφονται στο φυσικό αέριο ως λύση για την αντιμετώπιση της αύξησης της ζήτησης, ανακοινώνοντας ότι θα προσθέσουν 16,9 GW νέας παραγωγής φυσικού αερίου μεταξύ 2023 και 2027.
Ωστόσο, έχουν και άλλες επιλογές.
Η αύξηση του φορτίου των κέντρων δεδομένων θα μπορούσε να ξεπεράσει τα 100 δισεκατομμύρια δολάρια σε ετήσιες επενδύσεις που κατευθύνονται προς το ενεργειακό σύστημα- γεγονός που μπορεί να επηρεάσει μεταξύ άλλων και την κατανομή του κόστους που θα χρησιμοποιηθούν για την αντιμετώπισή του.
Τα κέντρα δεδομένων μπορούν να συμβάλουν στην αναδιαμόρφωση του ενεργειακού τοπίου και να διαμορφώσουν μια νέα κατάσταση για μεγαλύτερα ενεργειακά φορτία που θα προέλθουν από τα ηλεκτρικά οχήματα (EV), τη μεταφορά της βιομηχανίας στο εξωτερικό, τη μεταποίηση και τον εξηλεκτρισμό των κτιρίων.
Οι προληπτικές προσεγγίσεις για την αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων του δικτύου και την προώθηση της ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα και της αποθήκευσης είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση των προεπιλεγμένων ενεργειακών λύσεων που θα προσθέσουν μονάδες φυσικού αερίου, θα αναπτύξουν εφεδρικές γεννήτριες ντίζελ ή θα αναβάλουν την απόσυρση ορυκτών καυσίμων.
Τα κέντρα δεδομένων στον αγώνα της απανθρακοποίησης
Για να υποστηρίξουν αποτελεσματικά την αξιοπιστία του δικτύου και την απεξάρτηση από τον άνθρακα, οι εταιρείες κέντρων δεδομένων μπορούν να εφαρμόσουν τέσσερις στρατηγικές λύσεις: μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης, ενίσχυση της ευελιξίας της ζήτησης, αξιοποίηση της υπάρχουσας υποδομής του δικτύου και διαπραγμάτευση για πρόσθετη ενέργεια χωρίς άνθρακα και αποθήκευση.
Αυτές οι προσεγγίσεις αποτελούν κρίσιμες οδούς προς ένα πιο βιώσιμο και ανθεκτικό ενεργειακό μέλλον για τα κέντρα δεδομένων που υποστηρίζουν την πρόοδο σε επίπεδο συστήματος όσον αφορά την απαλλαγή από τον άνθρακα.
Μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης
Η ψύξη του κέντρου δεδομένων μπορεί να καταναλώνει περίπου το 40% της χρήσης ενέργειας των εγκαταστάσεων.
Ο κλάδος έχει σημειώσει σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία ψύξης, μεταβαίνοντας από τα παραδοσιακά συστήματα κλιματισμού σε πιο αποδοτικές λύσεις, όπως η ψύξη σε σειρά ή η απαγωγή θερμότητας με βάση το ψυκτικό μέσο.
Παρά τις βελτιώσεις αυτές, η πρόκληση της ψύξης εντείνεται, με τις τυπικές απαιτήσεις ισχύος ανά rack στα σημερινά κέντρα δεδομένων να αναμένεται να εκτοξευθούν από 10-14 kW σε 40-60 kW.
Μια ενδεχόμενη καλή λύση για την αντιμετώπιση αυτών των αυξημένων απαιτήσεων έρχεται από την Equinix, η οποία υιοθετεί την ΤΝ για τη δυναμική προσαρμογή της ψύξης ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες σε πραγματικό χρόνο.
Μέσω αυτής της τεχνολογίας, η εταιρεία πέτυχε αύξηση της ενεργειακής απόδοσης κατά 9%.
Ενίσχυση της ευελιξίας
Η ενίσχυση της ευελιξίας της ζήτησης είναι ένα κρίσιμο εργαλείο στη μάχη για την επίτευξη ενός αξιόπιστου δικτύου χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Τα κέντρα δεδομένων θα μπορούσαν να μετατοπίσουν έξυπνα τον φόρτο εργασίας επεξεργασίας δεδομένων σε ώρες ή γεωγραφικές περιοχές όπου το δίκτυο είναι λιγότερο επιβαρυμένο ή οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι πιο άφθονες.
Με αυτόν τον τρόπο, τα κέντρα δεδομένων μπορούν να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στη μείωση της πίεσης στα φορτία αιχμής και στη χρησιμοποίηση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Η εταιρεία Verrus, για παράδειγμα, που αποτελεί θυγατρική της Alphabet, σχεδιάζει κέντρα δεδομένων με επίκεντρο τη βιωσιμότητα.
Χρησιμοποιώντας λογισμικό για τη διαχείριση των φόρτων εργασίας και αξιοποιώντας την αποθήκευση μπαταριών σε κλίμακα δικτύου, η Verrus ανακοίνωσε σχέδια για κέντρα δεδομένων που θα μειώνουν δυναμικά το φορτίο ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής του δικτύου.
Αυτή η στρατηγική προσέγγιση μπορεί όχι μόνο να μειώσει την επιβάρυνση του δικτύου, αλλά και να ευθυγραμμίσει τις λειτουργίες των κέντρων δεδομένων στενότερα με τη διαθεσιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα.
Είναι σημαντικό να αναγνωριστεί ότι τα κίνητρα ευελιξίας της ζήτησης διαφέρουν μεταξύ των κέντρων δεδομένων.
Καλύτερη χρήση των υφιστάμενων υποδομών
Οι ουρές διασύνδεσης και οι αλυσίδες εφοδιασμού για την προσθήκη νέων υποδομών παραγωγής και μεταφοράς παραμένουν σταθερά εμπόδια στην επέκταση του φορτίου.
Οι εταιρείες κέντρων δεδομένων θα πρέπει να χρησιμοποιούν τις υπάρχουσες υποδομές πιο αποτελεσματικά αν επιθυμούν να συνεχίσουν να επεκτείνονται σε αγορές χαμηλής χωρητικότητας.
Οι τεχνολογίες βελτίωσης του δικτύου (GET), οι οποίες περιλαμβάνουν δυναμικές διαβαθμίσεις γραμμών, προηγμένους ελέγχους ροής ισχύος και βελτιστοποίηση τοπολογίας, προσφέρουν πιο αποδοτικές και γρήγορες εναλλακτικές λύσεις.
Οι εταιρείες κέντρων δεδομένων θα μπορούσαν να ενθαρρύνουν τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να αναπτύξουν GETs για να τις βοηθήσουν να συνδεθούν στο δίκτυο ταχύτερα και με χαμηλότερο κόστος αναβάθμισης της μεταφοράς και της διανομής και να ενισχύσουν την ικανότητά τους να επιτύχουν τους κλιματικούς στόχους μέσω της αυξημένης ενσωμάτωσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Παράλληλα, το πρόγραμμα επανεπένδυσης στις ενεργειακές υποδομές, μέρος του ευρύτερου νόμου για τη μείωση του πληθωρισμού (IRA), παρουσιάζει μια καινοτόμο ευκαιρία για τις εταιρείες κέντρων δεδομένων να προσθέσουν νέα φορτία, καθαρή παραγωγή ή αποθήκευση σε υφιστάμενες εγκαταστάσεις παραγωγής άνθρακα και φυσικού αερίου, αξιοποιώντας την ίδια υποδομή διασύνδεσης.
Αυτή η «καθαρή ανατροφοδότηση» θα μπορούσε ενδεχομένως να επιταχύνει την ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε σχέση με τη διαδικασία της ουράς διασύνδεσης.
Συμπέρασμα
Ο κλάδος των κέντρων δεδομένων, που προωθείται από την Τεχνητή Νοημοσύνη, βρίσκεται σε μια κρίσιμη καμπή.
Η αύξηση του φορτίου των κέντρων δεδομένων είναι πιθανότατα ένα crash test για ένα μεγαλύτερο κύμα φορτίων από τα EVs, τη βιομηχανία onshoring και την ηλεκτροδότηση κτιρίων και κατασκευών.
Το σημαντικό κεφάλαιο που οι εταιρείες κέντρων δεδομένων κατευθύνουν στο ενεργειακό σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την υποστήριξη της ανάπτυξης των έργων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, καθώς και των GETs και των νέων τεχνολογιών, όπως οι εικονικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας, η καθαρή σταθερή παραγωγή και η αποθήκευση μεγάλης διάρκειας.
Ο IRA εισήγαγε νέους τρόπους χρηματοδότησης και τοποθέτησης αυτών των έργων και τα έκανε προσιτά σε ένα ευρύτερο φάσμα πελατών ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, εάν οι εταιρείες κέντρων δεδομένων - καθώς και άλλοι πελάτες μεγάλου φορτίου - επικεντρωθούν μόνο στην επιτάχυνση της δικής τους διασύνδεσης και όχι στις ευρύτερες ανάγκες και ευκαιρίες σε επίπεδο συστήματος, η ενεργειακή βιομηχανία ίσως συνεχίσει σε μια πορεία business-as-usual, προσθέτοντας περισσότερο φυσικό αέριο, εγκαθιστώντας γεννήτριες ντίζελ ή καθυστερώντας τις αποσύρσεις ορυκτών καυσίμων, θέτοντας σε κίνδυνο τόσο τους εταιρικούς όσο και τους κρατικούς στόχους βιωσιμότητας.
www.worldenergynews.gr
Σύμφωνα με την RMI, η ενεργειακή ζήτηση για τα data centers θα αντιπροσωπεύει έως και το 7,5% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας της χώρας, με το επίπεδο αυτό της ζήτησης να ισοδυναμεί με την κατανάλωση ενέργειας σχεδόν του 1/3 των (40 εκατομμυρίων) αμερικανικών κατοικιών.
Αυτή η δραματική αύξηση, που σηματοδοτείται από το ρεκόρ των 4,3 GW μόνο το 2023, τροφοδοτείται από τις διευρυνόμενες ανάγκες του υπολογιστικού νέφους, της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων και των εργασιών στην τεχνητή νοημοσύνη (AI).
Ο αντίκτυπος αυτής της ανάπτυξης οδηγεί σε αυξανόμενες ανησυχίες σχετικά με την αξιοπιστία του ηλεκτρικού δικτύου αλλά και την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές, καθώς αυτές οι τόσο απαιτητικές πιέζουν το ήδη υπερφορτωμένο δίκτυο.
Πολλές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στρέφονται στο φυσικό αέριο ως λύση για την αντιμετώπιση της αύξησης της ζήτησης, ανακοινώνοντας ότι θα προσθέσουν 16,9 GW νέας παραγωγής φυσικού αερίου μεταξύ 2023 και 2027.
Ωστόσο, έχουν και άλλες επιλογές.
Η αύξηση του φορτίου των κέντρων δεδομένων θα μπορούσε να ξεπεράσει τα 100 δισεκατομμύρια δολάρια σε ετήσιες επενδύσεις που κατευθύνονται προς το ενεργειακό σύστημα- γεγονός που μπορεί να επηρεάσει μεταξύ άλλων και την κατανομή του κόστους που θα χρησιμοποιηθούν για την αντιμετώπισή του.
Τα κέντρα δεδομένων μπορούν να συμβάλουν στην αναδιαμόρφωση του ενεργειακού τοπίου και να διαμορφώσουν μια νέα κατάσταση για μεγαλύτερα ενεργειακά φορτία που θα προέλθουν από τα ηλεκτρικά οχήματα (EV), τη μεταφορά της βιομηχανίας στο εξωτερικό, τη μεταποίηση και τον εξηλεκτρισμό των κτιρίων.
Οι προληπτικές προσεγγίσεις για την αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων του δικτύου και την προώθηση της ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα και της αποθήκευσης είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση των προεπιλεγμένων ενεργειακών λύσεων που θα προσθέσουν μονάδες φυσικού αερίου, θα αναπτύξουν εφεδρικές γεννήτριες ντίζελ ή θα αναβάλουν την απόσυρση ορυκτών καυσίμων.
Τα κέντρα δεδομένων στον αγώνα της απανθρακοποίησης
Για να υποστηρίξουν αποτελεσματικά την αξιοπιστία του δικτύου και την απεξάρτηση από τον άνθρακα, οι εταιρείες κέντρων δεδομένων μπορούν να εφαρμόσουν τέσσερις στρατηγικές λύσεις: μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης, ενίσχυση της ευελιξίας της ζήτησης, αξιοποίηση της υπάρχουσας υποδομής του δικτύου και διαπραγμάτευση για πρόσθετη ενέργεια χωρίς άνθρακα και αποθήκευση.
Αυτές οι προσεγγίσεις αποτελούν κρίσιμες οδούς προς ένα πιο βιώσιμο και ανθεκτικό ενεργειακό μέλλον για τα κέντρα δεδομένων που υποστηρίζουν την πρόοδο σε επίπεδο συστήματος όσον αφορά την απαλλαγή από τον άνθρακα.
Μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης
Η ψύξη του κέντρου δεδομένων μπορεί να καταναλώνει περίπου το 40% της χρήσης ενέργειας των εγκαταστάσεων.
Ο κλάδος έχει σημειώσει σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία ψύξης, μεταβαίνοντας από τα παραδοσιακά συστήματα κλιματισμού σε πιο αποδοτικές λύσεις, όπως η ψύξη σε σειρά ή η απαγωγή θερμότητας με βάση το ψυκτικό μέσο.
Παρά τις βελτιώσεις αυτές, η πρόκληση της ψύξης εντείνεται, με τις τυπικές απαιτήσεις ισχύος ανά rack στα σημερινά κέντρα δεδομένων να αναμένεται να εκτοξευθούν από 10-14 kW σε 40-60 kW.
Μια ενδεχόμενη καλή λύση για την αντιμετώπιση αυτών των αυξημένων απαιτήσεων έρχεται από την Equinix, η οποία υιοθετεί την ΤΝ για τη δυναμική προσαρμογή της ψύξης ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες σε πραγματικό χρόνο.
Μέσω αυτής της τεχνολογίας, η εταιρεία πέτυχε αύξηση της ενεργειακής απόδοσης κατά 9%.
Ενίσχυση της ευελιξίας
Η ενίσχυση της ευελιξίας της ζήτησης είναι ένα κρίσιμο εργαλείο στη μάχη για την επίτευξη ενός αξιόπιστου δικτύου χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Τα κέντρα δεδομένων θα μπορούσαν να μετατοπίσουν έξυπνα τον φόρτο εργασίας επεξεργασίας δεδομένων σε ώρες ή γεωγραφικές περιοχές όπου το δίκτυο είναι λιγότερο επιβαρυμένο ή οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι πιο άφθονες.
Με αυτόν τον τρόπο, τα κέντρα δεδομένων μπορούν να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στη μείωση της πίεσης στα φορτία αιχμής και στη χρησιμοποίηση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Η εταιρεία Verrus, για παράδειγμα, που αποτελεί θυγατρική της Alphabet, σχεδιάζει κέντρα δεδομένων με επίκεντρο τη βιωσιμότητα.
Χρησιμοποιώντας λογισμικό για τη διαχείριση των φόρτων εργασίας και αξιοποιώντας την αποθήκευση μπαταριών σε κλίμακα δικτύου, η Verrus ανακοίνωσε σχέδια για κέντρα δεδομένων που θα μειώνουν δυναμικά το φορτίο ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής του δικτύου.
Αυτή η στρατηγική προσέγγιση μπορεί όχι μόνο να μειώσει την επιβάρυνση του δικτύου, αλλά και να ευθυγραμμίσει τις λειτουργίες των κέντρων δεδομένων στενότερα με τη διαθεσιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα.
Είναι σημαντικό να αναγνωριστεί ότι τα κίνητρα ευελιξίας της ζήτησης διαφέρουν μεταξύ των κέντρων δεδομένων.
Καλύτερη χρήση των υφιστάμενων υποδομών
Οι ουρές διασύνδεσης και οι αλυσίδες εφοδιασμού για την προσθήκη νέων υποδομών παραγωγής και μεταφοράς παραμένουν σταθερά εμπόδια στην επέκταση του φορτίου.
Οι εταιρείες κέντρων δεδομένων θα πρέπει να χρησιμοποιούν τις υπάρχουσες υποδομές πιο αποτελεσματικά αν επιθυμούν να συνεχίσουν να επεκτείνονται σε αγορές χαμηλής χωρητικότητας.
Οι τεχνολογίες βελτίωσης του δικτύου (GET), οι οποίες περιλαμβάνουν δυναμικές διαβαθμίσεις γραμμών, προηγμένους ελέγχους ροής ισχύος και βελτιστοποίηση τοπολογίας, προσφέρουν πιο αποδοτικές και γρήγορες εναλλακτικές λύσεις.
Οι εταιρείες κέντρων δεδομένων θα μπορούσαν να ενθαρρύνουν τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να αναπτύξουν GETs για να τις βοηθήσουν να συνδεθούν στο δίκτυο ταχύτερα και με χαμηλότερο κόστος αναβάθμισης της μεταφοράς και της διανομής και να ενισχύσουν την ικανότητά τους να επιτύχουν τους κλιματικούς στόχους μέσω της αυξημένης ενσωμάτωσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Παράλληλα, το πρόγραμμα επανεπένδυσης στις ενεργειακές υποδομές, μέρος του ευρύτερου νόμου για τη μείωση του πληθωρισμού (IRA), παρουσιάζει μια καινοτόμο ευκαιρία για τις εταιρείες κέντρων δεδομένων να προσθέσουν νέα φορτία, καθαρή παραγωγή ή αποθήκευση σε υφιστάμενες εγκαταστάσεις παραγωγής άνθρακα και φυσικού αερίου, αξιοποιώντας την ίδια υποδομή διασύνδεσης.
Αυτή η «καθαρή ανατροφοδότηση» θα μπορούσε ενδεχομένως να επιταχύνει την ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε σχέση με τη διαδικασία της ουράς διασύνδεσης.
Συμπέρασμα
Ο κλάδος των κέντρων δεδομένων, που προωθείται από την Τεχνητή Νοημοσύνη, βρίσκεται σε μια κρίσιμη καμπή.
Η αύξηση του φορτίου των κέντρων δεδομένων είναι πιθανότατα ένα crash test για ένα μεγαλύτερο κύμα φορτίων από τα EVs, τη βιομηχανία onshoring και την ηλεκτροδότηση κτιρίων και κατασκευών.
Το σημαντικό κεφάλαιο που οι εταιρείες κέντρων δεδομένων κατευθύνουν στο ενεργειακό σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την υποστήριξη της ανάπτυξης των έργων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, καθώς και των GETs και των νέων τεχνολογιών, όπως οι εικονικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας, η καθαρή σταθερή παραγωγή και η αποθήκευση μεγάλης διάρκειας.
Ο IRA εισήγαγε νέους τρόπους χρηματοδότησης και τοποθέτησης αυτών των έργων και τα έκανε προσιτά σε ένα ευρύτερο φάσμα πελατών ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, εάν οι εταιρείες κέντρων δεδομένων - καθώς και άλλοι πελάτες μεγάλου φορτίου - επικεντρωθούν μόνο στην επιτάχυνση της δικής τους διασύνδεσης και όχι στις ευρύτερες ανάγκες και ευκαιρίες σε επίπεδο συστήματος, η ενεργειακή βιομηχανία ίσως συνεχίσει σε μια πορεία business-as-usual, προσθέτοντας περισσότερο φυσικό αέριο, εγκαθιστώντας γεννήτριες ντίζελ ή καθυστερώντας τις αποσύρσεις ορυκτών καυσίμων, θέτοντας σε κίνδυνο τόσο τους εταιρικούς όσο και τους κρατικούς στόχους βιωσιμότητας.
www.worldenergynews.gr
