Pogled v prihodnost: Poganjanje revolucije umetne inteligence

Računska zmogljivost danes ni več omejena zgolj z razpoložljivostjo čipov, temveč vse pogosteje tudi z razpoložljivostjo električne energije in možnostjo priključitve na elektroenergetsko omrežje. Razvijalci in upravljavci podatkovnih centrov, ki obvladujejo tako proizvodnjo energije kot tudi dobavne verige, imajo praviloma prednost pri stroških in hitrosti izvedbe projektov.

Zagotavljanje zadostne količine električne energije je ključni pogoj za obstoj podatkovnega centra. Za upravljavce je energija hkrati osnovni pogoj za poslovanje in pomembno strateško tveganje – brez električne energije ni podatkovnega centra. Panoga se trenutno sooča z več pomembnimi izzivi.

• Zamude pri priključevanju na elektroenergetsko omrežje upočasnjujejo razvoj podatkovnih centrov
  Prvi izziv predstavljajo dolgotrajni postopki priključevanja na elektroenergetsko omrežje, ki bistveno omejujejo hitrost razvoja novih podatkovnih centrov. V Združenih državah Amerike danes od oddaje vloge za priključitev do začetka komercialnega obratovanja v povprečju mine več kot osem let, medtem ko so v nekaterih večjih mestnih območjih Evrope, Bližnjega vzhoda in Afrike (EMEA) čakalne dobe dolge od sedem do deset let.
  
• Oskrba z električno energijo je pogosto ogljično intenzivna in cenovno nestanovitna
  Za številne velike razvijalce podatkovnih centrov so cilji trajnostnega razvoja in finančni interesi pogosto v navzkrižju z ambicijami po širitvi zmogljivosti. V zadnjih petih letih so pomembno vlogo pri obvladovanju teh izzivov odigrale dolgoročne pogodbe o nakupu električne energije (Power Purchase Agreements – PPA), saj omogočajo večjo predvidljivost cen elektrike ter hkrati izboljšujejo trajnostni profil podjetij.

Vendar model, ki temelji na priključitvi na javno elektroenergetsko omrežje in pogodbah PPA, postaja vse bolj obremenjen. Zato se vse pogosteje razvijajo integrirani energetski parki, ki na eni lokaciji združujejo proizvodnjo električne energije, sisteme za shranjevanje energije in računske zmogljivosti. Takšna zasnova lahko bistveno skrajša čas priključitve na omrežje in zmanjša tveganja pri izvedbi projektov.

Nekateri največji ponudniki oblačnih storitev (t. i. hiperskalarni ponudniki) pa gredo še korak dlje – poleg uporabe energije vse pogosteje sami vlagajo v proizvodne zmogljivosti ali jih razvijajo skupaj z energetskimi partnerji.

Ko se upravljavci odločijo prevzeti nadzor nad lastno oskrbo z električno energijo, se pojavi naslednje vprašanje: kateri viri energije lahko zanesljivo zagotavljajo neprekinjeno oskrbo 24 ur na dan brez stalne potrebe po rezervnih virih?

Strežniške omare za izvajanje aplikacij umetne inteligence delujejo z razmeroma enakomerno porabo električne energije. Največje obremenitve običajno presegajo stalno porabo le za približno 10–15 %, zato je zanesljiv vir osnovne oziroma neprekinjene proizvodnje električne energije (baseload) pomembna prednost pri načrtovanju energetskih sistemov.

Plinske elektrarne so bile doslej pogosto privzeta izbira, saj jih je mogoče po potrebi hitro vključiti v obratovanje (so t. i. dispečabilni oziroma prilagodljivi viri, za razliko od sončnih ali vetrnih elektrarn) in lahko zagotavljajo neprekinjeno proizvodnjo električne energije. Zato nekateri razvijalci razmišljajo o gradnji plinskih elektrarn neposredno ob podatkovnih centrih ali v njihovi neposredni bližini, da bi pospešili njihovo priključitev in zagon.

Takšna rešitev pa prinaša tudi pomembne pomanjkljivosti. Proizvodnja električne energije iz zemeljskega plina povzroča emisije ogljikovega dioksida (CO₂), nihanje cen goriva pa povečuje negotovost dolgoročnih poslovnih načrtov. Za upravljavce, ki si prizadevajo za brezogljično poslovanje, plinske elektrarne praviloma niso zadostna rešitev, razen če vključujejo zajemanje in shranjevanje ogljika (CCS) ali so podprte z zelo visokim deležem proizvodnje iz obnovljivih virov energije.

Jedrska energija vse pomembnejši del razprav o napajanju podatkovnih centrov

Vse pomembnejšo vlogo v razpravah o oskrbi podatkovnih centrov z električno energijo dobiva jedrska energija. Jedrske elektrarne zagotavljajo neprekinjeno, nizkoogljično proizvodnjo električne energije v velikem obsegu, hkrati pa za enako proizvodnjo potrebujejo bistveno manj prostora kot primerljive sončne ali vetrne elektrarne.

Neto zmogljivost jedrskih reaktorjev v gradnji (MWe) – 10 vodilnih držav

Danes večina novih jedrskih elektrarn nastaja v državah, kjer zahodni hiperskalarni ponudniki (hyperscalers) svojih zmogljivosti ne širijo najhitreje (z izjemo Združenega kraljestva in Japonske ter posameznih območij Indije in Južne Koreje). Zato bo dejanski »boj za jedrske zmogljivosti« za potrebe umetne inteligence na Zahodu najverjetneje temeljil predvsem na ponovnem zagonu obstoječih jedrskih elektrarn.

Ponovni zagon jedrskih elektrarn je lahko bistveno hitrejši od gradnje novih objektov. Običajno vključuje obnovo turbin, generatorjev in nadzornih sistemov, ponovno polnjenje goriva, izvedbo varnostnih in okoljskih pregledov ter ponovno priključitev elektrarne na elektroenergetsko omrežje. Takšen pristop je praviloma hitrejši od gradnje na novi lokaciji (greenfield), saj lokacija, priključitev na omrežje in velik del infrastrukture že obstajajo.

Nekaj nedavnih primerov:

• Microsoft je sklenil 20-letni dogovor, povezan s ponovnim zagonom prvega bloka jedrske elektrarne Three Mile Island v Pensilvaniji.
• Amazon je sklenil dolgoročni dogovor s podjetjem Talen za oskrbo iz jedrske elektrarne Susquehanna v Pensilvaniji.
• Google pa je z družbo NextEra podpisal 25-letni sporazum za ponovni zagon jedrske elektrarne Duane Arnold v Iowi.

Države, ki omogočajo zasebne naložbe v jedrsko energijo, bodo po vsej verjetnosti pridobile pomembno konkurenčno prednost. Združene države Amerike, Kanada, Francija, Združeno kraljestvo, Švedska in Japonska imajo vzpostavljene regulatorne okvire, ki omogočajo zasebno sodelovanje pri razvoju jedrske energije, vključno z naprednimi tehnologijami, kot so mali modularni reaktorji (Small Modular Reactors – SMR). Ti trgi že privabljajo pomembne naložbe največjih ponudnikov oblačnih storitev ter nova strateška partnerstva.

Nasprotno pa bodo države, kjer je uporaba jedrske energije zakonsko ali ustavno prepovedana – na primer Nemčija, Avstrija, Danska in Irska – morda morale ponovno razmisliti o svoji energetski politiki, če želijo ostati konkurenčne pri privabljanju največjih kampusov za razvoj umetne inteligence.

Morda, vendar ta pot zanje ni tako preprosta. Hiperskalarni ponudniki imajo predvidljivo in stabilno povpraševanje ter zelo močne bilance stanja, kar jim omogoča lastništvo proizvodnih energetskih zmogljivosti. Ponudniki kolokacijskih storitev pa oskrbujejo raznoliko bazo najemnikov in poslujejo z nižjimi maržami, zato je neposredno lastništvo elektrarn zanje bistveno težje upravičiti.

Verjetnejši scenarij je, da bodo ponudniki kolokacijskih storitev sklepali skupna vlaganja (joint ventures) z energetskimi podjetji ter sodelovali pri razvoju skupnih energetskih kampusov. Tako bi si lahko zagotovili dolgoročen dostop do namenskih energetskih virov, ne da bi morali celotno naložbo vključiti v svoje bilance stanja.

Trgi se že odzivajo na povezovanje podatkovnih centrov in jedrske energije

Kapitalski trgi že odražajo vse tesnejšo povezavo med razvojem podatkovnih centrov in jedrsko energijo. Vlagatelji vse intenzivneje kupujejo delnice podjetij, ki proizvajajo opremo za jedrske elektrarne ali dobavljajo uran.

V zadnjih dveh letih so delnice podjetij iz jedrskega sektorja močno pridobile na vrednosti, skladi ETF, osredotočeni na jedrsko energijo, pa so svojo vrednost v približno 18 mesecih celo podvojili.