AI i procvat proizvodnje čistih tehnologija guraju američku elektroenergetsku mrežu do ruba. Komunalne usluge ne mogu pratiti
Ogromni dijelovi Sjedinjenih Država u opasnosti su od nedostatka struje jer se podatkovni centri koji gladuju električne energije i tvornice čiste tehnologije šire širom zemlje, ostavljajući komunalna poduzeća i regulatore da hvataju vjerodostojne planove za proširenje nacionalne škripave električne mreže.
U Gruziji, potražnja za industrijskom energijom skočila je na rekordno visoku razinu, s projekcijom potrošnje električne energije za sljedeće desetljeće sada 17 puta više nego što je bila samo nedavno. Arizona Public Service, najveće komunalno poduzeće u toj državi, također se bori da održi korak, predviđajući da će ostati bez kapaciteta prijenosa prije kraja desetljeća ako izostane veća nadogradnja.
Sjevernoj Virginiji treba ekvivalent nekoliko velikih nuklearnih elektrana za opsluživanje svih novih podatkovnih centara koji su planirani iu izgradnji. Teksas, gdje su nestašice struje već rutina u vrućim ljetnim danima, suočava se s istom dilemom.
Zastarjela elektroenergetska mreža
Sve veća potražnja pokreće strku da se pokuša iscijediti više soka iz zastarjele elektroenergetske mreže, dok tjera komercijalne kupce da idu krajnje daleko kako bi zatvorili izvore energije, kao što je izgradnja vlastitih elektrana.”Kada pogledate brojke, one su zapanjujuće”, rekao je Jason Shaw, predsjednik Komisije za javne usluge Georgije, koja regulira električnu energiju. “Tjera te da se počešeš po glavi i pitaš se kako smo završili u ovoj situaciji. Kako su projekcije bile tako daleko? Ovo je stvorilo izazov kakav nikada prije nismo vidjeli.”Predviđena nova potražnja za energijom u Sjevernoj Americi udvostručuje se 9-godišnja prognoza rasta potražnje za novom električnom energijom, u gigavat satima.Glavni čimbenik koji stoji iza vrtoglave potražnje je brza inovacija u umjetnoj inteligenciji, koja pokreće izgradnju velikih skladišta računalne infrastrukture koja zahtijevaju eksponencijalno više energije od tradicionalnih podatkovnih centara.
AI je također dio ogromnog povećanja računalstva u oblaku. Tehničke tvrtke poput Amazona, Applea, Googlea, Mete i Microsofta pretražuju naciju u potrazi za mjestima za nove podatkovne centre, a u potrazi su i mnoge manje poznate tvrtke.Proliferacija kripto rudarenja, u kojem se valute poput bitcoina obavljaju transakcije i kuju, također potiče rast podatkovnih centara. Sve to stavlja nove pritiske na preopterećenu mrežu — mrežu dalekovoda i elektrana koje prenose električnu energiju diljem zemlje. Uska grla rastu, ostavljajući i nove generatore energije, posebno čiste energije, i velike potrošače suočene sa sve većim vremenima čekanja za spajanje.
Situacija izaziva bitke diljem zemlje oko toga tko će platiti nove izvore energije, a regulatori se brinu da bi obveznici stambenih jedinica mogli zapeti s računom za skupe nadogradnje. Također prijeti da će ugušiti prijelaz na čišću energiju, jer rukovoditelji komunalnih poduzeća lobiraju za odgodu umirovljenja postrojenja na fosilna goriva i postavljanje više na internet. Nedostatak električne energije ugrožava njihovu sposobnost opskrbe energijom koja će biti potrebna za punjenje milijuna električnih automobila i kućanskih aparata potrebnih za postizanje državnih i saveznih klimatskih ciljeva.
Američki podatkovni centri oporezuju električnu mrežu
Potreba za energijom podatkovnog centra, u gigavatima. Svaki gigavat je otprilike količina energije koju proizvede velika nuklearna elektrana. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju, 2700 podatkovnih centara u zemlji potrošilo je više od 4 posto ukupne električne energije u zemlji 2022. Njegove projekcije pokazuju da će do 2026. godine trošiti 6 posto. Predviđanja industrije pokazuju da će centri pojesti veći udio električne energije u SAD-u u godinama koje slijede, budući da potražnja iz stambenih i manjih komercijalnih objekata ostaje relativno nepromijenjena zahvaljujući stalnom povećanju učinkovitosti uređaja i sustava grijanja i hlađenja.
Operateri podatkovnih centara traže da se priključe na regionalne električne mreže u isto vrijeme kada industrijska politika Bidenove administracije mami tvrtke da grade tvornice u Sjedinjenim Državama tempom koji nije viđen desetljećima. To uključuje proizvođače “čiste tehnologije”, kao što su solarni paneli i baterije za električne automobile, koji su namamljeni unosnim federalnim poticajima. Kompanije su najavile planove za izgradnju ili proširenje više od 155 tvornica u ovoj zemlji tijekom prve polovice Bidenove administracije, prema Institutu za istraživanje električne energije, organizaciji za istraživanje i razvoj. Još od ranih 1990-ih izgradnja tvornica nije predstavljala tako velik udio u američkoj građevinskoj potrošnji, navodi grupa.
Projekcije komunalnih poduzeća za količinu energije koja će im trebati u sljedećih pet godina gotovo su se udvostručile i očekuje se da će rasti, prema pregledu regulatornih podnesaka od strane istraživačke tvrtke Grid Strategies.
Jurnjava za moći
U prošlosti su tvrtke pokušavale smjestiti svoje podatkovne centre u područja s velikom internetskom infrastrukturom, velikim brojem tehnoloških talenata i atraktivnim državnim poticajima. Ali te se lokacije iskorištavaju.Zajednice koje su imale malo veze s računalnom industrijom sada su se našle usred zemljišne gužve, a programeri podatkovnih centara preplavljuju njihova tržišta zahtjevima za spajanjem na mrežu. Dužnosnici u Columbusu, Ohio; Altoona, Iowa; i Fort Wayne, Ind. razvijači podatkovnih centara agresivno se udvaraju. Ali opskrba električnom energijom na nekim od tih tržišta drugog izbora već je pri kraju, gurajući programere sve dalje, u nekim slučajevima u žitna polja, prema JLL-u, tvrtki za komercijalne nekretnine koja služi tehnološkoj industriji.Grid Strategies upozorava u svom izvješću da “postoje stvarni rizici da bi neke regije mogle propustiti prilike za gospodarski razvoj jer grid ne može pratiti.”
“Posvuda vidimo da elektroenergetske tvrtke govore: ‘Ne znamo možemo li ovo podnijeti; moramo revidirati naš sustav; nikada prije nismo imali posla s ovakvom vrstom priljeva’, rekao je Andy Cvengros, direktor tržišta podatkovnih centara u JLL-u. “Svi sada jure za moći. Spremni su ga svugdje tražiti.””Vidjeli smo učetverostručenje vrijednosti zemljišta u nekim dijelovima Columbusa i utrostručenje u područjima Chicaga”, rekao je. “Ne radi se o zemlji. Radi se o pristupu moći.” Neki poduzetnici, rekao je, morali su prodati nekretninu koju su kupili po prenapuhanim cijenama s gubitkom, nakon što je komunalije preplavila žurba za priključkom na mrežu.Ponovno promišljanje poticajaSve se to događa u isto vrijeme kad energetska tranzicija usmjerava veliki broj Amerikanaca da se oslanjaju na električnu mrežu za gorivo vozila, dizalica topline, indukcijskih peći i svih vrsta drugih kućanskih uređaja koji su prije radili na fosilna goriva.
Ogromna količina čiste energije također je potrebna za stvaranje zelenog vodika za koji se zalaže Bijela kuća, dok programeri žure s izgradnjom postrojenja koja mogu proizvesti moćno gorivo s nultom emisijom, namamljeni velikodušnim saveznim subvencijama. Planeri su sve više zabrinuti da mreža ne će biti dovoljno zelena ili dovoljno snažna da ispuni ove zahtjeve.Već velika potrošnja energije odgađa zatvaranje tvornica ugljena u Kansasu, Nebraski, Wisconsinu i Južnoj Karolini. U Georgiji, najveća elektroenergetska tvrtka u državi, Georgia Power, zaprepastila je regulatore kada je nedavno otkrila koliko su njezine projekcije bile izvanredne, ukazujući na podatkovne centre kao glavnog krivca.Očekivani slom vlasti u GeorgijiKoličina nove električne energije koju Georgia Power treba uključiti kako bi zadovoljila predviđenu zimsku potražnju, u megavatima. Zahtjev je naveo dužnosnike Georgije da preispitaju državnu politiku nuđenja poticaja za privlačenje računalnih operacija, koje stvaraju malo radnih mjesta, ali mogu povećati proračune zajednice kroz pozamašne poreze na imovinu koje plaćaju.
Najviši čelnici Zastupničkog doma i Senata Georgije, obojica republikanci, zalažu se za pauzu u poticajima za podatkovne centre.Regulatori u Georgiji, u međuvremenu, istražuju kako zaštititi porezne obveznike, a istodobno osigurati dovoljno snage za zadovoljenje potreba najcjenjenijih novih stanara u državi: tvrtki čistih tehnologija. Tvornice koje opskrbljuju tržišta električnih vozila i zelene energije žure se smjestiti u Gruziju velikim dijelom zahvaljujući obećanjima jeftine, pouzdane električne energije.Kad je industrija podatkovnih centara počela tražiti nova čvorišta, “Atlanta je bila kao, ‘Pokreni'”, rekao je Pat Lynch, koji vodi tim rješenja za podatkovne centre u divu za nekretnine CBRE. “Sada Georgia Power upozorava na ograničenja. … Nestašice komunalnih usluga pred ovim zahtjevima podatkovnih centara događaju se na gotovo svakom tržištu.”Slična dinamika odvija se u vrlo različitoj regiji: pacifičkom sjeverozapadu.
U Oregonu, Portland General Electric nedavno je udvostručio svoju prognozu nove potražnje za električnom energijom u sljedećih pet godina, navodeći podatkovne centre i “brzi industrijski rast” kao pokretače.Taj nedostatak struje bacio je ključ u planove Michaela Halaburde i Armana Khalilija, dugogodišnjih programera podatkovnih centara čiji najnoviji projekt uključuje prenamjenu tvornice pločica bez naftalina u području Portlanda. Njih dvoje su prije samo nekoliko mjeseci bili pod dojmom da će bez problema dobiti struju koja im je potrebna za rad mjesta. Zatim ih je elektroenergetska tvrtka upozorila da će morati napraviti “studiju vodova i opterećenja” kako bi procijenila može li opskrbiti postrojenje sa 60 megavata električne energije – što je otprilike količina potrebna za napajanje 45.000 domova.Izlazak s mrežePortlandski projekt koji Halaburda i Khalili razvijaju sada će se velikim dijelom pokretati izvanmrežnim visokotehnološkim gorivnim ćelijama koje prirodni plin pretvaraju u električnu energiju s niskim emisijama.
Velike tehnološke tvrtke i AI
Tehnologija će biti nadopunjena bilo kojom strujom koja se može osigurati iz mreže. Partneri su odlučili da na svom sljedećem projektu, u Južnom Teksasu, uopće neće riskirati s mrežom. Umjesto toga, bušit će tisuće stopa u zemlju kako bi crpili geotermalnu energiju. Halaburda rast vidi kao dobar za državu i gospodarstvo. “Ali nitko nije uzeo u obzir kuda sve ovo ide”, rekao je. “U sljedećih nekoliko godina, osim ako se stvarno ne usredotočimo na proširenje mreže i njezinu robusnost, vidjet ćemo kako prilike padaju u vodu jer ne možemo dovesti struju tamo gdje je potrebna.”Tvrtke se sve više okreću takvim eksperimentima izvan mreže jer raste njihova frustracija zbog zastoja u tradicionalnoj nacionalnoj električnoj mreži. Microsoft i Google su među tvrtkama koje se nadaju da će energetski intenzivne industrijske operacije u konačnici moći pokretati male nuklearne elektrane na licu mjesta, a Microsoft je čak uključio AI u rad pokušavajući pojednostaviti težak proces dobivanja odobrenja za elektrane. Microsoft je također potpisao ugovor o kupnji energije od tvrtke koja pokušava razviti fuzijsku energiju bez emisija. Ali izlazak iz mreže donosi svoje velike regulatorne izazove i izazove stjecanja zemljišta. Zamišljena vrsta nuklearnih elektrana, na primjer, još nije ni operativna u Sjedinjenim Državama. Fuzijska energija još ne postoji.
Velike tehnološke tvrtke također istražuju načine na koje AI može pomoći da mreža radi učinkovitije. I razvijaju platforme koje tijekom razdoblja vršne potražnje za energijom “mogu prebaciti računalne zadatke i njihovu povezanu potrošnju energije u vrijeme i na mjesta gdje je energija bez ugljika dostupna u mreži”, prema Googleu. No ispunjavanje njihovih obećanja o nultim emisijama i njihovih ambicija u pogledu inovacija AI postaje sve kompliciranije kako energetske potrebe njihovih podatkovnih centara rastu.”Ovi problemi neće nestati”, rekao je Michael Ortiz, izvršni direktor Layer 9 Data Centers, američke tvrtke koja želi izbjeći zastoj ovdje gradnjom u Meksiku. “Podatkovni centri morat će postati učinkovitiji i moramo koristiti čistije izvore učinkovite energije, poput nuklearne.”
Dužnosnici u Equinixu, jednoj od najvećih svjetskih kompanija za podatkovne centre, rekli su da su eksperimentirali s gorivim ćelijama kao rezervnim napajanjem, ali se i dalje nadaju da mogu zadržati električnu mrežu kao glavni izvor električne energije za nove projekte.Zastoj već tjera dužnosnike koji nadziru prijelaz na čistu energiju u nekim od najvećih zračnih luka u zemlji da pogledaju dalje od mreže. Količina energije koju će trebati samo za punjenje flote električnih vozila za iznajmljivanje i kamiona za zemaljsko održavanje je ogromna. Analiza pokazuje da će se potražnja za električnom energijom udvostručiti do 2030. u zračnim lukama Denver i Minneapolis.
Do 2040. trebat će im više od tri puta više električne energije nego sada, prema studiji koju su naručili gigant za iznajmljivanje automobila Enterprise, Xcel Energy i Jacobs, konzultantska tvrtka.”Komunalna poduzeća neće moći djelovati dovoljno brzo da osiguraju sve te kapacitete”, rekla je Christine Weydig, potpredsjednica odjela za prijevoz u tvrtki AlphaStruxure, koja dizajnira i vodi projekte čiste energije. “Infrastruktura ne postoji. Bit će potrebna drugačija rješenja.” Zračne luke, rekla je, gledaju na dramatično proširenje upotrebe “mikrogreža” čiste energije koje mogu izgraditi na licu mjesta. Bidenova administracija je smanjivanje uskog grla mreže postavila kao prioritet, ali to je politički naporan proces, a federalne ovlasti su ograničene. Izgradnja potrebnih dalekovoda i prijenosnih stanica uključuje veliku kupnju zemljišta, iscrpne ekološke analize i pregovore kako bi se odredilo tko bi trebao platiti koje troškove. Proces se odvija kroz državne regulatorne agencije i borbe između država oko toga tko zapne s računom i kuda dalekovodi trebaju ići rutinski tonu i odgađaju predložene projekte. Količina novih dalekovoda instaliranih u Sjedinjenim Državama naglo je pala od 2013., kada je dodano 4000 milja. Sada se nacija bori da na Internetu dovede čak 1000 novih milja godišnje. Usporavanje ima stvarne posljedice ne samo za tvrtke nego i za klimu. Grupa znanstvenika predvođena profesorom Sveučilišta Princeton Jessejem Jenkinsom upozorila je u izvješću da do 2030. Sjedinjene Države riskiraju gubitak 80 posto potencijalnog smanjenja emisija iz zakona o klimi koji je potpisao predsjednik Biden, Zakona o smanjenju inflacije, ako tempo izgradnje prijenosa sada se ne podiže dramatično.Dok širenje podatkovnih centara stavlja veći pritisak na države da odobre nove dalekovode, to također komplicira zadatak. Dužnosnici u Marylandu, na primjer, prosvjeduju protiv plana za 5,2 milijarde dolara u infrastrukturi koja bi prenosila energiju do ogromnih podatkovnih centara u okrugu Loudoun, Va.
Ured narodnog vijeća Marylanda, vladina agencija koja se zalaže za porezne obveznike, nazvao je plan mrežnog operatera PJM-a. “u osnovi nepošteno”, tvrdeći da bi to moglo dovesti do toga da korisnici komunalnih usluga iz Marylanda plaćaju prijenos električne energije podatkovnim centrima kojima se Virginia agresivno udvarala i koja ih koristi za iznenadni prihod od poreza.Napetosti oko toga tko dobiva struju iz mreže i kako ona dolazi do njih samo će se pojačati kako opskrba postaje sve manja.U Teksasu, dramatičan porast podatkovnih centara za kripto rudarenje pokreće raspravu o tome jesu li oni skupi odvod preopterećene mreže. Analiza konzultantske tvrtke Wood Mackenzie otkrila je da bi energija potrebna za kripto operacije s ciljem povezivanja s mrežom bila jednaka četvrtini električne energije koja se koristi u državi na vrhuncu potražnje. Za razliku od podatkovnih centara kojima upravljaju velike tehnološke tvrtke kao što su Google i Meta, kripto rudari općenito ne grade projekte obnovljive energije s ciljem opskrbe mreže dovoljno energije bez emisija za pokrivanje svojih operacija.
Rezultat je, rekao je Ben Hertz-Shargel, autor analize Wood Mackenzieja, da iscrpljivanje kripto mreže prijeti sprječavanju sposobnosti Teksasa da pokreće druge operacije gladne energije koje bi mogle potaknuti inovacije i gospodarski rast, kao što su tvornice koje proizvode zeleno vodikovo gorivo s nultim emisijama ili industrijska punionica koja omogućuju elektrifikaciju voznog parka kamiona i autobusa.Ali nakon desetljeća u kojima je struja bila lako dostupna, regulatori i rukovoditelji komunalnih poduzeća diljem zemlje općenito nemaju ovlasti odrediti prioritete koji će se projekti povezati. Prvi dođe, prvi posluženo. A red postaje sve duži. Kako bi odgovorile na poziv, neke su države donijele zakone za zaštitu pristupa kripto rudarenja ogromnim količinama energije.”Zakonodavci moraju razmisliti o ovome”, rekao je Hertz-Shargel o dodjeli sve ograničenije količine energije. “Postoji rizik da će strateške industrije koje žele u svojim državama imati izazovno vrijeme postavljanja na tim mjestima. Evan Halper je poslovni izvjestitelj za The Washington Post, koji pokriva energetsku tranziciju. Njegov rad fokusiran je na napetosti između potražnje za energijom i dekarbonizacije gospodarstva. U The Post je došao iz Los Angeles Timesa, gdje je proveo dva desetljeća, a nedavno je izvještavao o unutarnjoj politici i predsjedničkoj politici iz ureda u Washingtonu.
