Новостные заголовки постоянно пестрят упоминаниями об искусственном интеллекте (ИИ) и энергетике, но подавляющее большинство из нас остается в неведении относительно реальных последствий. Да, вы наверняка читали, что ИИ спровоцирует рост спроса на электроэнергию. Однако понять, как это вписывается в существующую и будущую энергосистему, по заголовкам бывает сложно. Это актуально даже для тех, кто работает в этой сфере.
Свежий отчет Международного энергетического агентства (МЭА) подробно разбирает взаимосвязь между ИИ и потреблением энергии. Считаю, что стоит проанализировать некоторые данные, чтобы прояснить ситуацию. Ниже представлены четыре графика из этого отчета, суммирующие ключевые моменты по влиянию ИИ на энергетический сектор.
1. ИИ требует огромной мощности, и миру придется наращивать объемы выработки электроэнергии.
Этот тезис наиболее очевиден, но его необходимо постоянно повторять: бум ИИ неизбежно приведет к резкому увеличению потребности в электроэнергии со стороны центров обработки данных (ЦОД). Как отмечается в резюме отчета МЭА, «ИИ прошел путь от академического увлечения до индустрии со ставками в триллионы долларов».
В 2020 году ЦОД потребляли менее 300 тераватт-часов (ТВт·ч) электроэнергии. В ближайшие пять лет этот показатель может вырасти почти до 1000 ТВт·ч, что превышает текущее общее потребление электроэнергии в Японии.
На сегодняшний день США обладают примерно 45% мировых мощностей ЦОД, за ними следует Китай. Эти две страны, по прогнозам, будут доминировать в общей мощности до 2035 года.
2. В краткосрочной перспективе электричество для ЦОД будет в основном поступать от ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ, однако после 2030 года ключевую роль могут сыграть атомная энергетика и возобновляемые источники.
Отчет МЭА довольно оптимистично оценивает потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для питания ЦОД. По прогнозам, к 2035 году почти половина мирового прироста будет обеспечена за счет ВИЭ, таких как ветер и солнце. (В Европе, по прогнозам МЭА, ВИЭ покроют 85% нового спроса.)
Однако в ближайшее время также увеличится использование природного газа и угля. Согласно прогнозам МЭА, дополнительные 175 ТВт·ч, полученные за счет газа, помогут удовлетворить спрос в течение следующего десятилетия, преимущественно в США. Другой отчет, опубликованный на этой неделе энергетическим консалтинговым агентством BloombergNEF здесь, предполагает, что роль ископаемого топлива будет даже более значительной, чем прогнозирует МЭА, составляя две трети дополнительной выработки электроэнергии до 2035 года.
Атомная энергетика, которую активно поддерживают крупные технологические компании для обеспечения своих операций без массовых выбросов, начнет играть заметную роль после 2030 года, согласно данным МЭА.
3. ЦОД — лишь малая часть ожидаемого роста спроса на электроэнергию в этом десятилетии.
Когда мы говорим об энергетической нагрузке, нам стоит уделять больше внимания бытовой технике, промышленности и электромобилям! Рост спроса на электроэнергию обусловлен множеством факторов: электромобили, кондиционирование воздуха и бытовые приборы по отдельности будут стимулировать больший рост спроса, чем ЦОД до конца десятилетия. В совокупности ЦОД составляют немногим более 8% от ожидаемого спроса на электроэнергию к 2030 году.
Однако здесь наблюдаются интересные региональные различия. В развивающихся экономиках рост спроса будет больше связан с кондиционированием воздуха, чем с центрами обработки данных. С другой стороны, в США спрос со стороны потребителей и промышленности на протяжении многих лет оставался относительно стабильным, поэтому вновь растущий спрос от высокопроизводительных вычислений составит более значительную долю.
4. ЦОД имеют тенденцию группироваться вместе и располагаться близко к населенным пунктам, что создает уникальную проблему для энергосистемы.
Энергосистема не привыкать к объектам, потребляющим огромное количество энергии: цементные заводы, алюминиевые плавильные цеха и угольные шахты — все они требуют больших объемов мощности в одном месте. Однако ЦОД представляют собой нечто иное.
Во-первых, они имеют свойство концентрироваться в плотные кластеры. В глобальном масштабе ЦОД потребляют около 1,5% от общего спроса на электроэнергию. Но в Ирландии эта цифра достигает 20%, а в Вирджинии — 25%. Эта тенденция, вероятно, сохранится: половина ЦОД, находящихся на стадии разработки в США, расположена в уже существующих кластерах.
Кроме того, центры обработки данных, как правило, находятся ближе к городским районам, чем другие энергоемкие объекты, например, заводы или шахты.
Поскольку ЦОД расположены близко друг к другу и к жилым районам, они могут оказывать существенное влияние на регионы своего размещения — либо за счет подключения к местным сетям большего количества ископаемого топлива вблизи городов, либо за счет дополнительной нагрузки на местную инфраструктуру. А возможно, и того, и другого.
В целом, ИИ и центры обработки данных в более широком смысле станут серьезным фактором роста энергопотребления. Это не вся картина, но это уникальный аспект нашей энергетической реальности, за которым необходимо продолжать следить в будущем.
