Тысячи акров земли в сельской местности на северо-востоке Луизианы пустовали почти два десятилетия. Власти штата приобрели этот участок в округе Ричленд в 2006 году, надеясь стимулировать экономическое развитие одного из беднейших регионов штата. Долгое время эти бывшие сельскохозяйственные поля продвигались как мега-площадка «Франклин Фарм», сначала для автопроизводителей (безрезультатно), а затем для других отраслей, которым могло бы понадобиться более тысячи акров земли прямо у межштатной автомагистрали.
Этот материал является частью серии «Энергоголод: ИИ и наше энергетическое будущее», посвященной энергетическим потребностям и углеродным издержкам революции искусственного интеллекта.
Неудивительно, что политики штата и местные чиновники были в экстазе, когда появилась Meta. В декабре компания объявила о планах построить на этом участке массивный дата-центр стоимостью $10 миллиардов для обучения своих моделей искусственного интеллекта, запуск которого ожидается в 2028 году. «Смена правил игры», — заявил губернатор Джефф Лэндри, упоминая создание 5000 рабочих мест на этапе строительства и 500 рабочих мест в самом дата-центре, назвав это крупнейшей частной капиталовложением в истории штата. Из сельской глуши — в сердце бурно развивающейся революции ИИ!
Дата-центр ИИ также обещает трансформировать энергетическое будущее штата. Простираясь в длину более чем на милю, он станет крупнейшим объектом Meta в мире и будет обладать колоссальным аппетитом к электроэнергии, требуя два гигаватта только для вычислений (потребление на охлаждение и другие нужды здания добавит к этой цифре). Когда он начнет работать, это будет сродни внезапному добавлению к региональной энергосистеме приличного по размеру города — города, который никогда не спит и нуждается в постоянном и бесперебойном потоке электричества.
Для обеспечения дата-центра энергией компания Entergy планирует потратить $3,2 миллиарда на строительство трех крупных газотурбинных электростанций общей мощностью 2,3 гигаватта и модернизацию сети для компенсации этого огромного скачка спроса. В своей заявке в регулирующий орган штата Entergy признала, что газовые станции «выделяют значительное количество CO2», но заявила, что этот источник энергии был единственным доступным выбором, учитывая необходимость быстро удовлетворить круглосуточный спрос огромного дата-центра.
Meta заявила, что будет работать с Entergy над тем, чтобы в конечном итоге ввести в эксплуатацию не менее 1,5 гигаватта новых возобновляемых источников энергии, включая солнечную, но еще не определила, какие именно проекты будут финансироваться и когда эти инвестиции будут сделаны. Тем временем новые газовые установки, запуск которых запланирован с 2028 года и чей типичный срок службы составляет около 30 лет, еще больше закрепят приверженность штата ископаемому топливу.
Эта разработка вызвала большой интерес в Конгрессе США; на прошлой неделе Шелдон Уайтхаус, старший член Комитета Сената по охране окружающей среды и общественных работ, направил письмо Meta, в котором раскритиковал план компании по обеспечению дата-центра энергией за счет «новых и не сопровождаемых улавливанием выбросов газовых генераторов» и отметил, что обещания по компенсации выбросов «путем финансирования улавливания углерода и солнечного проекта являются расплывчатыми и малоутешительными».
Выбор природного газа в качестве основного решения для удовлетворения растущего спроса на энергию ИИ не уникален для Луизианы. Ископаемое топливо уже является основным источником электрогенерации в стране, и крупные газовые установки строятся по всей стране для подачи электричества на новые и планируемые дата-центры ИИ. Хотя некоторые климатические активисты надеялись, что более чистая возобновляемая энергия скоро вытеснит его, растущий спрос со стороны дата-центров практически сводит на нет любые перспективы того, что США скоро откажутся от природного газа.
«В сложившейся ситуации природный газ — это «стандартный выбор» для удовлетворения взрывного спроса со стороны дата-центров ИИ», — говорит Дэвид Виктор, политолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего и содиректор его Проекта глубокой декарбонизации. «Газовую установку вы знаете, как строить, вы примерно знаете, сколько она будет стоить, и вы знаете, как ее масштабировать и получить одобрение», — отмечает Виктор. «Даже [ИИ] компании, которые стремятся к низкому профилю выбросов и активно продвигают низкоуглеродные или нулевые выбросы, не будут иметь другого выбора, кроме как использовать газ».
Предпочтение природному газу особенно заметно на Американском Юге, где в таких штатах, как Вирджиния, Северная Каролина, Южная Каролина и Джорджия, планируется строительство нескольких крупных газовых электростанций. По данным недавнего отчета, коммунальные службы этих штатов планируют строительство около 20 гигаватт новых газовых электростанций в течение следующих 15 лет. И большая часть нового спроса — особенно в Вирджинии, Южной Каролине и Джорджии — исходит от дата-центров; в этих трех штатах на дата-центры приходится около 65-85% прогнозируемого роста нагрузки.
«Это долгосрочное обязательство в совершенно неверном направлении», — говорит Грег Бапперт, старший юрист из Южного экологического правового центра в Шарлотсвилле, Вирджиния. Если все предложенные газовые установки будут построены на Юге в ближайшие 15 лет, по его словам, «нам придется признать, что мы не достигнем целей по сокращению выбросов».
Но даже несмотря на то, что природный газ, похоже, останется значительной частью нашего энергетического будущего, остается много вопросов о том, как именно будет выглядеть его продолжающееся доминирование.
Во-первых, никто точно не знает, сколько электроэнергии потребуется дата-центрам ИИ в будущем и насколько велика будет жажда компаний к природному газу. Спрос на ИИ может угаснуть. Или компании, занимающиеся ИИ, могут предпринять согласованные усилия по переходу на возобновляемые источники энергии или атомную энергетику. Такие возможности означают, что США могут оказаться на пути к избыточному строительству газовых мощностей, что оставит регионы обремененными ненужными и загрязняющими окружающую среду ископаемыми «динозаврами», а жителей — с заоблачными счетами за электроэнергию для погашения сегодняшних инвестиций.
Хорошая новость заключается в том, что такие риски, вероятно, можно будет урегулировать в ближайшие несколько лет, если — а это большое «если» — компании ИИ будут более прозрачными в отношении того, насколько гибкими могут быть их, казалось бы, неутолимые энергетические потребности.
Господство природного газа
Природный газ в США сегодня дешев и обилен. Два десятилетия назад огромные запасы были обнаружены в сланцевых залежах, разбросанных по всей стране. В 2008 году, когда фрекинг сделал возможным добычу больших объемов газа из сланца, природный газ продавался по цене $13 за миллион БТЕ (единица измерения тепловой энергии); в прошлом году, его средняя цена составила всего $2,21, что является самой низкой среднегодовой ценой (с поправкой на инфляцию) за всю историю наблюдений, по данным Управления энергетической информации США (EIA).
Примерно к 2016 году природный газ вытеснил уголь как основной источник электрогенерации в США. И сегодня — несмотря на быстрый рост солнечной и ветровой энергии и заслуженный энтузиазм по поводу падающих цен на такое возобновляемое сырье — природный газ остается королем, обеспечивая около 40% электроэнергии, вырабатываемой в США. В Луизиане, которая также является крупным производителем, эта доля составляет около 72% согласно недавнему аудиту.
Природный газ сгорает намного чище угля, производя примерно вдвое меньше углекислого газа. В первые дни газовой революции многие экологические активисты и прогрессивные политики рекламировали его как ценный «мост» к возобновляемым и другим источникам чистой энергии. И по некоторым подсчетам, природный газ выполнил это обещание. Энергетический сектор стал одним из немногих успешных примеров снижения выбросов в США благодаря использованию природного газа взамен угля.
Однако при сжигании в обычно оборудованных электростанциях природный газ по-прежнему выделяет много углекислого газа. А фрекинг вызывает местное загрязнение воздуха и воды. Что, возможно, вызывает наибольшее беспокойство, так это то, что бурение и трубопроводы выпускают значительное количество метана, основного компонента природного газа, как случайно, так и намеренно стравливая его. Метан является гораздо более мощным парниковым газом, чем углекислый газ, и эти выбросы вызывают растущую озабоченность у климатологов, хотя их трудно квантифицировать.
Тем не менее, выбросы углерода от энергетического сектора, вероятно, продолжат снижаться по мере дальнейшего вытеснения угля и строительства большего количества возобновляемых источников энергии, согласно Rhodium Group, консалтинговой фирме. Но Rhodium также прогнозирует, что если спрос на электроэнергию со стороны дата-центров останется высоким, а цены на природный газ низкими, ископаемое топливо останется доминирующим источником производства электроэнергии как минимум до 2035 года, а переход к более чистой электроэнергии будет сильно отложен. По оценкам Rhodium, продолжающееся господство природного газа приведет к дополнительным ежегодным выбросам углерода в США в размере 278 миллионов метрических тонн к 2035 году (примерно эквивалентно выбросам крупного штата США, такого как Флорида), по сравнению с будущим, в котором использование ископаемого топлива постепенно сворачивается.
Однако наша зависимость от природного газа не обязательно должна обернуться полной климатической катастрофой, по крайней мере, в долгосрочной перспективе. Крупные компании ИИ могли бы использовать свое огромное влияние, чтобы настоять на том, чтобы коммунальные службы устанавливали системы улавливания и секвестрации углерода (CCS) на электростанциях и использовали природный газ, добываемый с ограниченными выбросами метана.
Entergy, например, заявляет, что их новые газовые турбины смогут интегрировать CCS посредством будущих модернизаций. А Meta заявляет, что поможет финансировать установку оборудования для CCS на одной из существующих газовых электростанций Entergy на юге Луизианы, чтобы помочь доказать эффективность технологии.
Но переход к чистому природному газу — это надежда, на реализацию которой потребуются десятилетия. А пока коммунальные службы по всей стране сталкиваются с более насущной и практической проблемой: как удовлетворить внезапный спрос на дополнительные гигаватты мощности в ближайшие несколько лет, не построив при этом непреднамеренно слишком много резерва. Для многих добавление новых газовых электростанций может показаться безопасной ставкой. Но что, если взрывной рост спроса на ИИ не материализуется?
Времена стресса
Компании ИИ активно продвигают необходимость в массивных, энергоемких дата-центрах. Но оценки того, сколько энергии на самом деле потребуется для обучения и работы моделей ИИ, сильно разнятся. И технологии постоянно меняются, иногда, кажется, в одночасье. Новая китайская модель DeepSeek, дебютировавшая в январе, может сигнализировать о будущем энергоэффективного ИИ, но она, безусловно, поднимает возможность того, что такие достижения возможны. Возможно, мы найдем способы использовать гораздо более энергоэффективное оборудование. Или, возможно, революция ИИ сойдет на нет, и многие из массивных дата-центров, которые, по мнению компаний, им понадобятся, никогда не будут построены. Уже есть признаки того, что в Китае их построено слишком много, и признаки того, что это может начать происходить и в США.
Несмотря на неопределенность, поставщики энергии обязаны разрабатывать долгосрочные планы инвестиций для удовлетворения прогнозируемого спроса. Слишком мало мощностей — и их клиенты сталкиваются с отключениями; слишком много — и эти клиенты сталкиваются с завышенными счетами за электроэнергию для финансирования инвестиций в ненужные мощности.
Однако может существовать способ снизить риск чрезмерного строительства газовых электростанций. В среднем по стране и в большинстве региональных сетей доступно достаточно электроэнергии. Большинство коммунальных служб в среднем используют только около 53% своих доступных мощностей в течение года, согласно исследованию Дьюка. Проблема в том, что коммунальные службы должны быть готовы к тем редким часам, когда спрос резко возрастает — например, из-за суровой зимней погоды или летней жары.
Растущий спрос со стороны дата-центров ИИ побуждает многие энергоснабжающие организации планировать новые мощности, чтобы гарантировать наличие достаточного «запаса» (headroom), как его называют Тайлер Норрис, научный сотрудник Школы экологии Дьюка, и его коллеги, чтобы справиться с любыми пиками спроса. Но после анализа данных по энергосистемам по всей стране Норрис и его соавторы обнаружили, что если крупные объекты ИИ сократят потребление электроэнергии в часы пикового спроса, многие региональные энергосети смогут принять этих клиентов ИИ без добавления новых генерирующих мощностей.
Даже умеренный уровень гибкости имел бы огромное значение. Исследователи Дьюка подсчитали, что если дата-центры сократят потребление электроэнергии примерно вдвое всего на несколько часов в году, это позволит коммунальным службам справиться с дополнительной новой нагрузкой примерно в 76 гигаватт. Это означает, что поставщики энергии могли бы фактически поглотить те примерно 65 дополнительных гигаватт, которые, по некоторым прогнозам, понадобятся дата-центрам к 2029 году.
«Преобладающее предположение состоит в том, что дата-центры на 100% негибкие», — говорит Норрис. То есть, они должны работать на полную мощность все время. Но Норрис утверждает, что дата-центры ИИ, особенно те, которые обучают большие базовые модели (как объект Meta в округе Ричленд), могут избежать работы на полную мощность или перенаправлять свои вычислительные нагрузки на другие дата-центры по всей стране — или даже задействовать собственный резервный источник питания — в периоды, когда сеть испытывает стресс.
Повышенная гибкость может позволить компаниям быстрее запускать дата-центры ИИ, не дожидаясь одобрения и строительства новых электростанций и модернизации линий электропередач, на что могут уйти годы. Это также может, как отметил Норрис в свидетельских показаниях Конгрессу США в начале марта, обеспечить, по крайней мере, краткосрочную отсрочку в спешке строительства большего количества газовых электростанций, выиграв время для коммунальных служб, чтобы разработать и спланировать более чистые технологии, такие как усовершенствованная атомная энергетика и усиленная геотермальная энергия. По его словам, это может предотвратить «поспешное избыточное строительство газовой инфраструктуры».
Компании ИИ проявили некоторый интерес к своей способности смещать спрос на электроэнергию. Но по-прежнему существует множество технологических вопросов о том, как это реализовать. В конце прошлого года EPRI (Институт исследований электроэнергетики), некоммерческая научно-исследовательская группа, начала трехлетнее сотрудничество с поставщиками электроэнергии, операторами сетей и компаниями ИИ, включая Meta и Google, чтобы разобраться в этом. «Потенциал очень велик», — говорит Дэвид Портер, вице-президент EPRI, руководящий проектом, но мы должны показать, что это работает «за пределами просто чего-то на бумаге или экране компьютера».
Портер оценивает, что в году обычно бывает 80–90 часов, когда локальная сеть находится под нагрузкой, и было бы полезно, если бы дата-центр снизил потребление энергии. Но, по его словам, дата-центрам ИИ все еще необходимо выяснить, как снизить мощность в эти моменты, а операторам сетей необходимо научиться внезапно отключать и снова подключать сотни мегаватт электроэнергии, не нарушая при этом работу своих систем. «Еще многое предстоит сделать, чтобы это было бесшовно для непрерывной работы дата-центров и бесшовно для непрерывной работы сети», — отмечает он.
Нести бремя расходов
В конечном счете, чтобы сделать дата-центры ИИ более гибкими в своих требованиях к электроэнергии, потребуется не только технологическое решение. Это потребует изменения в том, как компании ИИ взаимодействуют с коммунальными службами и местными сообществами, предоставляя им больше информации и понимания о реальных потребностях в электроэнергии. И потребуются решительные регулирующие органы, чтобы гарантировать, что коммунальные службы тщательно оценивают потребности дата-центров в энергии, а не просто рефлекторно строят больше газовых установок.
«Самые важные климатические политики в стране прямо сейчас находятся не в Вашингтоне. Они находятся в столицах штатов, и это — члены комиссий по коммунальным услугам», — говорит Коста Самарас, директор Института энергетических инноваций Университета Карнеги-Меллона.
В Луизиане такими политическими деятелями являются выборные должностные лица Комиссии по государственным услугам Луизианы (LPSC), которые, как ожидается, позже в этом году вынесут решение по предложенным Entergy новым газовым установкам и модернизации сети. Комиссары LPSC должны будут решить, действительно ли аргументы Entergy об огромных энергетических потребностях дата-центра Meta и необходимости круглосуточной полной мощности не оставляют иной альтернативы, кроме природного газа.
В заявке, поданной в LPSC прошлой осенью, Entergy заявила, что газовая энергия необходима для удовлетворения спроса «в течение всего дня и ночи». Объединение солнечной энергии с аккумуляторными хранилищами могло бы сработать «в теории», но это будет «непомерно дорого». Entergy также исключила атомную энергетику, заявив, что это займет слишком много времени и будет стоить слишком дорого.
Другие не удовлетворены суждением коммунальной службы. В феврале базирующийся в Новом Орлеане Альянс за доступную энергию (Alliance for Affordable Energy) и Союз обеспокоенных ученых (Union of Concerned Scientists) подали ходатайство в регулирующие органы Луизианы, утверждая, что Entergy не провела тщательной рыночной оценки своих вариантов, как того требуют правила комиссии. Часть проблемы, по мнению групп, заключается в том, что Entergy опиралась на «необоснованные утверждения» Meta о ее потребностях в нагрузке и графике.
«Entergy заявляет, что [Meta] нуждается в круглосуточной подаче энергии», — говорит Пол Арбахе, аналитик программы по климату и энергетике в Союзе обеспокоенных ученых. «Но нас просто просят поверить им на слово. Регуляторы должны задавать жесткие вопросы, а не просто предполагать, что эти дата-центры должны работать практически на полную мощность все время». И, как он предполагает, если бы коммунальная служба «начала просеивать допущения, которые иногда принимаются как данность», она «нашла бы другие, более чистые варианты».
В электронном ответе для нашего издания Entergy заявила, что обсуждала операционные аспекты объекта с Meta, но «как и со всеми клиентами, Entergy Louisiana не будет обсуждать конфиденциальные вопросы от имени своих клиентов». В письме, поданном государственным регуляторам в начале апреля, Meta заявила, что понимание Entergy их энергетических потребностей на самом деле является точным.
В февральском ходатайстве также высказывалась обеспокоенность по поводу того, кто в конечном итоге будет платить за новые газовые установки. Entergy утверждает, что Meta подписала 15-летний контракт на поставку электроэнергии, который должен помочь покрыть расходы на строительство и эксплуатацию электростанций, но не ответила на запросы нашего издания о дальнейших подробностях сделки, включая то, что произойдет, если Meta захочет расторгнуть контракт досрочно.
Meta перенаправила вопросы о контракте нам, но заявила, что ее политика заключается в покрытии всех расходов, которые несут коммунальные службы для обслуживания ее дата-центров, включая модернизацию сети. Компания также заявила, что тратит более $200 миллионов на поддержку дата-центров в округе Ричленд новой инфраструктурой, включая дороги и системы водоснабжения.
Не все убеждены. Альянс за доступную энергию, который работает от имени жителей Луизианы, утверждает, что крупные инвестиции в новые газовые турбины могут привести к будущему повышению тарифов в штате, где жители и так уже имеют высокие счета за электроэнергию и страдают от одной из самых ненадежных сетей в стране. Особую озабоченность вызывает то, что произойдет через 15 лет.
«Наша самая большая долгосрочная забота заключается в том, что через 15 лет местные потребители [и] малый бизнес в Луизиане останутся с тремя крупными газовыми генераторами», — говорит Логан Берк, исполнительный директор альянса.
Действительно, у потребителей по всей стране есть веские причины опасаться роста счетов за электроэнергию, поскольку коммунальные службы стремятся удовлетворить возросший спрос со стороны дата-центров ИИ за счет строительства новых генерирующих мощностей. В документе, опубликованном в марте, исследователи из Гарвардской юридической школы утверждали, что коммунальные службы «теперь заставляют общественность платить за инфраструктуру, предназначенную для обслуживания нескольких чрезвычайно богатых корпораций».
Гарвардские авторы пишут: «Коммунальные службы говорят [комиссиям по коммунальным услугам], что они хотят слышать: что сделки с Большими Технологиями изолируют затраты на энергию дата-центров от счетов других потребителей и не приведут к росту цен на электроэнергию для потребителей». Но сложность данных о платежах коммунальных служб и отсутствие прозрачности в бухгалтерском учете делают проверку этого утверждения «почти невозможной».
Бум дата-центров ИИ делает Большие Технологии игроком в нашей энергетической инфраструктуре и энергетическом будущем в такой степени, которая была невообразима всего несколько лет назад. В лучшем случае компании ИИ могли бы значительно способствовать переходу к более чистой энергии, выступая в качестве надежных и хорошо платящих клиентов, которые предоставляют финансирование, которое коммунальные службы могут использовать для инвестирования в более надежную и гибкую электрическую сеть. Это изменение может произойти без возложения дополнительных рисков и затрат на других потребителей электроэнергии. Но для этого потребуются компании ИИ, приверженные этому видению. И это потребует от государственных регуляторов задавать жесткие вопросы и не поддаваться очарованию потенциальных инвестиций, которые предлагают компании ИИ.
Огромные новые дата-центры ИИ, подобные тому, что строится в округе Ричленд, на самом деле могут стать огромным экономическим благом, предоставляя новые рабочие места, но жители заслуживают прозрачности и участия в переговорах. В конце концов, это общественная инфраструктура. Meta может прийти и уйти, но жители Луизианы будут жить с — и, возможно, платить за — эти изменения в предстоящие десятилетия.
