Дата-центри можуть прискорити перехід до чистої енергетики

Світові енергетичні системи та цифрова інфраструктура переживають швидкі взаємопов'язані трансформації. Постійне розширення дата-центрів, спричинене зростаючим попитом на хмарні обчислення, штучний інтелект, машинне навчання та цифрові послуги нового покоління, призводить до швидкого та значного зростання споживання енергії на певних ринках. Це має наслідки для глобальних енергетичних систем.

Водночас набір цифрових технологій, які підтримуються цими дата-центрами, змінює сам дизайн, ефективність та стійкість енергетичних систем, від яких вони залежать. Ці технології також трансформують основні публічні послуги в різних секторах, включаючи охорону здоров'я, освіту, продовольчі системи, транспорт та фінансові послуги.

Більшість глобального висвітлення розширення дата-центрів зосереджувалася на занепокоєннях щодо надійності мережі, доступності електроенергії та кліматичних наслідків зростаючого попиту на енергію. Однак такий підхід упускає трансформаційну можливість зростання дата-центрів, особливо з огляду на конвергенцію енергетичних систем, цифрової інфраструктури та цілей сталого розвитку.

Технологічні компанії, особливо гіперскейлери, можуть відігравати унікальну роль у нашому низьковуглецевому інтегрованому енергетичному майбутньому. Завдяки своєму цілодобовому попиту, інструментам оптимізації на системному рівні та впливу на цифрову зв'язність вони можуть стати важливими партнерами в прискоренні глобального енергетичного переходу та формуванні більш інклюзивного, стійкого майбутнього.

Існують три взаємопов'язані виклики, які стратегічна співпраця між технологічними компаніями, політиками, комунальними службами та фінансовими установами може спільно вирішити.

Дата-центри потребують безперервної високоякісної електроенергії та все частіше вимагають, щоб ця електроенергія була стовідсотково безвуглецевою. Вони також хочуть закуповувати компоненти від постачальників, які працюють на чистій енергії. Проте на багатьох ринках, особливо в економіках, що розвиваються, цей сплеск попиту на чисту електроенергію випереджає готовність системи, а декарбонізація мережі відбувається повільно.

Проекти чистої енергетики та накопичення енергії стикаються з постійними бар'єрами фінансування та інтеграції. Незважаючи на зниження технологічних витрат, багато проектів відновлюваної енергетики гальмуються затримками процесів підключення до мережі, проблемами розміщення та затримками дозволів від США до Південно-Східної Азії. Ці вузькі місця посилюють основні фінансові бар'єри. У країнах, що розвиваються, високі капітальні витрати, часто в три-п'ять разів більші, ніж у країнах ОЕСР, є основною причиною того, чому відновлювана енергетика залишається економічно недоступною.

У розвинених країнах рішення для накопичення енергії, які б сприяли інтеграції відновлюваної енергетики, стикаються з постійними проблемами фінансування через невизначені потоки доходів та високі початкові витрати.

Цифрова інклюзія залишається нерівномірною по всьому світу, особливо в сільських, недостатньо обслуговуваних або іншим чином маргіналізованих спільнотах. Хоча цифрові інструменти трансформують надання енергетичних послуг, охорони здоров'я, освіти, сільського господарства, фінансової інклюзії та транспорту, майже 2,7 мільярда людей все ще залишаються офлайн. Цей цифровий розрив, якщо його не вирішити, ризикує закріпити існуючі нерівності саме тоді, коли інновації пропонують новий шлях вперед.

Саме тут технологічні компанії можуть відіграти трансформаційну роль. Коли вони вбудовані в стратегічні політичні рамки та скоординовані з державними та приватними партнерами, вони можуть активно вирішувати ці три виклики та розблокувати значні дивіденди розвитку.

Попит на енергію від дата-центрів сьогодні є незвичайним: високий, стабільний та передбачуваний попит з очікуваним зростанням та акцентом на безвуглецевому постачанні. Без координації технологічні компанії можуть обрати індивідуальні автономні енергетичні рішення, тим самым обходячи національні або регіональні системи, які потребують стратегічних інвестицій та фінансування для модернізації та розширення мережевої інфраструктури.

Однак, якщо інтегрувати їх рано з комунальними службами та планувальниками енергетики, їхні довгострокові зобов'язання з закупівель можуть закріпити розширення зелених мереж та знизити граничні витрати для всіх користувачів.

Критично важливо, що потреби гіперскейлерів у надійності також створюють фінансований попит на великомасштабне накопичення енергії. Розгортання накопичення енергії боролося глобально через невизначені та багаторівневі потоки доходів. Накопичення енергії часто покладається на арбітраж, допоміжні послуги та ринки потужностей, кожен з яких є волатильним за природою та разом недостатньо банківським.

Довгострокові контракти на відбір накопичення енергії дата-центрами могли б генерувати надійні грошові потоки, роблячи накопичення енергії нарешті фінансованим у масштабі. Хоча ця модель фінансування має глобальну актуальність, вона може бути особливо трансформаційною в економіках, що розвиваються, які часто стикаються з більш гострими капітальними обмеженнями та працюють з менш гнучкою мережевою інфраструктурою.

Вбудовування рішень накопичення енергії в ранній дизайн мережі в цих контекстах дозволяє стрибкоподібні шляхи до чистих, надійних та стійких енергетичних систем.

Окрім електроенергії, дата-центри потребують передових систем води та охолодження, які до цього часу розглядалися як зобов'язання в контекстах обмежених ресурсів. Але потреби у воді та охолодженні також можна переосмислити як каталізатори. Навчаючись з еволюціонуючих практик у гірничодобувному секторі, потреба дата-центрів у системах очищення води та охолодження може бути використана для забезпечення доступу до доступної води та охолоджувальної інфраструктури для навколишніх спільнот.

Цей підхід виявився можливим у гірничодобувному секторі, де інтегровані багатокористувацькі водні системи були успішно розроблені з чітким управлінням, розподілом витрат та операційними домовленостями. Дата-центри вже використовують захоплене тепло відходів для підтримки районного опалення зі значно зниженими викидами.

При навмисній інтеграції дата-центри можуть закріпити ширшу комунальну інфраструктуру, розширюючи доступ, будуючи стійкість та зменшуючи викиди та відходи по всій місцевій муніципальній системі.

Технологічні компанії є не лише споживачами високої інтенсивності, але й виробляють самі інструменти, необхідні для оптимізації та модернізації наших енергетичних систем. Такі технологічні застосування включають розумніший дизайн мережі, прискорене підключення, розширення рішень розподіленої енергетики, оптимізоване реагування на попит та управління навантаженням, а також превентивне обслуговування.

Хоча ці технології є перспективними, вони, як і самі дата-центри, не були стратегічно або систематично розгорнуті на більшості розвинених ринків, де вони могли б помітно підвищити як енергетичну, так і мережеву ефективність, зменшити витрати або затримки та покращити стійкість.

У міру того, як енергетичні системи стають більш інтегрованими, децентралізованими та динамічними, багато з цих цифрових інструментів стануть важливими для забезпечення ефективності, стійкості та масштабованості мережі. На ринках, що розвиваються, інтеграція цих оптимізацій рано в дизайн мережі дозволить цим країнам перестрибнути через попередні технології для розробки розумніших енергетичних систем як у мережі, так і поза нею.