Ωστόσο, η πυρηνική ενέργεια δεν μπορεί να καλύψει όλες τις αυξημένες ενεργειακές ανάγκες των κέντρων δεδομένων.
Το φυσικό αέριο, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) θα παίξουν επίσης κομβικό ρόλο, σύμφωνα με την σχετική έρευνα που δημοσίευσε η Goldman Sachs στις 23 Ιανουαρίου.
Μερικοί κολοσσοί της τεχνολογίας που αναζητούν χαμηλές εκπομπές άνθρακα και ενέργεια όλο το 24ωρο, υπέγραψαν συμβόλαια για νέα πυρηνική ικανότητα τον τελευταίο χρόνο και είναι σίγουρο πως θα υπάρξουν περισσότερες τέτοιες συμφωνίες στο μέλλον.
Αυτές οι προσπάθειες έρχονται καθώς η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων αναμένεται να διπλασιαστεί μέχρι το 2030, σύμφωνα με papers που συνέταξαν για την Goldman οι Brian Singer, Jim Schneider και Carly Davenport.
85-90 GW η νέα ικανότητα
Συνολικά, η ομάδα των αναλυτών προβλέπει ότι θα χρειαστούν 85-90 GW νέας πυρηνικής ικανότητας για να καλυφθεί η όλη αύξηση στη ζήτηση ενέργειας των κέντρων δεδομένων μέχρι το 2030 (σε σχέση με το 2023).
Ωστόσο, λιγότερο από το 10% θα είναι διαθέσιμο παγκοσμίως μέχρι το 2030.
Καθώς οι ανάγκες σε ενέργεια αυξάνονται, τα κέρδη από την αποδοτικότητα των υποδομών των κέντρων δεδομένων αρχίζουν να επιβραδύνονται, σύμφωνα με την Davenport.
«Η ανάπτυξη από την τεχνητή νοημοσύνη, η ευρύτερη ζήτηση δεδομένων και η επιβράδυνση των κερδών αποδοτικότητας στην ενέργεια οδηγούν σε μια αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων», γράφει.
Πόσο αναμένεται να αυξηθεί η κατανάλωση ενέργειας από την τεχνητή νοημοσύνη;
Η ζήτηση ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων αναμένεται να αυξηθεί πάνω από 160% μέχρι το 2030, σε σχέση με τα επίπεδα του 2023, προβλέπει η Goldman Sachs Research.
Ένα σενάριο στο οποίο το 60% αυτής της αυξημένης ζήτησης καλύπτεται από θερμικές πηγές όπως το φυσικό αέριο, θα οδηγούσε σε αναμενόμενη αύξηση εκπομπών 215-220 εκατομμυρίων τόνων παγκοσμίως, που αντιστοιχεί στο 0,6% των εκπομπών ενέργειας του κόσμου.
Το πρόβλημα των ΑΠΕ
Ενώ οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν τη δυνατότητα να καλύψουν τις περισσότερες από τις αυξημένες ανάγκες σε ενέργεια των κέντρων δεδομένων σε συγκεκριμένες ώρες της ημέρας, δεν παράγουν ενέργεια αρκετά σταθερά ώστε να είναι η μόνη πηγή ενέργειας για τα κέντρα δεδομένων, εξηγεί ο αναλυτής Schneider.
«Οι συνομιλίες μας με φορείς ανανεώσιμων πηγών ενέργειας δείχνουν ότι ο άνεμος και ο ήλιος θα μπορούσαν να καλύψουν περίπου το 80% της ζήτησης ενέργειας ενός κέντρου δεδομένων αν συνδυαστούν με αποθήκευση, αλλά κάποια μορφή βασικής παραγωγής ενέργειας είναι απαραίτητη για να καλυφθεί η ζήτηση 24/7», γράφει ο Schneider.
Ο αναλυτής μάλιστα, προσθέτει ότι η πυρηνική ενέργεια είναι η προτιμώμενη επιλογή για βασική παραγωγή ενέργειας, αλλά η δυσκολία στην κατασκευή νέων πυρηνικών σταθμών σημαίνει ότι το φυσικό αέριο και οι ανανεώσιμες πηγές συνιστούν πιο ρεαλιστικές λύσεις βραχυπρόθεσμα.
Η πυρηνική ενέργεια έχει σχεδόν μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα—αν και παράγει πυρηνικά απόβλητα που πρέπει η ανθρωπότητα να μάθει να τα διαχειρίζεται προσεκτικά.
Ωστόσο, η έλλειψη εξειδικευμένου εργατικού δυναμικού, οι προκλήσεις απόκτησης αδειών και η δυσκολία εξεύρεσης επαρκούς ουρανίου αποτελούν προκλήσεις για την ανάπτυξη νέων πυρηνικών εργοστασίων.
Μέχρι τη δεκαετία του 2030, πάντως, οι νέες εγκαταστάσεις πυρηνικής ενέργειας και οι εξελίξεις στην τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσαν να αρχίσουν να μειώνουν το συνολικό αποτύπωμα άνθρακα των κέντρων δεδομένων AI.
Στο μεταξύ, οι εταιρείες που προσπαθούν να προμηθεύσουν ενέργεια για τα νέα κέντρα δεδομένων αναμένεται να επικεντρωθούν σε έναν συνδυασμό πηγών ενέργειας, γράφει ο Singer.
«Η εκτίμησή μας για την ανάπτυξη της ζήτησης ενέργειας απαιτεί μια προσέγγιση ‘και’, όχι ‘ή’, καθώς βλέπουμε αρκετές ευκαιρίες για ανάπτυξη παραγωγής ενέργειας από διάφορες πηγές», γράφει.
Πόσο θα αυξηθεί η πυρηνική ενέργεια;
Η έκθεση υποδηλώνει μια σημαντική αύξηση των επενδύσεων τα επόμενα πέντε χρόνια και αντίστοιχη αύξηση της προσφοράς ενέργειας τη δεκαετία του 2030.
Η επέκταση των κέντρων δεδομένων έχει ενισχύσει την εμπιστοσύνη των επενδυτών στην μελλοντική ανάπτυξη της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια, την ίδια στιγμή που οι μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες αναζητούν αξιόπιστη ενέργεια χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Αυτό οδηγεί στην επανενεργοποίηση πυρηνικών μονάδων που είχαν συνταξιοδοτηθεί πρόσφατα, καθώς και στην εξέταση νέων μεγαλύτερης κλίμακας αντιδραστήρων.
Μόνο στις ΗΠΑ, μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες υπέγραψαν νέες συμφωνίες για περισσότερα από 10 GW νέας πυρηνικής ικανότητας τον τελευταίο χρόνο, και η Goldman Sachs Research βλέπει την προοπτική για τρεις σταθμούς να λειτουργήσουν μέχρι το 2030.
Εν τω μεταξύ, οι κυβερνήσεις γίνονται γενικότερα πιο υποστηρικτικές προς την πυρηνική ενέργεια.
Η Ελβετία επανεξετάζει τη χρήση πυρηνικών γεννητριών για την προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ η πυρηνική ενέργεια έχει την στήριξη και από τα δύο κόμματα στις ΗΠΑ, όπως και από την αξιωματική αντιπολίτευση της Αυστραλίας έχει προτείνει σχέδια για την εισαγωγή πυρηνικών αντιδραστήρων.
Οι συμμετέχοντες στην COP28 το 2023, μια ετήσια σύνοδος κορυφής που συγκαλείται από τον ΟΗΕ για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, συμφώνησαν να τριπλασιάσουν τη παγκόσμια πυρηνική ικανότητα μέχρι το 2050.
Η κατασκευή του «πράσινου» κέντρου δεδομένων
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας λαμβάνουν επίσης σημαντικές επενδύσεις από τους παρόχους τεχνητής νοημοσύνης.
Η ομάδα προβλέπει ότι το 40% της νέας ικανότητας που θα κατασκευαστεί για να υποστηρίξει την αυξημένη ζήτηση ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων θα είναι από ανανεώσιμες πηγές.
Το κόστος προμήθειας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι φθηνότερο από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικό αέριο, πριν υπολογιστούν οι παράγοντες μετάδοσης και η κάλυψη των κενών όταν ο ήλιος δεν λάμπει και ο άνεμος δεν φυσάει.
Η ανάλυση από την Goldman Sachs Research δείχνει ότι στην επιφάνεια το μέσο κόστος ενέργειας για χερσαίο αιολικό πάρκο που φιλοξενείται στον χώρο ενός κέντρου δεδομένων είναι 25 δολάρια ανά MWh στις ΗΠΑ, ενώ η ηλιακή ενέργεια κοστίζει 26 δολάρια/MWh και το συνδυασμένο κύκλωμα φυσικού αερίου (η πιο αποδοτική μορφή εργοστασίου φυσικού αερίου) κοστίζει 37 δολάρια/MWh πριν υπολογιστεί το κόστος της αποθήκευσης άνθρακα.
Στην πράξη, ωστόσο, οι μονάδες παραγωγής ηλιακής ενέργειας σε επίπεδο κοινής ωφέλειας λειτουργούν κατά μέσο όρο μόνο 6 ώρες την ημέρα, ενώ τα αιολικά εργοστάσια λειτουργούν κατά μέσο όρο 9 ώρες την ημέρα.
Τα κόστη μετάδοσης είναι επίσης ένας παράγοντας που πρέπει να λάβουν υπόψη οι διαχειριστές κέντρων δεδομένων.
Δεδομένου ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας καταλαμβάνουν συχνά μεγαλύτερη έκταση γης από το φυσικό αέριο ή την πυρηνική ενέργεια, είναι πιο πιθανό να τοποθετούνται μακριά από μεγάλες πόλεις, όπου καταναλώνεται κυρίως η ενέργεια που παράγεται.
Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια που παράγεται ενδέχεται να χρειάζεται να διανύσει μεγαλύτερες αποστάσεις πριν χρησιμοποιηθεί.
Αντίθετα, τα θερμικά εργοστάσια — όπως εκείνα που τροφοδοτούνται από πυρηνικούς αντιδραστήρες ή συνδυασμένο κύκλο φυσικού αερίου — μπορούν να λειτουργούν όλη την ημέρα, χωρίς τις προκλήσεις της διακοπής ανά ώρα.
Για αυτούς τους λόγους, η Goldman αναμένει ότι οι τεχνολογικές εταιρείες θα εκμεταλλευτούν έναν συνδυασμό όλων των παραπάνω πηγών ενέργειας. Τους τελευταίους μήνες, οι μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας και οι εταιρείες υπολογιστικού νέφους έχουν υπογράψει πολλαπλά συμβόλαια για πυρηνική ενέργεια μεγαλύτερης κλίμακας, μικρούς συμπαγείς πυρηνικούς αντιδραστήρες (SMR), συμφωνίες προμήθειας ανανεώσιμης ενέργειας και απομάκρυνση άνθρακα.
Το φυσικό αέριο θα παραμείνει στο μείγμα
Αυτή τη στιγμή, μια λύση ενέργειας 24/7 που μειώνει σημαντικά τις εκπομπές έρχεται με ένα επιπλέον κόστος. Στις ΗΠΑ, οι επιλογές χαμηλών εκπομπών άνθρακα κοστίζουν μεταξύ $19-72 περισσότερα από το βασικό κόστος του συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου ανά μεγαβατώρα.
Σε αντίθεση με την ΕΕ, οι ΗΠΑ δεν διαθέτουν μηχανισμό ομοσπονδιακής τιμολόγησης άνθρακα. Ωστόσο, ορισμένες αμερικανικές εταιρείες επιλέγουν να προσδώσουν μια τιμή στον άνθρακα για εσωτερική χρήση.
Η προσθήκη τιμής 100 δολ/ τόνο διοξειδίου του άνθρακα αντισταθμίζει σημαντικά την «Πράσινη Αξιοπιστία Premium».
Αυτό θα ανέβαζε το κόστος του συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου σε 91 δολ/MWh με βάση την ιστορική ένταση εκπομπών από θερμικά εργοστάσια, σε σύγκριση με τα 87 δολ/MWh για μια λύση σχεδόν 100% ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που περιλαμβάνει ηλιακή ή αιολική ενέργεια και αποθήκευση σε μπαταρίες, και 77 δολ. για έναν πυρηνικό αντιδραστήρα μεγάλης κλίμακας σε εγκατάσταση.
Για να παρέχουν ενέργεια 24/7, τα κέντρα δεδομένων επιδιώκουν να ενισχύσουν την ηλιακή και αιολική ενέργεια χρησιμοποιώντας αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες και είτε ενέργεια από το δίκτυο είτε τοπική δυνατότητα αιχμής φυσικού αερίου (ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας που λειτουργεί κατά τις περιόδους υψηλής ζήτησης ή για να καλύψει τα κενά σε διαλείπουσα παραγωγή).
Οι αναλυτές της τράπεζας εκτιμούν ότι μια συνδυασμένη λύση ηλιακής ενέργειας, αποθήκευσης σε μπαταρίες και φυσικού αερίου θα μειώσει τις εκπομπές κατά 67% σε σχέση με τον βασικό συνδυασμένο κύκλο φυσικού αερίου.
Η ομάδα πιστεύει ότι ο οικονομικός αντίκτυπος στους μεγάλους πάροχους υποδομών cloud από την πληρωμή της «Πράσινης Αξιοπιστίας Premium» που συνδέεται με αυτές τις τεχνολογίες είναι περιορισμένος.
Εκτός από την εύρεση πιο πράσινων πηγών ενέργειας για την τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων, οι πάροχοι τεχνολογίας μπορούν να μειώσουν την ένταση εκπομπών μέσω βελτιώσεων στην αποδοτικότητα.
Αυτό συνέβη την περίοδο 2015-2019, όταν η ζήτηση φόρτου εργασίας για τα κέντρα δεδομένων τριπλασιάστηκε, αλλά η κατανάλωση ενέργειας παρέμεινε σταθερή λόγω των βελτιώσεων στην αποδοτικότητα της ενέργειας.
Από το 2020, τα κέρδη αποδοτικότητας έχουν επιβραδυνθεί, αλλά η ερευνητική ομάδα αναμένει ότι νέες καινοτομίες θα βοηθήσουν στη μείωση της έντασης κατανάλωσης ενέργειας των κέντρων δεδομένων στο μέλλον.
www.worldenergynews.gr
