В США появятся мегацентры обработки данных - их потребности в электроэнергии составят тысячи МВт

Штат Миннесота, США готовится принять на своей территории гигантов цифровой индустрии, которые намерены построить там мега-дата-центры, чьи потребности в электроэнергии поражают воображение и ставят серьезные вопросы о будущем энергоснабжения штата и вообще всей страны. Первопроходцем в этом направлении станет компания Meta*, строящая в Роузмонте свой первый в штате центр обработки данных (ЦОД), необходимый для обеспечения растущих вычислительных мощностей. Следом за ней Amazon и Microsoft приобрели участки под строительство аналогичных комплексов неподалеку от угольной электростанции компании Xcel Energy в Беккере, готовящейся к выводу из эксплуатации. Колорадская компания Tract также активно продвигает свой проект в Фармингтоне и рассматривает перспективные площадки в Роузмонте и Кэннон-Фолс. Интерес к размещению дата-центров проявляют и другие компании, присматривающиеся к территориям в Часке, Фэриболте, Северном Манкато и Хэмптоне.

Потенциально, суммарное энергопотребление всех запланированных к постройке ЦОД может достичь уровня, сопоставимого с потреблением всех домохозяйств штата Миннесота вместе взятых. Такой взрывной рост ставит перед властями штата, муниципалитетами и энергетическими компаниями непростую задачу: как обеспечить бесперебойное электроснабжение этих объектов, одновременно соблюдая законодательные требования по переходу на возобновляемые источники энергии к 2040 году.

Уже сейчас в региональной энергосистеме, охватывающей 15 штатов, наблюдается дефицит генерирующих мощностей, что создает риски веерных отключений электроэнергии, начиная с лета текущего года. Стремительный рост числа дата-центров вызывает серьезные опасения, что для обеспечения их работы придется дольше, чем планировалось, использовать электростанции, работающие на ископаемом топливе. Это ставит под угрозу выполнение амбициозной цели Миннесоты по переходу на полностью безуглеродную электроэнергетику к заявленному сроку.

"В штате проделана значительная работа по декарбонизации в различных секторах экономики и коммунального хозяйства, - подчеркивает Амелия Вос, руководитель климатической программы Миннесотского центра экологической защиты (MCEA). - И сейчас есть реальный риск, что развитие одной только отрасли ЦОД может существенно нивелировать достигнутые результаты".

Впрочем, многие представители власти и бизнеса смотрят на приход крупных дата-центров с оптимизмом. Они видят в этом потенциал для развития инфраструктуры возобновляемой энергетики, создания новых рабочих мест, увеличения налоговых поступлений и даже снижения стоимости электроэнергии для конечных потребителей.

Необходимо понимать, что ЦОД играют важнейшую роль в обеспечении функционирования множества сервисов, ставших неотъемлемой частью современной жизни: от электронных медицинских карт и финансовых транзакций до потокового видео, навигационных приложений, электронной почты и сервисов для удаленной работы. По статистике, в среднестатистическом домохозяйстве насчитывается 21 устройство, подключенное к интернету: от умных часов до автоматических кормушек для птиц. Бурное развитие технологий искусственного интеллекта еще больше подстегивает спрос на вычислительные мощности и, как следствие, на строительство новых ЦОД, которые представляют собой огромные здания, заполненные серверами, потребляющими колоссальное количество электроэнергии.

"Объемы генерируемых и потребляемых данных растут беспрецедентными темпами, - отмечает Аарон Тиньюм, вице-президент по энергетике отраслевой ассоциации Data Center Coalition. - Индустрия ЦОД фактически стала кровеносной системой современной экономики".

Новый кампус центра обработки данных в Уотерфолле.Анализ многочисленных интервью с представителями компаний-владельцев ЦОД, местных властей, экологических организаций и энергетических компаний, а также изучение публичных документов позволяют получить более полное представление о масштабах планируемых проектов и сложностях, связанных с их реализацией. Стоит отметить, что процесс планирования зачастую намеренно непрозрачен со стороны разработчиков.

Ранее Миннесота не входила в число регионов с высокой концентрацией дата-центров. На данный момент наиболее проработанным является проект компании Meta в Роузмонте, который может стать предвестником настоящего бума строительства крупномасштабных ЦОД в штате. В стадии разработки находятся, по меньшей мере, еще девять подобных объектов.

Среди факторов, привлекающих компании в Миннесоту, можно выделить относительно низкие затраты на охлаждение серверов благодаря местному "холодному" климату, развитую волоконно-оптическую инфраструктуру, высококвалифицированные кадры в агломерации Твин-Ситиз, а также близость к крупному мегаполису. Компания Xcel Energy и другие представители энергетической отрасли подчеркивают, что принятый в штате закон о переходе на безуглеродную энергетику является дополнительным преимуществом, поскольку технологические гиганты стремятся достичь собственных целей в области устойчивого развития.

Немаловажную роль играют и налоговые льготы на приобретение оборудования, программного обеспечения и потребление электроэнергии для ЦОД, введенные в штате в 2011 году. Изначально эта программа поддержки была относительно скромной, составляя около 7,3 млн. долларов в год десять лет назад, но со временем ее объем вырос до более чем 100 млн. долларов ежегодно, и это еще до прихода гигантских дата-центров.

Как отмечает Грэм Уильямс, главный инвестиционный директор компании Tract, подобные налоговые льготы действуют примерно в трех десятках штатов и являются, по сути, обязательным условием для привлечения крупных ЦОД. Уильямс объясняет, что бум строительства дата-центров в Миннесоте связан с тем, что в таких традиционных центрах притяжения этой индустрии, как Чикаго и Вирджиния, уже наблюдается перенасыщение, и компании вынуждены конкурировать за недвижимость и доступ к перегруженным электросетям.

Даже учитывая статус Миннесоты как "вторичного рынка" для ЦОД, потребности этих объектов в электроэнергии будут поистине колоссальными. По прогнозам Xcel Energy, в ближайшие семь лет дата-центрам в Миннесоте и Дакоте потребуется 1300 мегаватт. Компания Great River Energy, некоммерческий поставщик электроэнергии из Мейпл-Гроув, прогнозирует рост спроса на 1000 мегаватт в тот же период. Совокупный спрос со стороны ЦОД, обслуживаемых этими двумя компаниями, сопоставим с потреблением 2,3 миллиона домохозяйств Миннесоты.

В округе Шерберн компания Xcel Energy реализует проект по строительству одной из крупнейших в США солнечных электростанций, который считается важной вехой на пути к безуглеродной энергетике штата. Однако, ее мощности хватит лишь на 150 тысяч домов.

Стоит отметить, что еще до бума, связанного с искусственным интеллектом, многие энергетические компании готовились к росту спроса, связанному с распространением электромобилей и электрификацией систем отопления.

В 2024 году в Миннесоте были упрощены процедуры согласования и строительства объектов возобновляемой энергетики. Однако, возведение ветряных и солнечных электростанций занимает несколько лет, а прокладка крупных линий электропередач может растянуться на десятилетие.

"Наши аналитики сомневаются в возможности быстрого ввода в эксплуатацию генерирующих мощностей, особенно чистой энергии, в тех объемах и в те сроки, которые, вероятно, потребуются дата-центрам", - заявил Пит Уайкофф, заместитель руководителя Департамента торговли Миннесоты, выступая перед регуляторами коммунальных служб в октябре.

В феврале Xcel Energy анонсировала планы по вводу более 3000 мегаватт новых ветроэнергетических мощностей до конца десятилетия, а также существенного объема солнечной генерации и систем хранения энергии. Однако, теперь компания не исключает, что этого может оказаться недостаточно. При этом Xcel Energy по-прежнему планирует закрыть две крупные угольные электростанции и выполнить требования закона о безуглеродной энергетике к 2040 году.

В долгосрочных планах Xcel Energy значится строительство новой газовой электростанции в округе Лайон, предназначенной для покрытия пиковых нагрузок в жаркие летние дни и другие периоды высокого спроса. Появление крупных ЦОД повышает вероятность продления Xcel Energy контрактов на закупку электроэнергии у сторонних газовых электростанций вплоть до 2030-х годов, признает Райан Лонг, президент Xcel Energy в Миннесоте.

В марте Комиссия по коммунальным предприятиям (PUC) утвердила план Great River Energy по увеличению доли возобновляемых источников энергии с примерно одной трети в прошлом году до 90% к 2035 году. Однако, по словам Зака Ружицки, директора по планированию ресурсов Great River Energy, из-за роста спроса со стороны ЦОД этот план уже нуждается в корректировке. Компании придется строить или закупать дополнительные генерирующие мощности, которые могут включать и газовые, несмотря на текущий профицит электроэнергии в ее системе, признает Ружицки.

При этом Ружицки напоминает, что закон штата о переходе на безуглеродную энергетику к 2040 году допускает сжигание ископаемого топлива для обеспечения надежности энергосистемы при условии компенсации этих выбросов за счет приобретения квот на возобновляемую энергию, произведенную в других местах.

Некоторые эксперты полагают, что владельцы ЦОД, обладающие значительными финансовыми ресурсами, в конечном итоге будут способствовать переходу на чистую энергию. Например, компания Google сообщила PUC, что закупает электроэнергию у геотермальной электростанции в Неваде, а IT-индустрия в целом уже инвестировала значительные средства в развитие возобновляемой энергетики по всей стране.

Кроме того, некоторые компании, владеющие ЦОД, финансируют проекты по возобновлению работы АЭС, такие как АЭС Три-Майл-Айленд в Пенсильвании, а также инвестируют в разработку малых модульных реакторов.

"Компании, заинтересованные в размещении ЦОД в Миннесоте, не хотят, чтобы ради обеспечения их потребностей строились новые газовые электростанции, - говорит Одри Партридж, директор по политике некоммерческой организации Center for Energy and Environment, базирующейся в Твин-Ситиз. - Для них это стало бы проблемой на корпоративном уровне".

Однако, на данный момент ни одна технологическая компания публично не заявила о готовности участвовать в реализации крупных проектов в области чистой энергетики совместно с местными коммунальными службами в Миннесоте.

Амелия Вос из MCEA считает, что инвестиции владельцев ЦОД в развитие местной инфраструктуры возобновляемой энергетики стали бы огромным вкладом в развитие энергосистемы штата, но пока это не является обязательным требованием.

Компания Meta заявляет, что планирует закупать возобновляемую энергию в объеме, достаточном для компенсации выбросов от сжигания ископаемого топлива для обеспечения работы ЦОД в Роузмонте. Однако, неясно, насколько это поможет Xcel Energy в достижении ее климатических целей и принесет ли пользу ее клиентам. По словам Тео Кейта, представителя Xcel Energy, Meta планирует приобретать квоты на возобновляемую энергию, но действующий контракт не обязывает компанию строить какие-либо объекты генерации специально для Xcel Energy.

Амелия Вос также обращает внимание на планы коммунального предприятия в Висконсине по строительству новых газовых электростанций для обеспечения потребностей ЦОД, а также на то, что для работы крупного дата-центра Meta, специализирующегося на технологиях ИИ, в Луизиане потребуется строительство трех новых газовых электростанций.

Нат Сальстром, главный специалист по энергетике компании Tract, признает, что в краткосрочной перспективе для обеспечения стабильности энергосистемы, вероятно, потребуется строительство новых газовых электростанций, даже несмотря на стремление технологических компаний к увеличению доли чистой энергии.

"Это переходный период, - говорит он. - И нам придется идти на определенные компромиссы".

Компания Amazon планирует установить в Беккере 250 резервных дизельных генераторов, совокупная мощность которых сопоставима с мощностью АЭС Xcel Energy в Монтичелло, на случай перебоев в электроснабжении. Компания Oppidan, занимающаяся разработкой ЦОД, рассматривает возможность установки нескольких сотен дизельных генераторов на своем объекте в Хэмптоне.

Республиканские законодатели, часть демократов, а также сельские электрические кооперативы штата призывают Законодательное собрание Миннесоты снять действующий в штате запрет на строительство новых атомных электростанций. Некоторые считают, что в свете прогнозируемого дефицита электроэнергии в регионе в ближайшие пять лет Миннесоте следует увеличить использование ископаемого топлива или сохранить действующие угольные электростанции.

Помимо вопросов энергоснабжения, распространение ЦОД порождает и другие проблемы. Некоторые из них потребляют колоссальные объемы воды, что вызывает протесты местных жителей. Кроме того, ЦОД могут быть источником шума, что также снижает привлекательность близлежащих территорий для проживания.

В городе Фармингтон местные жители подали в суд на городские власти, пытаясь заблокировать строительство крупного кампуса ЦОД компании Tract. В Хэмптоне, небольшом городке с населением всего 700 человек, десятки жителей пришли на заседание городского совета, выражая обеспокоенность планами по строительству ЦОД площадью 57 гектаров и требуя более подробной информации о проекте.

"Мы не можем жертвовать таким количеством воды, - заявил Лео Николай, владелец мастерской по ремонту газонокосилок, проживающий рядом с планируемой площадкой под строительство. - Это совершенно неприемлемо для нашего сообщества".

Энергетические компании отмечают, что планирование строительства новых дорогостоящих электростанций для ЦОД осложняется тем, что далеко не все заявленные проекты в итоге реализуются. Например, в 2022 году компания Google отказалась от строительства ЦОД в Беккере стоимостью 600 млн. долларов, о котором было объявлено двумя годами ранее.

В настоящее время власти штата, Комиссия по коммунальным предприятиям и энергетические компании активно обсуждают меры, призванные гарантировать, что развитие ЦОД не нанесет ущерба интересам потребителей и не помешает достижению целей в области чистой энергетики.

Xcel Energy утверждает, что появление крупных промышленных потребителей электроэнергии может привести к снижению тарифов для остальных клиентов за счет распределения фиксированных затрат на строительство и обслуживание энергосистемы. Комиссия по коммунальным предприятиям согласилась с тем, что контракт Xcel Energy с компанией Meta в Роузмонте принесет пользу другим потребителям.

Несмотря на все сложности и риски, многие приветствуют появление ЦОД, видя в этом источник новых рабочих мест и доходов. Например, строительство кампуса Tract в Фармингтоне оценивается в 5 млрд. долларов, проект Meta в Роузмонте - в 800 млн. долларов, а ЦОД компании CloudHQ в Часке - в 1 млрд. долларов.

Выступая на конференции регуляторов коммунальных предприятий в Миннеаполисе, Райан Лонг из Xcel Energy подчеркнул, что ЦОД являются основой для развития технологий искусственного интеллекта, которые могут применяться для решения различных задач. Например, Xcel Energy использует ИИ для снижения риска лесных пожаров в Колорадо. "Речь идет не только о просмотре видео с котиками", - заключил Лонг.

*Деятельность американской компании запрещена на территории Российской Федерации.