Бизнес перспективи: Бумът на AI центрове за данни поражда нова топлинна икономика

Студенти в технологичен университет в Дъблин се радват на неочакван бонус от изкуствения интелект – той помага за отоплението на кампуса им.

От 2023 г. кампусът на Техническия университет в Дъблин в Талахт е една от нарастващия брой сгради в югозападната крайградска зона на града, които се отопляват от отпадна топлина от близкия център за данни на Amazon Web Services.

Центровете за данни винаги са генерирали излишна топлина, но интеграцията с мрежите за районно отопление е бавна, тъй като отпадната топлина, произведена от тези енергоемки съоръжения, обикновено е с твърде ниска температура, за да отоплява директно други сгради.

Това обаче се променя. С настъпването на бума на изкуствения интелект и все по-голямата част от центровете за данни, запълнени с чипове от висок клас, които изискват до три пъти по-голям изчислителен капацитет от преди, операторите трябваше да намерят нови начини за балансиране на максималната ефективност, без да се жертва устойчивостта, пише CNBC.

Изкуственият интелект е „изобретението“, което го прави по-привлекателен, според Адам Фабрициус, търговски мениджър в доставчика на оборудване за отопление, вентилация и климатизация Sav Systems и изследовател на топлинните мрежи за сестринската компания EnergiRaven.

„Вълнуващото е, че изкуственият интелект може да ви осигури по-високи температури, а водното охлаждане го прави много по-лесно. Нуждаете се от много по-малко хардуер, за да свържете тези системи“, каза той пред CNBC.

Осигуряването на топлина към мрежата за централно отопление дава на центровете за данни „допълнителен социален лиценз“, коментира пред медията Брендан Райденбах от Международната агенция по енергетика.

„В крайна сметка може да не е много рентабилно на хартия, но допринася за това добро социално въздействие, като превръща потенциално лошата новина за увеличените центрове за данни в добра новина за това, което в крайна сметка е декарбонизирано топлоснабдяване. Така че това е много печеливша ситуация за всички“, добави той.

Ирландия е „празен лист“

Наблюдава се не малък интерес сред големите технологични компании. Microsoft обяви планове да захранва мрежата за централно отопление Høje-Taastrup в Дания; център за данни Equinix отоплява 1000 жилища в Париж; а Google обяви голям проект за рекуперация на топлина в своето съоръжение в Хамина, Финландия.

Ирландия беше една от двете европейски страни, които наложиха мораториум върху заявленията за нови центрове за данни, тъй като енергоемките съоръжения натовариха мрежата на Дъблин, консумирайки 22% от електроенергията на малката страна през 2024 г. Ирландия в крайна сметка облекчи мораториума си в края на миналата година, тъй като бумът на изкуствения интелект доведе до рязък обрат на настроенията относно икономическия потенциал на съоръженията.

Ирландия е „на практика празен лист“, тъй като страната не е имала система за районно отопление преди, каза Райденбах от МАЕ. Схемата Tallaght показва предимствата на интегрираното планиране, защото обединява оператора на електроенергийната система и оператора на разпределителната мрежа, каза той.

През 2020 г. местната власт сформира първата нестопанска енергийна компания в Ирландия – Heat Works. Отпадъчната топлина от близкия център за данни AWS доставя 100% от топлината на мрежата.

„Въпреки че сме едва във втората година на мониторинг, имаме доказателства, че проектът е ограничил излагането ни на пазарни ценови шокове като цяло“, коментира пред CNBC Роузи Уеб, ръководител на отдела за декарбонизация в TU Dublin.

Според изчисленията на TU Dublin, кампусът е намалил емисиите си с около 704 метрични тона въглероден диоксид през 2024 г., въпреки допълнителното търсене на енергия от две нови сгради, добавени към обекта.

Центърът за данни на AWS в Талахт предлага „уникална възможност“ за повторно използване на топлина, според ръководителя на компанията за страната Ниам Галахър. Схемата, която предвижда AWS да предоставя рециклирана топлина безплатно, първоначално е била планирана да отоплява 55 000 квадратни метра обществени сгради, площ три пъти по-голяма от терена на градския стадион Croke Park, както и търговски площи и 133 апартамента.

„Това е печеливша ситуация, когато можем да идентифицираме специален проект, който използва нашата инфраструктура в подкрепа на климатичните цели на общността“, каза Галахър пред CNBC.

Що се отнася до отоплителните мрежи, Европа е много по-напреднала в сравнение със САЩ, според Бен Херц-Шаргел, глобален ръководител на отдела за периферни мрежи в изследователската фирма за енергетика Wood Mackenzie.

Някои средно големи центрове за данни, разположени по-близо до метрополните райони, вероятно са в най-добра позиция да доставят отпадна топлина, коментира Херц-Шаргел. Той добави, че Equinix, която подобно на AWS не реализира печалба от отпадната топлина, която доставя, е пример за това.

Забавянията с разрешителните и високите капиталови разходи за изграждане на топлинни мрежи и интегриране на центрове за данни към системата обаче правят мащабирането на модела предизвикателство.

Съществува и несъответствието в жизнения цикъл. На мрежата за централно отопление обикновено се дава 30-годишен живот, каза Райденбах, докато на оборудването в центъра за данни се дава само седем до десет години. „Това наистина оставя много голям риск от блокирани активи“, добави той.

Nexalus, компания за топлинно и научно инженерство, която патентова технологията си от Trinity College Dublin в Ирландия, проучи начини за улавяне на топлината от горещите графични процесори и центрове, които се помещават в центровете за данни.

Компанията използва течно охлаждане с струйно въздействие, за да подобри производителността на чиповете, като същевременно улавя отпадната топлина при много по-висока температура. Вместо да произвежда „нискокачествена“ топлина, системата осигурява мощност от приблизително 55 до 60 градуса по Целзий без използването на термопомпи – достатъчно гореща, за да бъде използвана повторно директно за централно отопление, каза главният изпълнителен директор на Nexalus Кенет О'Махони пред CNBC.

Други центрове за данни обикновено отделят излишна топлина при около 30 до 35 градуса по Целзий, което прави повторното ѝ използване далеч по-малко практично, според компанията, която също така картографира топлината, излизаща от чиповете, така че да може да се насочи към най-горещите зони за охлаждане.

„Това е като душ слушалка в банята. Ако ви боли рамото, завъртате я на мястото, където искате да отиде. Това правим ние и го планираме, за да увеличим максимално въздействието върху всеки отделен чип“, каза О'Махони.

„Ние разглеждаме центровете за данни като кредитополучатели на енергия и всъщност като генератори на енергия. Желанието трябва да бъде вашият център за данни да бъде вграден във фазата на строителство на градовете, проектирането на жилищните блокове... произвеждайки достатъчно топлина за цялата ви сграда", добави той.

Nexalus не е единствената фирма, която проучва тази технология. Nvidia наскоро предизвика тревога на пазара на охлаждане, когато представи своите чипове Rubin от следващо поколение, които не се нуждаят от охлаждане в такава степен, както по-ранните модели.

Роб Пфлегинг, главен изпълнителен директор на Nautilus Data Technologies, доставчик на модулно течно охлаждане, каза, че е „настръхнал“, когато е видял съобщението на Nvidia, тъй като отдавна се е фокусирал върху повишаване на температурата на водата, за да се постигне „значително по-голяма ефективност“.

„Страхотното нещо в това съобщение [от Nvidia] е, че се движи в правилната посока, защото сега позволява и много по-лесно повторно използване на тази топлина“, каза Пфлегинг пред CNBC.

Бъдещи предизвикателства

Градове, различни от тези в Ирландия, също се стремят да възприемат подобни модели. През октомври представители на Обединеното кралство посетиха Дания, за да видят как центровете за данни са свързани с мрежите за районно отопление и да се поучат от успеха на скандинавската страна. Обединеното кралство се надява да разшири отоплителните мрежи, за да достигне 20% от националното търсене на отопление до 2050 г., в сравнение с 3% днес.

Анализ на EnergiRaven и датската енергийна консултантска компания Viegand Maagøe установи, че отпадната топлина от центровете за данни може да осигури достатъчно топлина за поне 3,5 милиона домове до 2035 г., ако отоплителните мрежи се разширят паралелно с инфраструктурата за изкуствен интелект.

Използването на излишната топлина за общностно захранване ефективно позволява електроните да се използват два пъти, твърди Матю Пауъл, който провежда изследвания в EnergiRaven.

„Всеки киловат енергия, който използваме повторно, е киловат енергия, която не е нужно да внасяме“, каза Фабрициус, като добави, че ако след това замести природния газ, това има допълнителен геополитически и икономически смисъл.

„Използвате го веднъж за изчислението, а след това използвате топлината отново, за да отоплявате домовете на хората, която иначе би била генерирана от газ“, каза той пред CNBC.

На въпрос за рисковете от разчитането на частен център за данни за основно енергийно снабдяване, TU Dublin заяви, че системата за районно отопление Tallaght не зависи от един-единствен източник. Университетът проучва геотермална енергия и планира да включи редица възобновяеми източници, за да диверсифицира допълнително енергийния си микс.

Въпреки това, схемата вече отговаря на 92% от търсенето на отопление в кампуса и, според университета, значително е ускорила напредъка на TU Dublin към целите му за декарбонизация до 2030 г.

Районното отопление в момента осигурява около 10% от световното търсене на топлина за сгради, като 90% от това количество идва от изкопаеми горива. За да могат страни като Обединеното кралство да се възползват от повторното използване на отпадната топлина, трябва да се откажем от газа и да изградим правилната инфраструктура в земята, каза Фабрициус от EnergiRaven.

Диверсифицирането на системите „вероятно ще бъде най-добрият начин, но ще бъде болезнено. Няма да е лесно“, каза Фабрициус, но Обединеното кралство, например, е на етап да каже „всъщност трябва да направим нещо различно“.