Центры обработки данных и рынки электроэнергии

Существует не так много приемлемых вариантов удовлетворения потребностей центров обработки данных в электроэнергии. Некоторые из них особенно неблагоприятны — для потребителей, окружающей среды и даже для самих центров обработки данных. Александра Класс, профессор юридического факультета Мичиганского университета, и Дэйв Оуэн, профессор юридического факультета Калифорнийского университета в Сан-Франциско, размышляли о том, есть ли лучший способ, и написали об этом в статье, готовящейся к публикации в журнале George Washington Law Review.

Их предложение призывает отказаться от идеи о том, что сеть должна иметь достаточную мощность электростанций для постоянного обслуживания всех пользователей, и вместо этого использовать подход, при котором центры обработки данных и другие суперпользователи рассматриваются как отдельный класс клиентов с особыми правилами и дополнительной гибкостью. Принципы этого подхода основаны на том, как регулирующие органы и государственные служащие управляли поставками природного газа и воды на западе США в периоды дефицита. Конкретные моменты сложны, но в целом они сводятся к тому, что центрам обработки данных необходимо будет гибко реагировать на спрос на электроэнергию и заключать контракты на торговлю электроэнергией с другими предприятиями.

Центры обработки данных «будут дестабилизировать ситуацию», — заявил Класс в интервью на этой неделе. «Вопрос в том, будет ли это дестабилизация позитивной или негативной?» Исследовательская компания ICF заявила в мае, что, по прогнозам, спрос на электроэнергию в США увеличится на 25% в период с 2023 по 2030 год и на 78% к 2050 году, причём значительная часть роста будет связана с центрами обработки данных. Это значительный рост, который контрастирует с предыдущим периодом, длившимся более десятилетия, когда спрос практически не рос.

Когда Класс и Оуэн сталкиваются с подобными прогнозами, они опасаются, что страна может подготовить себя к опасному сценарию: коммунальные предприятия и регулирующие органы столкнутся с бумом строительства электростанций, чтобы удовлетворить прогнозируемый рост спроса, но спрос не будет полностью реализован, а другие потребители десятилетиями будут покрывать расходы на дорогостоящие, недоиспользуемые активы. Рост центров обработки данных, некоторые из которых обеспечивают вычислительную мощь для искусственного интеллекта, может свести на нет переход к более чистым источникам энергии. Несмотря на то, что многие ведущие компании, стоящие за центрами обработки данных, такие как Apple, Google и Meta, взяли на себя обязательства по использованию безуглеродной электроэнергии, их стремление к быстрому внедрению часто противоречит усилиям по ограничению выбросов углерода.

«Мы эксплуатировали наши электроэнергетические системы, исходя из того, что нам необходимо построить достаточно мощностей для постоянного удовлетворения спроса», — сказал Оуэн во время видеозвонка, в котором также участвовал Класс. «Это предположение не всегда служило нам верой и правдой в прошлом, и, похоже, оно не сработает для крупных новых центров обработки данных, которые могут быть построены, а могут и не быть, могут использовать всю заявленную ими необходимую электроэнергию, но могут привести к очень дорогостоящим изменениям в системах передачи и генерации. Нам не нужно так поступать». У него есть опыт изучения законов о распределении воды в западных штатах, и он считает, что подход Южной Калифорнии к управлению водными ресурсами даёт представление о том, что делать, когда спрос превышает предложение.

Главное заключается в том, что поставщики воды в районах с дефицитом воды находят способы сократить потребление, когда ресурсы скудны. Жители могут жаловаться на некоторые аспекты этих правил, но, учитывая многочисленные проблемы, результаты зачастую довольно хороши, сказал Оуэн. Рынки природного газа также вдохновляют на управление сетями и центрами обработки данных, сказал Класс. Основная идея заключается в том, что газовые рынки разработали способы, позволяющие крупным потребителям получать более низкую цену, если они соглашаются на перебои с поставками газа в периоды высокого спроса. Компании заключили контракты на поставку газа, а затем и на трубопроводные мощности для его транспортировки. Это стало возможным благодаря действиям Конгресса и федеральных регулирующих органов, предпринимавшимся на протяжении нескольких десятилетий по дерегулированию газовых рынков.

На современном рынке электроэнергии Класс предполагает, что регулирующие органы могли бы принять правила, согласно которым центры обработки данных могут подключаться к сети быстрее, если от их владельцев требуется гибкость в энергопотреблении. Она считает, что центры обработки данных хорошо подходят для гибкой работы, поскольку их владельцы являются одними из самых передовых технологических компаний и потребителей электроэнергии в мире. Даже небольшая гибкость может существенно снизить потребность в строительстве новых электростанций.
Есть проблески идей Класс и Оуэна на практике, включая решение регулирующих органов Огайо в июле создать специальную тарифную категорию для центров обработки данных с правилами, призванными ограничить негативное воздействие на других потребителей.

По словам Оуна, без изменений в регулировании результаты могут быть следующими: «Бум центров обработки данных не оправдает наших ожиданий, или технологии станут более эффективными, и мы останемся с этой армией грязных белых слонов», — сказал он, добавив, что потребителям придётся платить за «более грязную и дорогую энергию».

Альтернативный сценарий полного предложения предполагает, что текущая перезагрузка рынка не изменит настроения инвесторов, что приведет к увеличению предложения, но снижению качества управления, что напоминает рынок углеродных кредитов, наблюдавшийся в период с 2019 по 2022 год. Теоретическое предложение увеличится до 5,3 млрд т в 2030 г. и до 8,2 млрд т в 2050 г. Предотвращение вырубки лесов (REDD+) и лесовосстановление составят две трети предложения в 2050 г., при этом такие рынки, как Бразилия и Индонезия, испытают поток инвестиций. В связи с избытком низкокачественных кредитов, все еще находящихся в обращении в этом сценарии, средневзвешенные затраты достигнут всего 69 долл. в 2050 г., а роль технологического удаления углерода будет сведена к минимуму. Рынок внебиржевого удаления углерода появился одновременно с более широкой перезагрузкой рынка углеродных кредитов, при этом количество индивидуальных двусторонних сделок вырастет в 27 раз с 2022 года. Такие группы, как инициатива Science Based Targets, настаивают на том, чтобы это стало основной формой предложения углеродных кредитов, имеющих право на получение корпоративных заявлений о нулевых выбросах. Если это произойдет, BNEF прогнозирует рост предложения до 2 млрд т в 2030 г. и до 5,3 млрд в 2050 г. Улавливание и хранение углерода в биоэнергетике станет самым выгодным вариантом, а средневзвешенные затраты достигнут 98 долл. в 2050 г.