RAPORT Z BADAŃ
Nowa energia dla amerykańskich centrów danych
10 minut czytania
6 marca 2025
W skrócie
- Niesamowity wzrost rynku centrów danych zmienia krajobraz energetyczny i stawia dostawców energii elektrycznej przed wyzwaniem sprostania rosnącemu popytowi.
- Same odnawialne źródła energii nie będą w stanie zaspokoić rosnącego zapotrzebowania, należy uwzględnić inne opcje dostaw energii takie jak energią jądrowa i gaz ziemny.
- Dostawcy energii elektrycznej mogą wdrożyć nowy zestaw krótko-, średnio- i długoterminowych działań, aby przezwyciężyć potencjalne wąskie gardła w infrastrukturze, zasilić przyszłość technologii i przyspieszyć własny rozwój.
Zaspokajanie rosnącego zapotrzebowania energetycznego centrów danych
Rynek centrów danych odnotował w ostatnich latach gwałtowny wzrost – i ma się jeszcze bardziej rozwinąć. Wzrost ten, napędzany postępem w generatywnej sztucznej inteligencji i technologii, wywiera znaczną presję na dostawców energii elektrycznej, aby zapewnić niezawodne i spójne zasilanie centrów przetwarzania danych. I choć odnawialne źródła energii są preferowanym wyborem, same nie są w stanie sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię. W odpowiedzi klienci badają alternatywy dla tradycyjnych źródeł zasilania centrów danych.
Krótko mówiąc: Nadchodzą duże zmiany, a czas na ewolucję jest teraz.
Rekordowy wzrost i nowe wyzwania
Szybkie przyjęcie sztucznej inteligencji i chmury, rosnące zapotrzebowanie na usługi danych konsumenckich oraz ewolucja technologii obliczeniowej to niektóre z kluczowych czynników napędzających wzrost popytu.
16–23%
energii elektrycznej w USA może być zużywane przez same centra przetwarzania danych do 2033 r.
W samym tylko 2023 r. amerykańskie centra danych zużyły 176 terawatogodzin (TWh) energii elektrycznej, a do 2030 r. zużycie to może wzrosnąć do 413–509 TWh.2 Skok zużycia jest napędzany głównie przez centra danych zdolne do obsługi zaawansowanej sztucznej inteligencji, które mogą odpowiadać za 70% ogólnego wzrostu popytu, przy czym generatywna sztuczna inteligencja przyczyni się do około 40% do 2030 r.
Równoważenie ograniczeń infrastrukturalnych i celów biznesowych
Centra przetwarzania danych pojawiły się w lokalizacjach, które oferują szereg korzyści. Od zachęt ekonomicznych przez dostępność gruntów, niezawodne połączenia z mediami aż po solidną łączność światłowodową, operatorzy centrów danych dążą do znalezienia jak najkorzystniejszych warunków przy wyborze lokalizacji. Jednak brak równowagi geograficznej centrów danych sprawia, że niektóre regiony są przeciążone, a inne nie są w pełni wykorzystywane.
80%
zużycia energii elektrycznej przez centra przetwarzania danych w USA w 2023 r. koncentrowało się w 15 stanach.4
Dostawcy energii elektrycznej muszą przyjąć odpowiednio dostosowane strategie, w tym lokalne ulepszenia sieci, aby sprostać regionalnym skokom popytu, zapewniając jednocześnie sprawiedliwą dystrybucję energii w całym kraju.
Podczas gdy odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce, mają kluczowe znaczenie dla długoterminowych celów zrównoważonego rozwoju, to jednak są one zmienne i wymagają zaawansowanego magazynowania energii, aby w pełni wspierać operacje o wysokim zapotrzebowaniu, takie jak centra przetwarzania danych. Gaz ziemny i energia jądrowa, wraz z innymi opcjami, takimi jak energia geotermalna i bioenergia, mogą pomóc w zapewnieniu stabilnych i czystych dostaw energii. Paliwa kopalne będą musiały wypełnić lukę, która wzrośnie w nadchodzących latach wraz ze wzrostem popytu.
Przyszłe trendy i prognozy
Nasza oddolna analiza wielu scenariuszy wzrostu wykazała, że nawet w przypadku najniższego wzrostu same zyski w zakresie wydajności nie będą w stanie zaspokoić rosnącego zapotrzebowania na energię generowanego przez centra przetwarzania danych. Na popyt wpłynie wiele nieprzewidywalnych czynników:
- Stale rosnące potrzeby w zakresie przetwarzania danych na potrzeby sztucznej inteligencji, obliczeń brzegowych i kwantowych, a także kopania kryptowalut, nabierają tempa.
- Rosnące obawy o zrównoważony rozwój wynikające z bardziej rygorystycznych przepisów, bezpośrednie inwestycje w odnawialne źródła energii i inne czynniki napędzają popyt.
- Zakłócenia w łańcuchu dostaw spowodowane napięciami geopolitycznymi i niedoborami zasobów będą prawdopodobnie stanowić przeszkodę dla rozwoju centrów przetwarzania danych.
- Ewolucja technologii zarówno po stronie popytu, jak i podaży będzie postępować, a przyszłe platformy technologiczne będą wymagać możliwości, które umożliwią dostawcom przełączanie się między różnymi źródłami energii w zależności od potrzeb.
- Globalny niedobór talentów w zakresie budowy infrastruktury, operacji i zrównoważonego rozwoju może spowolnić wzrost sektora.
Nasze zalecenia: Działania taktyczne i planowanie strategiczne
Nadszedł czas na działanie. Wykorzystując nasze zalecenia krótko-, średnio- i długoterminowe jako elementy strategii taktycznych, dostawcy energii elektrycznej mogą sprostać wyzwaniom, przed którymi stoją.
Zalecenia krótkoterminowe
Dostawcy energii elektrycznej mogą zacząć od następujących działań, aby pomóc sprostać bezpośrednim wyzwaniom:
Wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego usprawni reagowanie na popyt poprzez zautomatyzowaną optymalizację obciążeń w czasie rzeczywistym, prognozowanie zapotrzebowania na energię i spersonalizowane reakcje.
Współpracuj z firmami działającymi na hiperskalę aby pomóc im zrozumieć wysiłki związane z planowaniem długoterminowym. Zidentyfikuj lokalizacje posiadające odpowiednią infrastrukturę i zasoby, takie jak zasilanie, światłowody, woda i chłodzenie, a także te z potencjałem do integracji energii odnawialnej.
Usprawnij terminy połączeń międzysystemowych poprzez uproszczenie procesów podłączania centrów przetwarzania danych do sieci, zwiększ możliwości regulacyjne poprzez współpracę i wzmocnij strategie ekonomiczne dzięki zachętom, które promują zrównoważone praktyki.
Zalecenia średnioterminowe
Wprowadzenie poniższych zaleceń wymaga więcej czasu, ale są one niezbędne do zaspokojenia rosnącego popytu:
Dokonaj optymalizacji istniejących elektrowni, zdywersyfikuj je w kierunku czystszych rozwiązań energetycznych i zwiększ inwestycje w energię odnawialną i magazynowanie, aby zapewnić stałą podaż i modułową, skalowalną pojemność dla przyszłego popytu.
Zwiększ przepustowość i odporność sieci poprzez optymalizację obecnej infrastruktury, przyspieszenie modernizacji za pomocą inteligentnych technologii i przeznaczenie nakładów inwestycyjnych na kompleksowe modernizacje w celu obsługi większych obciążeń energetycznych i zapobiegania wąskim gardłom.
Stwórz dostosowane usługi o wartości dodanej w sytuacjach niskiego wzrostu, rozszerzaj dostosowane rozwiązania w zakresie zielonej energii wraz ze wzrostem popytu i wdrażaj rozwiązania do zarządzania energią w czasie rzeczywistym w sytuacjach wysokiego wzrostu, aby zapewnić niezawodne zasilanie na żądanie.
Usprawnij procesy w celu zmniejszenia opóźnień, wzmocnij partnerstwa z samorządami lokalnymi i interesariuszami oraz rozszerz zachęty finansowe na rzecz energii odnawialnej, efektywności energetycznej i zrównoważonej infrastruktury.
Długoterminowe zalecenia dla przeciążonych regionów
Poniższe długoterminowe zalecenia mają zastosowanie do przeciążonych regionów, które borykają się ze znacznymi ograniczeniami przepustowości z powodu wysokiego zapotrzebowania na energię:
Włącz zaawansowane platformy i infrastrukturę dostaw, zwiększ elastyczność sieci i zintegruj alternatywne rozwiązania, a także wykorzystaj prognozowanie popytu z wykorzystaniem AI i technologie sieciowe, aby zoptymalizować alokację zasobów, poprawić niezawodność i sprostać wymaganiom.
Uwzględnij wzrost zapotrzebowania na energię napędzany przez centra przetwarzania danych, zakłócenia technologiczne i wyzwania regulacyjne, jednocześnie włączając energię odnawialną i skalowalne rozwiązania, takie jak SMR, poprzez elastyczne, przyrostowe podejście do inwestycji.
Oferuj dostosowane ceny i długoterminowe umowy, aby zapewnić sprawiedliwy podział kosztów, zapobiegać podwyżkom stawek dla klientów spoza centrów przetwarzania danych i zwiększać stabilność finansową poprzez wspólne inwestycje w odnawialne źródła energii z operatorami centrów przetwarzania danych.
Skoncentruj się na proaktywnym planowaniu infrastruktury, współpracy między dostawcami energii elektrycznej, centrami przetwarzania danych i organami regulacyjnymi oraz wspieraniu stałych zachęt ekonomicznych w celu przyciągnięcia długoterminowych inwestycji i stymulowania zrównoważonego wzrostu.
Długoterminowe zalecenia dla niezagospodarowanych regionów
Dostawcy energii elektrycznej w niezagospodarowanych regionach o minimalnej obecności centrów przetwarzania danych powinni również rozważyć następujące dodatkowe działania.
Zbadaj możliwości oferowania niezawodnych dostaw energii – takich jak gaz ziemny – do czasu, gdy odnawialne źródła energii będą w stanie w pełni osiągnąć zerową emisję energii i połóż nacisk na stabilne stawki i całodobową obsługę, aby zapewnić przewidywalne koszty operacyjne dla centrów przetwarzania danych.
Promuj zalety geograficzne terytoriów usług – niedrogie grunty, niski wskaźnik ryzyka FEMA, bliskość głównych punktów połączeń sieciowych, źródła chłodnej wody – aby przyciągnąć centra przetwarzania danych poszukujące optymalnych lokalizacji do prowadzenia działalności.
Oceń możliwości współpracy z centrami przetwarzania danych i klientami o wysokim zużyciu energii. Współpracuj w celu opracowania niezawodnej sieci energetycznej z nadmiarowymi źródłami zasilania, najnowocześniejszymi urządzeniami przesyłowymi oraz łącznością danych i światłowodową na średnim dystansie.
Droga naprzód
Dostawcy energii elektrycznej muszą uzyskać głębszy wgląd w potencjalny rozwój centrów przetwarzania danych i ich znaczący wpływ na zapotrzebowanie na energię. Zaawansowane narzędzia analityczne i prognostyczne mogą zapewnić wgląd w dane, przewidzieć przyszłe zapotrzebowanie na energię i zidentyfikować potencjalne wąskie gardła, umożliwiając proaktywne planowanie i opłacalne rozwiązania. Łącząc te narzędzia i usługi z solidną współpracą zainteresowanych stron, można przyspieszyć rozwój zrównoważonej i odpornej infrastruktury. Zaspokoi to zapotrzebowanie na energię rosnących centrów przetwarzania danych, jednocześnie gwarantując rozwój dostawców energii elektrycznej.
Źródła:
1 Analiza Accenture.
2 Modelowanie Accenture Research.
3 Dmytro Konovalov, „Global Market Scan: Data centers in the age of AI, a global investment surge” Daily Commercial News, 24 grudnia 2024 r.: D1, Factiva, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.
4 Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption, EPRI, 24 maja 2024 r, jak podano w „Study estimates datacenters could take 9% of US power production by 2030”, Market Intelligence News, 29 maja 2024 r.: D1, Factiva, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.