Η πυρηνική ενέργεια θα είναι βασικό μέρος μιας σειράς νέας ενεργειακής υποδομής που έχει κατασκευαστεί για να ανταποκρίνεται στην αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας στα κέντρα δεδομένων που καθοδηγείται από την τεχνητή νοημοσύνη. Ωστόσο, η πυρηνική ενέργεια δεν μπορεί να καλύψει όλες τις αυξημένες ανάγκες ενέργειας των κέντρων δεδομένων. Το φυσικό αέριο, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η τεχνολογία μπαταριών θα διαδραματίσουν επίσης κάποιο ρόλο, σύμφωνα με την Goldman Sachs Research.
Αρκετές μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας που αναζητούν χαμηλές εκπομπές άνθρακα και ενέργεια όλο το εικοσιτετράωρο υπέγραψαν συμβόλαια για νέα πυρηνική δυναμικότητα τον περασμένο χρόνο και θα μπορούσαν να υπάρξουν περισσότερες τέτοιες συμφωνίες στο μέλλον. Αυτές οι προσπάθειες γίνονται καθώς η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων αναμένεται να υπερδιπλασιαστεί έως το 2030.
Συνολικά, η Goldman προβλέπει ότι 85-90 γιγαβάτ (GW) νέας πυρηνικής δυναμικότητας θα χρειαστούν για να καλυφθεί όλη η αύξηση της ζήτησης ενέργειας των data centers που αναμένεται έως το 2030 (σε σχέση με το 2023). Αλλά πολύ λιγότερο από το 10% θα είναι διαθέσιμο παγκοσμίως μέχρι το 2030.
Καθώς οι ανάγκες σε ενέργεια αυξάνονται, τα κέρδη απόδοσης της υποδομής των κέντρων δεδομένων αρχίζουν να επιβραδύνονται, σύμφωνα με της Goldman Sachs. «Η ανάπτυξη από την τεχνητή νοημοσύνη, η ευρύτερη ζήτηση δεδομένων και η επιβράδυνση των κερδών απόδοσης ηλεκτρικού ρεύματος οδηγεί σε αύξηση της διενέργειας από τα κέντρα δεδομένων», τονίζει.
Πόσο αναμένεται να αυξηθεί η κατανάλωση ενέργειας AI;
Η ζήτηση ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων βρίσκεται σε καλό δρόμο να αυξηθεί περισσότερο από 160% έως το 2030, σε σύγκριση με τα επίπεδα του 2023, σύμφωνα με την Goldman Sachs. Ένα σενάριο στο οποίο το 60% αυτής της αυξημένης ζήτησης καλυπτόταν από θερμικές πηγές όπως το φυσικό αέριο θα οδηγούσε σε αναμενόμενη αύξηση των εκπομπών κατά 215-220 εκατομμύρια τόνους παγκοσμίως, που ισοδυναμεί με το 0,6% των παγκόσμιων ενεργειακών εκπομπών.
Ενώ οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν τη δυνατότητα να καλύψουν τις περισσότερες από τις αυξημένες ανάγκες σε ενέργεια από τα κέντρα δεδομένων κάποιες ώρες της ημέρας, δεν παράγουν ενέργεια αρκετά σταθερά ώστε να είναι η μόνη πηγή ενέργειας για τα κέντρα δεδομένων, εξηγεί ο οίκος. «Οι συνομιλίες μας με εταιρείες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας δείχνουν ότι η αιολική και η ηλιακή ενέργεια θα μπορούσαν να εξυπηρετήσουν περίπου το 80% της ζήτησης ενέργειας ενός κέντρου δεδομένων εάν συνδυαστούν με αποθηκευτικό χώρο, αλλά απαιτείται κάποιο είδος παραγωγής βασικού φορτίου για να καλυφθεί η ζήτηση 24/7», επισημαίνει. Προσθέτει ότι η πυρηνική είναι η προτιμώμενη επιλογή, αλλά η δυσκολία κατασκευής νέων πυρηνικών σταθμών σημαίνει ότι το φυσικό αέριο και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι πιο ρεαλιστικές βραχυπρόθεσμες λύσεις.
Η πυρηνική ενέργεια έχει σχεδόν μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα — αν και δημιουργεί πυρηνικά απόβλητα που πρέπει να διαχειρίζονται προσεκτικά. Όμως, η έλλειψη εξειδικευμένου εργατικού δυναμικού, οι προκλήσεις απόκτησης αδειών και η δυσκολία προμήθειας επαρκούς ποσότητας ουρανίου αποτελούν πρόκληση για την ανάπτυξη νέων πυρηνικών σταθμών.
Μέχρι το 2030, ωστόσο, 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.
Εντωμεταξύ, οι εταιρείες που προσπαθούν να προμηθεύσουν ενέργεια για νέα κέντρα δεδομένων είναι πιθανό να επικεντρωθούν σε ένα μείγμα πηγών ενέργειας, γράφει η Goldman Sachs.
Πόσο θα αυξηθεί η πυρηνική ενέργεια;
Πρόσφατα συμβόλαια για εγκαταστάσεις πυρηνικής ενέργειας μαζί με σημάδια μεγαλύτερης όρεξης των χωρών για πυρηνική ενέργεια υποδηλώνουν σημαντική αύξηση των επενδύσεων τα επόμενα πέντε χρόνια και αντίστοιχη αύξηση της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας τη δεκαετία του 2030.
Ο πολλαπλασιασμός των κέντρων δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης έχει ενισχύσει την εμπιστοσύνη των επενδυτών στη μελλοντική αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, την ίδια στιγμή που οι μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας αναζητούν αξιόπιστη ενέργεια χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Μόνο στις ΗΠΑ, μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας έχουν υπογράψει νέα συμβόλαια για περισσότερα από 10 GW πιθανής νέας πυρηνικής δυναμικότητας τον περασμένο χρόνο και η Goldman Sachs βλέπει τη δυνατότητα να τεθούν σε λειτουργία τρία εργοστάσια μέχρι το 2030.
Εντωμεταξύ, οι κυβερνήσεις υποστηρίζουν σε γενικές γραμμές περισσότερο την πυρηνική ενέργεια. Η Ελβετία επανεξετάζει τη χρήση πυρηνικών γεννητριών για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ η πυρηνική ενέργεια απολαμβάνει δικομματική υποστήριξη στις ΗΠΑ και το κόμμα της αυστραλιανής αντιπολίτευσης έχει προτείνει σχέδια για την εισαγωγή πυρηνικών αντιδραστήρων. Οι συμμετέχοντες στη διάσκεψη COP28 στα τέλη του 2023, μια ετήσια σύνοδο κορυφής που συγκαλείται από τον ΟΗΕ για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, συμφώνησαν να τριπλασιάσουν την παγκόσμια πυρηνική δυναμικότητα έως το 2050.
Δημιουργία του «πράσινου» κέντρου δεδομένων
Οι πράσινες πηγές ενέργειας λαμβάνουν επίσης σημαντικές επενδύσεις από παρόχους τεχνητής νοημοσύνης. Η Goldman προβλέπει ότι το 40% της νέας χωρητικότητας που έχει κατασκευαστεί για την υποστήριξη της αυξημένης ζήτησης ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων, θα είναι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Το κόστος προμήθειας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι φθηνότερο από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικό αέριο, πριν ληφθούν υπόψη τα ζητήματα μετάδοσης και η κάλυψη κενών όταν ο ήλιος δεν λάμπει και ο άνεμος δεν φυσάει. Η ανάλυση της Goldman Sachs δείχνει ότι, στην ονομαστική αξία, το μέσο κόστος ενέργειας για την αιολική ενέργεια που φιλοξενείται στην τοποθεσία ενός κέντρου δεδομένων είναι 25 δολ. ανά μεγαβατώρα στις ΗΠΑ, ενώ η ηλιακή ενέργεια κοστίζει 26 δολ./MWh και το φυσικό αέριο συνδυασμένου κύκλου (ο πιο αποδοτικός τύπος σταθμού ηλεκτροπαραγωγής με αέριο) κοστίζει 37 δολ./MWh πριν υπολογιστεί το κόστος δέσμευσης άνθρακα.
Στην πράξη, ωστόσο, οι ηλιακές εγκαταστάσεις κλίμακας κοινής χρήσης λειτουργούν μόνο περίπου 6 ώρες την ημέρα κατά μέσο όρο, ενώ οι αιολικές μονάδες λειτουργούν κατά μέσο όρο 9 ώρες την ημέρα. Υπάρχει επίσης καθημερινή αστάθεια στη χωρητικότητα αυτών των πηγών, ανάλογα με την ακτινοβολία του ήλιου και τη δύναμη του ανέμου.
Το κόστος μετάδοσης αποτελεί επίσης ζήτημα για τους χειριστές των κέντρων δεδομένων. Επειδή οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συχνά καταλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερο αποτύπωμα γης από το φυσικό αέριο ή την πυρηνική ενέργεια, είναι πιο πιθανό να βρίσκονται μακριά από μεγάλες πόλεις, όπου χρησιμοποιείται μεγάλο μέρος της ενέργειας που παράγουν. Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια που παράγουν μπορεί να χρειαστεί να ταξιδέψει περισσότερο πριν χρησιμοποιηθεί.
Από την άλλη πλευρά, οι θερμικοί σταθμοί — όπως αυτοί που τροφοδοτούνται από πυρηνικούς αντιδραστήρες ή φυσικό αέριο— μπορούν να λειτουργούν καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, χωρίς ωριαίες προκλήσεις.
Για αυτούς τους λόγους, η Goldman αναμένει από τις εταιρείες τεχνολογίας να επωφεληθούν από έναν συνδυασμό όλων των παραπάνω πηγών ενέργειας. Τους τελευταίους μήνες, εταιρείες hyperscalers και cloud computing έχουν υπογράψει πολλαπλές συμβάσεις για πυρηνικούς αντιδραστήρες μεγαλύτερης κλίμακας, μικρούς αρθρωτούς αντιδραστήρες (SMR), συμφωνίες αγοράς ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και αφαίρεση άνθρακα.
Όπως καταλήγει η Goldman, για την παροχή ρεύματος όλο το εικοσιτετράωρο, τα κέντρα δεδομένων επιδιώκουν να αυξήσουν την ηλιακή και αιολική ενέργεια χρησιμοποιώντας την αποθήκευση μπαταριών και είτε την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται από το δίκτυο είτε την επιτόπια χωρητικότητα αιχμής φυσικού αερίου (ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας που λειτουργεί σε περιόδους υψηλής ζήτησης ή για να καλύψει κενά). Οι αναλυτές της εκτιμούν ότι μια συνδυασμένη λύση ηλιακής ενέργειας, αποθήκευσης μπαταριών και φυσικού αερίου θα μείωνε τις εκπομπές κατά 67% σε σύγκριση με το βασικό φυσικό αέριο συνδυασμένου κύκλου.
Εκτός από την εύρεση πιο πράσινων πηγών ενέργειας για την τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων, οι πάροχοι τεχνολογίας μπορούν να μειώσουν την ένταση των εκπομπών μέσω της βελτίωσης της απόδοσης. Αυτό συνέβη το 2015-2019, όταν η ζήτηση φόρτου εργασίας για κέντρα δεδομένων σχεδόν τριπλασιάστηκε, αλλά η κατανάλωση ενέργειας παρέμεινε σταθερή λόγω βελτιώσεων στην ενεργειακή απόδοση.
