Електрони — нова нафта: ШІ змінює глобальну енергетику

Версия для печати

До середини 2021 року здавалося, що тенденції розвитку світової енергетики були практично визначеними і курс цей триватиме десятиліттями. Проте вже невдовзі мали місце події, які знову ставлять енергетику на роздоріжжя майбутнього. І бум штучного інтелекту (ШІ) відіграє у цьому важливу роль.

Про це йдеться у статті видання ZN.UA.

Злам енергетичної політики

2019 року Європейський Союз оголосив політику зеленого переходу, яка передбачала зменшення та зниження вуглецевого сліду енергетичного сектору та економіки загалом і наміри обкласти додатковим митом імпортовані товари пропорційно до викидів вуглецю, зумовлених їхнім виробництвом. Така політика зумовила поштовх до «озеленення» й інших країн, для яких було важливо зберегти торговельні відносини з ЄС. Передусім мова про Китай, який теж оголосив про намір декарбонізуватися до 2060 року і розгорнув широкомасштабне будівництво низьковуглецевої генерації.

Глобальні енергетичні компанії почали розробляти стратегії декарбонізації до 2030-го та 2050 року, які, зокрема, включають наміри відмовитися від нафти і газу, не кажучи вже про вугілля. Великі нафтогазові компанії інвестують у проєкти сонячної та вітрової енергетики, активно вкладають кошти у промисловий розвиток технологій уловлювання вуглецю і з надією дивляться на водень як потенційне паливо майбутнього, що мало б замінити газ у тих галузях, де його не можна замінити електроенергією, наприклад у хімічній промисловості.

Я загалом пристаю до думки, що зелений перехід був частиною геополітичного плану ЄС, спрямованого на світове лідерство. Потрібно було вигадати нові правила, а потім змусити решту світу грати за ними. Але попередньо забезпечити собі світову першість у новій моделі.

Проте події наступних кількох років кардинально змінили бачення розвитку енергетики. Передусім російська агресія проти України та спроби енергетичного шантажу Європи. З одного боку, стало зрозуміло, що потужностей нової, зеленої, енергетики було все ще недостатньо, аби захиститися від перебоїв із постачаннями нафти й газу. На якийсь час довелося навіть заплющити очі на збільшення використання вугілля, щоб запобігти глибокій енергетичній кризі. Тоді ж країни почали змінювати своє ставлення до атомної енергетики на менш критичне, а то й позитивне. А згодом, коли війна затягнулась, утверджувалася думка, що армія тривалий час потребуватиме традиційних енергоносіїв.

Згодом у США змінилась адміністрація: з якихось причин Дональд Трамп реагував на зелений порядок денний, як іспанський бик на червоний прапор. І якось так сталося, що глобальні енергетичні компанії частково почали згортати програми декарбонізації та відновлюваної енергетики, а нафта й газ продовжили свої історичні перспективи.

Та неочікувано з’явився ще один чинник — бум систем штучного інтелекту, які є просто пожирачами енергії. Цей тренд, безумовно, матиме вплив на світову енергетику та гонитву за ресурсами.

ШІ — пожирач енергії

Кілька промовистих фактів про стан і перспективи споживання. За даними Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), 2024 року на центри обробки даних припадало близько 1,5% світового споживання електроенергії — 415 ТВт·год.

З 2017 року щорічне зростання споживання електроенергії цим сектором становило 12%, що в чотири рази перевищує загальне підвищення попиту на електроенергію. За прогнозами МЕА, споживання цим сектором зросте вдвічі до 2030 року, що еквівалентно нинішньому споживанню електроенергії Японією. А 2035 року МЕА прогнозує трикратне збільшення попиту відносно 2024 року. Ключовим драйвером зростання попиту з боку центрів обробки даних вважається саме розвиток систем штучного інтелекту.

Середньостатистичний центр, що обслуговує роботу ШІ, потребує такої кількості електроенергії, що еквівалентна обсягу споживання 100 тисяч домогосподарств, але найбільші центри, які будуються зараз, використовуватимуть її у двадцять разів більше.

Світове зростання попиту на електроенергію з боку систем хмарних обчислень непропорційне територіально і визначається технологічним розвитком країни. 2024 року 45% такого споживання припадало на США, 25 — на Китай і 15% — на Європу. Природно, що такий швидкозростаючий попит у межах однієї країни чи її частини невдовзі може зіткнутися з обмеженнями енергетичних систем: це потенційний дефіцит як самої генерації електроенергії, так і мереж, яких не спроєктували на таке зростання попиту.

Один показовий приклад — центр Кремнієвої долини, містечко Санта-Клара у Каліфорнії, де кількість діючих і запроєктованих до будівництва дата-центрів уже сягнула 57. Двоє найбільших девелоперів центрів обробки даних роками не можуть реалізувати свої проєкти через відсутність вільних потужностей на приєднання до мережі. За одним проєктом заявку на будівництво було подано ще 2019 року, але досі без жодного результату. Подібна ситуація і з проєктом іншої компанії, яка не може отримати підключення на 48 МВт. А тим часом місцевий оператор мережі похапцем намагається модернізувати мережі.

Застаріла енергетична інфраструктура не готова до буму енергоємної галузі хмарних обчислень і ШІ.

Тож бажання досягнути чи зберегти лідерство у сфері ШІ буде нерозривно пов’язане із прагненням розв’язати проблему дефіциту генерації та вузьких місць у енергетичних мережах. Технологічні компанії панічно шукають джерела електроенергії. Тут ідеться про конкуренцію як між компаніями в межах однієї чи різних країн, так і між державами, як от між США та Китаєм.

Саме бум штучного інтелекту сприяв відновленню роботи сумновідомої АЕС Три Майл Айленд, яку було зупинено 2019 року: «Майкрософт» уклала угоду на купівлю її електроенергії протягом наступних 20 років для обслуговування власних центрів. А кілька тижнів тому Google оголосила, що дійшла згоди щодо перезапуску АЕС у Айові, яка була зупинена п’ять років тому, з такою ж метою. Так само здійснювалися кроки для перезапуску зупиненої АЕС у Мічигані.

Зростання попиту на електроенергію в США підвищило попит на газ і газові турбіни для будівництва нових електростанцій. Але і цього було недостатньо, тому це також збільшило потребу у вугільній генерації. Нещодавно міністр енергетики США заявив, що виведення з експлуатації вугільних електростанцій відкладуть, щоб забезпечити підтримку буму ШІ.

ШІ як драйвер інвестицій в енергетику

Отже, технологічні гіганти намагаються витягнути все, що припадає пилом, аби не зупинятися у гонитві та конкуренції ШІ. Це, звісно ж, хаотичні рухи, схожі на спроби втриматися на старих милицях, і довго так тривати не може, адже потрібні нові потужності та рішення в енергетиці. У довгостроковому вимірі бум штучного інтелекту матиме серйозний вплив на енергетику. Між собою конкуруватимуть компанії, як технологічні гіганти, так і енергетичні, технології виробництва енергії та безпосередньо країни.

Зовсім нещодавно уряд США уклав угоду з Westinghouse на будівництво масштабних ядерних реакторів загальною вартістю 80 млрд дол.: додаткова енергія піде, зокрема, на забезпечення роботи дата-центрів. В цей же бік дивляться й американські технологічні гіганти: Amazon, Microsoft та Google інвестуватимуть у малі модульні реактори.

Однак розгортання проєктів атомної енергетики — це тривалий процес, а енергія потрібна тут і зараз. Зважаючи на перспективу нарощення видобутку та швидкість реалізації рішень, у США є високий потенціал у газовій енергетиці. Експерти вважають, що ШІ зумовить зростання попиту на газ у США на 20–40%. Та зрештою збільшення видобутку газу у США не триватиме вічно — очікується, що пік настане 2032 року.

Натомість розвиток відновлюваних електростанцій разом із системами акумуляції енергії дасть можливість забезпечити потрібний попит значно швидше. Тому й не дивно, що американські технологічні гіганти, що розвивають ШІ, також інвестують у вітрову, сонячну та геотермальну енергетику разом із системами накопичення енергії.

Міненерго США вважає, що країна потребуватиме понад 100 ГВт додаткових потужностей з виробництва електроенергії у найближчі п’ять років, не враховуючи нових відновлюваних джерел. Водночас одна з провідних компаній штучного інтелекту та розробник ChatGPT — OpenAI стверджує і переконує владу США, що країна повинна додавати 100 ГВт нових генеруючих потужностей щороку. Вражаючий масштаб, особливо якщо порівнювати з Україною, пікове споживання в якій до повномасштабного вторгнення було трохи меншим за 25 ГВт. В OpenAI взагалі вважають, що «електрони — це нова нафта».

Нові геополітичні перегони?

Багато хто у США вважає, що боротьба за лідерство у ШІ стане частиною перегонів між США та Китаєм за першість у світі. Значною мірою ця конкуренція визначатиметься саме доступністю електроенергії.

Це і справді виклик для США, зважаючи на темпи будівництва нових потужностей у Китаї. 2024 року Піднебесна додала до енергосистеми понад 425 ГВт, зокрема 277 ГВт сонячної генерації, 80 ГВт вітрової та 61 ГВт атомної енергетики. Китай за останні роки зайняв лідируючі позиції в інвестуванні у відновлювану та атомну енергетику. Щоправда, при цьому не припинив будівництва вугільних станцій, так би мовити, про всяк випадок.

Можливо, очікуваний бум попиту на енергію з боку ШІ і був серед причин, які надихнули президента Трампа поставити хрест на зеленому порядку денному та докладати зусиль для розвитку традиційної енергетики. Зрештою, у своєму указі щодо розвитку ШІ Трамп наказав послабити регулювання для постачання енергії центрам обробки даних, що, зокрема, передбачало спрощення екологічних стандартів.

Фактично складається так, що ШІ здатен стати новим імпульсом розвитку енергетики та нових технологій. Може розпочатися нова міжнародна гонитва, як це було колись із космічними програмами. Знову матиме місце конкурування технологій отримання електроенергії за критеріями швидкості розгортання та ціни кінцевої електроенергії.

Звичайно, ситуація може кардинально змінитись, якщо раптом з'являться менш енерговитратні моделі ШІ, але наразі це виглядає малоймовірним, до того ж на тлі очікуваного буму використання цих технологій у різних сферах життя.

Тож хоча наразі важко сказати, які країни та енергетичні технології переможуть, очевидно, що вагому роль у боротьбі відіграватимуть національні політики щодо енергетики. Причому навіть якщо мова про аутсайдерів цієї галузі, адже лідери перегонів виходитимуть і на ринки інших країн, щоб будувати дата-центри і купувати енергетичні компанії. Тож усе цілком може вийти на рівень великої геополітичної гри. Хтозна, може, й Україна зможе відкусити шмат цього пирога у майбутньому. Потенціал має.

«Аргумент»

На цю тему:

• "Штучний інтелект" ChatGPT "збожеволів"
• Костянтин Корсун: Державний "штучний інтелект" від Федорова: перший краш-тест
• Штучний інтелект розробив ліки уперше в історії
• Мирослав Гай: Сучасна війна і ШІ - майбутнє вже тут і ми до нього не готові