Пока разработчики центров обработки данных выстраиваются в очередь, чтобы подключиться к электросетям по всей Европе, сетевые операторы экспериментируют с новыми способами освобождения для них места.
Фотоиллюстрация: Жаклин ВанЛью; Getty Images Загрузить Сохранить эту историю Загрузить Сохранить эту историю
Европейские страны соревняются в вводе в эксплуатацию новых центров обработки данных, поскольку лаборатории искусственного интеллекта по всему миру продолжают нуждаться в всё больших вычислительных мощностях. Главным ограничивающим фактором является энергия, а точнее, возможность её транспортировки.
Хотя Европа движется в правильном направлении, чтобы производить достаточно энергии, эксперты в области энергетики говорят, что операторам энергосетей в целом не хватает инфраструктуры, необходимой для транспортировки энергии туда, куда она должна поступать. Это ограничивает пропускную способность сетей и, как следствие, количество новых энергоемких центров обработки данных, которые могут быть подключены без риска отключений электроэнергии.
Компания National Grid, управляющая передающей сетью в Англии и Уэльсе, заявляет, что к ее сети ожидают подключения запланированные центры обработки данных, представляющие собой потребность в электроэнергии более чем в 30 гигаватт, что составляет две трети пиковой нагрузки Великобритании. Даже с учетом вероятности того, что некоторые из этих центров обработки данных никогда не будут построены, в настоящее время места для их размещения недостаточно.
Ожидание разрешения на подключение приводит к срыву некоторых проектов центров обработки данных, подрывая амбиции Европы получить свою долю из сотен миллиардов долларов, которые лаборатории искусственного интеллекта тратят на вычислительные мощности. «По всей Европе проекты отменяются из-за отсутствия доступа к электросети», — утверждает Тако Энгелаар, управляющий директор компании Neara, занимающейся оптимизацией электросетей.
Под давлением правительства, требующего устранить затор, операторы электросетей экспериментируют со способами увеличения пропускной способности существующих сетей — от замены металла, используемого в линиях электропередачи, до обхода зон перегрузки и регулирования количества энергии, передаваемой по линиям, в зависимости от изменений погодных условий.
«Единого простого решения нет, — говорит Стив Смит, президент National Grid Partners, венчурного подразделения National Grid. — Нужно делать много всего».
К концу 2024 года, примерно в то время, когда правительство объявило их «критической национальной инфраструктурой», очередь из центров обработки данных, ожидающих подключения к британской энергосистеме, начала стремительно расти. С тех пор, по данным британского энергетического регулятора Ofgem, количество заявок на подключение «значительно превысило даже самые амбициозные прогнозы», а размер очереди утроился. «Мы знали, что нас ждет новая волна спроса, связанная с электрификацией транспорта и отопления», — говорит Смит. «Теперь к этому добавилась искусственная интеллект».
Одно из очевидных решений — строительство новых линий электропередачи, но это дорого и долго. В зависимости от масштаба проекта, строительство новой инфраструктуры передачи электроэнергии может занять от семи до четырнадцати лет, учитывая потенциальные проблемы с планированием, юридические возражения, проблемы с цепочками поставок и рабочей силой, а также сами строительные работы. «Требуется время, чтобы заложить трубы, подключить их, отправить электромонтеров на место для выполнения всей этой работы», — говорит Джек Пресли Эбботт, заместитель директора по стратегическому планированию и подключению в Ofgem.
Особенности географического положения Великобритании создают дополнительные проблемы. Значительная часть возобновляемой энергии в Великобритании вырабатывается в Шотландии и Северной Англии, в то время как потребление энергии, в том числе центрами обработки данных, сосредоточено в противоположном, более густонаселенном конце страны. Между тем, сложный рельеф западной части Великобритании означает, что линии электропередачи приходится прокладывать вдоль восточной части страны или в море, что ограничивает возможности расширения сети.
На этом фоне National Grid экспериментирует с технологиями, которые можно применять постфактум, чтобы увеличить пропускную способность сети и потенциально подключить больше центров обработки данных. «Крупные клиенты, готовые платить за использование вашей сети, — это замечательно. Хитрость в том, можно ли найти способы их подключения без необходимости строительства огромной новой инфраструктуры?» — говорит Смит.
По данным компании National Grid, одним из наиболее перспективных вариантов является система на основе датчиков, называемая динамической регулировкой пропускной способности линии (DLR), при которой количество энергии, направляемой по линии электропередачи, регулируется в зависимости от местных погодных условий. Когда по линии проходит больше энергии — а следовательно, и тепла — она провисает ниже к земле, потенциально создавая опасность. Но в холодный и ветреный день охлаждающий эффект окружающей среды позволяет безопасно пропускать больше энергии, увеличивая пропускную способность линии.
«Многие операторы делают очень осторожные предположения о потоке, который может проходить по этим трубопроводам. Мы считаем, что около трех четвертей сети Великобритании способны транспортировать больше энергии», — утверждает Энгелаар. «Относительно небольшое увеличение количества тепла, проходящего по трубопроводу, приводит к значительному увеличению пропускной способности по энергии — это нелинейный процесс».
Исследование ЕС показало, что, применяя «технологии повышения эффективности сети», такие как DLR, операторы могут увеличить общую пропускную способность сети на целых 40 процентов, теоретически освобождая место для подключения центров обработки данных и других крупных источников потребления электроэнергии.
Однако, несмотря на планы по внедрению технологии DLR на многих из самых загруженных линий в течение следующих двух лет, компания National Grid до сих пор применила эту технологию только на 275 километрах линий. «Нам бы хотелось действовать быстро и что-нибудь ломать, но когда мы это делаем, свет гаснет», — говорит Смит.
Аналогично, в периоды, когда центрам обработки данных требуется наибольшее количество энергии для охлаждения оборудования — например, во время аномальной жары — передача большего количества энергии по сети может быть небезопасной. «Это прямо противоположно тому, чего вы хотите», — говорит Кит Белл, профессор электротехники в Университете Стратклайда и содиректор Британского центра энергетических исследований. «В жаркий день их спрос будет выше, но пропускная способность вашей сети снизится».
Компания National Grid стремится смягчить этот эффект, используя технологию DLR в сочетании с технологиями, позволяющими перенаправлять энергию в обход перегруженных цепей, а также технологиями, позволяющими центрам обработки данных гибко регулировать потребление в зависимости от пиков и спадов общенационального спроса, снижая энергопотребление или переключаясь на локальные батареи, когда сеть испытывает нагрузку. Требование к традиционным центрам обработки данных обеспечивать бесперебойную работу вычислительных мощностей означает, что ранее операторы сети рассматривали их как бескомпромиссные источники потребления электроэнергии. Однако центры обработки данных для ИИ, чьи рабочие нагрузки — хотя и чрезвычайно энергоемкие — носят более прерывистый характер, могут адаптироваться, не нарушая выполнение основных задач, как показывают данные испытаний. «Главное преимущество центров обработки данных для ИИ — это гибкость», — утверждает Смит. «Если гипермасштабный центр обработки данных сможет обеспечить гибкость в те периоды, когда она нам необходима… [он] будет подключаться быстрее».
Определение того, как скоро технологии повышения эффективности энергосистемы приведут к существенному увеличению пропускной способности и насколько больше энергии они смогут выжать из сети, является неточной наукой. По оценкам National Grid, за последние пять лет компания увеличила пропускную способность сети на 16 гигаватт за счет сочетания технологий повышения эффективности энергосистемы и замены старых линий новыми, более проводящими.
Идея о том, что этот набор технологий может служить временным решением, позволяющим подключить больше источников спроса, пока развивается дополнительная передающая инфраструктура, также подрывается тем фактом, что действующие правила не позволяют компании National Grid учитывать гибкость центров обработки данных при принятии решений о планировании подключения к сети.
Значительная часть необходимого увеличения пропускной способности сети для размещения центров обработки данных, ориентированных на искусственный интеллект, в конечном итоге должна будет быть обеспечена за счет новой инфраструктуры. «Наш план на следующие пять лет по удвоению объема энергии, передаваемой по сети, требует вмешательства — он требует строительства воздушных линий электропередачи», — говорит Дэвид Адкинс, руководитель отдела сетевой архитектуры и инноваций в National Grid. «Нам потребуется построить больше физической инфраструктуры».
Тем временем, чтобы попытаться сократить раздутую очередь на подключение к сети, Ofgem готовит реформы, призванные помочь отделить наиболее жизнеспособные и серьезные предложения от более оппортунистических, выдвинутых разработчиками, спекулирующими на искусственном интеллекте. Регулятор также пригрозил финансовыми штрафами операторам сетей, которые не увеличат пропускную способность своих сетей и не уложатся в сроки подключения.
«Скорее подключение — вот в чем суть, верно?» — говорит Пресли Эбботт. «Нам нужно как можно быстрее подключить эти центры обработки данных, чтобы получить это преимущество».
Источник: www.wired.com
