Τεχνητή νοημοσύνη: Χρειάζεται πολλή ενέργεια και τα παλιά εργοστάσια άνθρακα

Σε μια περιοχή 30 τετραγωνικών μιλίων της βόρειας Βιρτζίνια που έχει ονομαστεί «διαδρομή του κέντρου δεδομένων», η έκρηξη της τεχνητής νοημοσύνης αυξάνει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Τεχνητή νοημοσύνη: Tο ενεργειακό κόστος της ΑΙ

Αγωνιζόμενη να συμβαδίσει, η εταιρεία ηλεκτρισμού που εξυπηρετεί την περιοχή διέκοψε προσωρινά τις νέες συνδέσεις κέντρων δεδομένων κάποια στιγμή το 2022.

Οι περιβαλλοντικές ρυθμιστικές αρχές της Βιρτζίνια εξέτασαν ένα σχέδιο που θα επέτρεπε στα κέντρα δεδομένων να λειτουργούν γεννήτριες ντίζελ κατά τη διάρκεια ελλείψεων ρεύματος, αλλά υποχώρησαν μετά την έντονη αντίδραση της κοινότητας.

Αυτό συμβαίνει σε μεγάλο μέρος των ΗΠΑ, όπου οι επιχειρήσεις κοινής ωφελείας και οι ρυθμιστικές αρχές έχουν αιφνιδιαστεί από το μεγαλύτερο άλμα στη ζήτηση εδώ και μια γενιά.

Ένα από τα πράγματα που δεν σχεδίασαν σωστά είναι η τεχνητή νοημοσύνη, μια εξαιρετικά απαιτητική τεχνολογία που χρησιμοποιεί εξειδικευμένα μικροτσίπ για να επεξεργάζεται «βουνά» δεδομένων.

Οι εταιρίες ενέργειας αναθεωρούν τις εκτιμήσεις για τη ζήτηση

Αιολικό πάρκο Chevelon Butte της APS στην Αριζόνα

Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μόνο στα κέντρα δεδομένων των ΗΠΑ αναμένεται να τριπλασιαστεί από τα επίπεδα του 2022, σε έως και 390 τεραβατώρες έως το τέλος της δεκαετίας, σύμφωνα με την Boston Consulting Group.

Αυτό ισοδυναμεί με περίπου το 7,5% της προβλεπόμενης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας.

«Χρειαζόμαστε πολύ περισσότερη ενέργεια στον κόσμο από ό,τι πιστεύαμε ότι χρειαζόμασταν πριν», δήλωσε ο Sam Altman, διευθύνων σύμβουλος του OpenAI, του οποίου το εργαλείο ChatGPT έχει γίνει παγκόσμιο φαινόμενο, στο Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ στο Νταβός της Ελβετίας την περασμένη εβδομάδα.

«Ακόμα δεν (μπορούμε) να εκτιμήσουμε τις ενεργειακές ανάγκες αυτής της τεχνολογίας».

Για δεκαετίες, η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ αυξανόταν κατά λιγότερο από 1% ετησίως.

Ωστόσο, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και οι φορείς εκμετάλλευσης δικτύων έχουν διπλασιάσει τις ετήσιες προβλέψεις τους για τα επόμενα πέντε χρόνια σε περίπου 1,5%, σύμφωνα με την Grid Strategies, μια εταιρεία συμβούλων που βασίζει την ανάλυσή της σε ρυθμιστικές καταθέσεις.

Αυτό είναι το υψηλότερο από τη δεκαετία του 1990, πριν οι ΗΠΑ εντείνουν τις προσπάθειες για να καταστήσουν τα σπίτια και τις επιχειρήσεις πιο ενεργειακά αποδοτικές.

Δεν είναι μόνο η έκρηξη στα κέντρα δεδομένων που κάνει τις εταιρείες ενέργειας να προσπαθούν να αναθεωρήσουν τις προβλέψεις τους.

Το κάρο μπροστά απο το αλογο;

Η προσπάθεια της κυβέρνησης Μπάιντεν να δημιουργήσει νέα εργοστάσια που κατασκευάζουν ηλεκτρικά αυτοκίνητα, μπαταρίες και ημιαγωγούς καταπονεί το ήδη πιεσμένο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας.

Αυτό που συχνά αναφέρεται ως το μεγαλύτερο μηχάνημα στον κόσμο είναι στην πραγματικότητα ένα συνονθύλευμα περιφερειακών δικτύων με ανεπαρκείς γραμμές μεταφοράς κατά τόπους, περιπλέκοντας τη δουλειά της εισαγωγής νέας ενέργειας από αιολικά και ηλιακά πάρκα.

Για να αντιμετωπίσουν το κύμα, ορισμένες εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας επανεξετάζουν τα σχέδια για εργοστάσια που είναι στη «ναφθαλίνη» και τα οποία καίνε ορυκτά καύσιμα, ενώ μερικές έχουν ζητήσει από τις ρυθμιστικές αρχές να λάβουν άδεια να κατασκευάσουν νέες μονάδες που χρησιμοποιούν με φυσικό αέριο.

Αυτό σημαίνει ότι η ώθηση του αμερικανού προέδρου να ενισχύσει τις φιλικές προς το περιβάλλον βιομηχανίες θα μπορούσε να καταλήξει να συμβάλει στην αύξηση των εκπομπών, τουλάχιστον βραχυπρόθεσμα.

Αν δεν αρχίσουν οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να ενισχύουν την παραγωγή και να διευκολύνουν τη σύνδεση των ανεξάρτητων αιολικών και ηλιακών πάρκων στις γραμμές μεταφοράς τους, η κατάσταση μπορεί να γίνει τρομερή, λέει ο Αρι Πέσκο, διευθυντής της Electricity Law Initiative στη Νομική Σχολή του Χάρβαρντ.

«Τα νέα φορτία καθυστερούν, τα εργοστάσια δεν μπορούν να συνδεθούν στο διαδίκτυο, οι δυνατότητες οικονομικής ανάπτυξης μειώνονται», λέει. «Το χειρότερο σενάριο είναι ότι οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν προσαρμόζονται και δεν διατηρούν την παλιά χωρητικότητα ,απο μονάδες ορυκτών καυσίμων.

Χρειάζονται 20 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως

Ο Rob Gramlich, ιδρυτής της Grid Strategies, λέει ότι με βάση τις προβλέψεις της εταιρείας του για την αιχμή της χρήσης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, οι ΗΠΑ θα μπορούσαν σύντομα να αντιμετωπίσουν ένα μέλλον με κυλιόμενες διακοπές ρεύματος, αν οι βελτιώσεις των υποδομών συνεχίσουν να καθυστερούν.

«Αυτή είναι η απόλυτη ανησυχία που έχουν όλοι: ότι θα έχουμε έλλειψη ενέργειας», λέει.

Τουλάχιστον 20 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως πρέπει να επενδύονται σε νέες γραμμές μεταφοράς μεγάλων αποστάσεων, αλλά ουσιαστικά τίποτα δεν δαπανάται γι’ αυτές τώρα, προσθέτει.

Στη Βιρτζίνια, η οποία αυτοχαρακτηρίζεται ως ο μεγαλύτερος κόμβος στον κόσμο για κέντρα δεδομένων, περίπου 80 εγκαταστάσεις έχουν ανοίξει στην κομητεία Loudoun από το 2019, καθώς η πανδημία επιτάχυνε τη στροφή στο διαδίκτυο για αγορές, εργασίες γραφείου και άλλα.

Η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας ήταν τόσο μεγάλη που η Dominion Energy Inc. αναγκάστηκε να σταματήσει τις συνδέσεις σε νέα κέντρα δεδομένων για περίπου τρεις μήνες το 2022.

Την ίδια χρονιά η Dominion η οποία εκτός απο τη Βιρτζίνια έχει δραστηριότητα σε ακόμη 15 πολιτείες των ΗΠΑ,  είχε προειδοποιήσει τους μεγάλους πελάτες της για ένα «σημείο συμφόρησης» που θα μπορούσε να την εμποδίσει να προμηθεύσει νέα έργα μέχρι το 2026.

Η ιδια εταιρία, λέει ότι αναμένει η ζήτηση στην περιοχή παροχής υπηρεσιών της θα αυξάνεται κατά σχεδόν 5% ετησίως τα επόμενα 15 χρόνια, γεγονός που θα διπλασιάσει σχεδόν τη συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει και πουλάει.

Για να προετοιμαστεί, η εταιρεία κατασκευάζει το μεγαλύτερο υπεράκτιο αιολικό πάρκο στις ΗΠΑ, περίπου 25 μίλια από την παραλία της Βιρτζίνια και «προσθέτει» επενδύσεις σε ηλιακή ενέργεια και αποθήκευση μπαταριών.

Οι ανάγκες «κρατούν στη ζωή» τις παλιές μονάδες άνθρακα

Έχει επίσης προτείνει επενδύσεις σε σταθμούς παραγωγής φυσικού αερίου και εξετάζει εάν θα καθυστερήσει η απόσυρση ορισμένων μονάδων φυσικού αερίου και μιας μεγάλης μονάδας άνθρακα.

Στο Κάνσας Σίτι, βρίσκεται σε εξέλιξη η κατασκευή ενός κέντρου δεδομένων που διαχειρίζεται η Meta Platforms Inc., ενώ στα περίχωρα της πόλης, η Panasonic Holdings Corp. κατασκευάζει ένα εργοστάσιο όπου ρομπότ έντασης ενέργειας θα βοηθήσουν στη συναρμολόγηση μπαταριών EV.

Και τα δύο έργα, καθώς και η συνολική οικονομική ανάπτυξη στην περιοχή, τροφοδοτούν την «πιο εύρωστη αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας εδώ και δεκαετίες», δήλωσε ο Ντέιβιντ Κάμπελ , διευθύνων σύμβουλος της Evergy, της εταιρείας κοινής ωφέλειας που εξυπηρετεί την περιοχή.

Στην ίδια ανακοίνωση, η εταιρεία είπε ότι θα καθυστερήσει την απόσυρση ενός εργοστασίου άνθρακα που λειτουργεί από τη δεκαετία του 1960 κατά πέντε χρόνια, έως το 2028.

Η αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας επιβραδύνει το κλείσιμο εργοστασίων άνθρακα σε άλλα μέρη.

Σχεδόν δύο δωδεκάδες εγκαταστάσεις από το Κεντάκι έως τη Βόρεια Ντακότα που επρόκειτο να αποσυρθούν μεταξύ 2022 και 2028 έχουν καθυστερήσει, σύμφωνα με την America’s Power, έναν εμπορικό όμιλο παραγωγής ενέργειας από άνθρακα.

Πολλές εταιρείες τεχνολογίας και κατασκευαστές καθαρής τεχνολογίας προτιμούν οι εγκαταστάσεις τους να τροφοδοτούνται αποκλειστικά από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Αλλά αυτές οι φιλοδοξίες έρχονται σε αντίθεση με την πραγματικότητα, λέει ο Mark Nelson, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας συμβούλων ενέργειας Radiant Energy Group: «Τα εργοστάσια λένε: «Θέλουμε καθαρή ενέργεια. Σε αυτό το σημείο θα πάρουμε τα πάντα.»

Στην Αριζόνα, η ιστορική ζήτηση ώθησε τη μεγαλύτερη εταιρεία κοινής ωφέλειας της πολιτείας να σταματήσει προσωρινά να δέχεται νέες επιχειρήσεις το φθινόπωρο από πολύ μεγάλα κέντρα δεδομένων που χρειάζονται ενέργεια όλο το εικοσιτετράωρο, σύμφωνα με άτομα που έχουν γνώση του θέματος.

Η Arizona Public Service χρειαζόταν να κάνει σε βάθος μελέτες για πράγματα όπως πόσες γραμμές μεταφοράς χρειάζονται και πού θα τοποθετηθούν οι υποσταθμοί πριν υπογράψει συμβόλαια, δήλωσε ένας από τους ανθρώπους.

Προβληματα κάλυψης και σε άλλες χώρες

Άλλα μέρη του κόσμου βλέπουν επίσης μεγάλες αυξήσεις στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι ανάγκες της Κίνας σε ηλεκτρική ενέργεια προβλέπεται να αυξηθούν κατά περίπου 6% φέτος, λόγω της κατασκευής ηλεκτρικών οχημάτων και ηλιακού εξοπλισμού.

Στην Ινδία πρόκειται να διπλασιαστεί σχεδόν εντός της δεκαετίας έως το 2032. Και το γηρασμένο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας του Λονδίνου αγωνίζεται να προσθέσει περισσότερα κέντρα δεδομένων.

Μια μεγάλη εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας με δραστηριότητες σε έξι πολιτείες, η Duke Energy γνώρισε πρωτοφανή αύξηση της ζήτησης, η οποία υποκινήθηκε από κέντρα δεδομένων, εργοστάσια και ηλεκτρικά οχήματα—συμπεριλαμβανομένης τόσο της κατασκευής όσο και της φόρτισης.

Σκοπεύει να ζητήσει από τις ρυθμιστικές αρχές άδεια για την κατασκευή περισσότερων έργων με αέριο και ηλιακή ενέργεια μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030.

Αλλά ο Γκλέν Σνιντερ , ο οποίος είναι επικεφαλής του σχεδιασμού πόρων, προειδοποιεί ότι ακόμη και με αυτήν την πρόσθετη χωρητικότητα, η εταιρεία μπορεί να χρειαστεί να κρατήσει ορισμένους πελάτες σε αναμονή εάν η μελλοντική αύξηση της ζήτησης ξεπεράσει την ικανότητά της να προσθέτει νέα εργοστάσια και εγκαταστασεις μεταφορας.

«Δεν υπάρχει άπειρη δυνατότητα προσθήκης πόρων στο δίκτυο», λέει. «Επομένως, εάν η ανάπτυξη επιταχυνθεί ακόμη περισσότερο, ίσως χρειαστεί να καθυστερήσουμε το χρονοδιάγραμμα για την προσθήκη  νέων μεγάλων φορτίων».