Cursele Inteligentei Artificiale Pun Presiune pe Companiile de Utilități să Scoată Mai Mult din Rețelele Electrice Europene
Țările europene se întrec să aducă noi centre de date online, deoarece laboratoarele de inteligență artificială din întreaga lume continuă să ceară mai multă putere de calcul. Principalul factor limitativ este energia - și, mai precis, capacitatea de a o transporta. Deși Europa este pe cale să genereze suficientă energie, experții în utilități spun că operatorii de rețea nu au, în general, infrastructura necesară pentru a o transporta acolo unde este nevoie. Acest lucru limitează capacitatea rețelei și, prin extensie, numărul de noi centre de date consumatoare de energie care se pot conecta fără a risca întreruperi.
National Grid, care operează rețeaua de transport în Anglia și Țara Galilor, spune că centrele de date propuse, reprezentând peste 30 de gigawați (GW) de cerere de energie, așteaptă conectarea la rețeaua sa, echivalent cu două treimi din cererea maximă a Marii Britanii. Chiar dacă se ia în considerare probabilitatea ca unele dintre aceste centre de date să nu fie construite niciodată, în prezent nu există suficient spațiu pentru a le acomoda. Așteptarea permisiunii de conectare face ca unele proiecte de centre de date să se prăbușească, subminând ambițiile europene de a captura o parte din sutele de miliarde de dolari pe care laboratoarele de inteligență artificială le cheltuiesc pentru calcul.
„În toată Europa, proiecte sunt anulate deoarece nu există acces la rețea”, susține Taco Engelaar, director general al companiei de optimizare a rețelei Neara.
Sub presiunea guvernului de a elimina blocajul, operatorii de rețea experimentează modalități de a obține capacitate suplimentară din rețelele lor existente - de la schimbarea metalelor utilizate în liniile electrice, la ocolirea zonelor de congestie, până la ajustarea cantității de energie care circulă prin linii în funcție de schimbările condițiilor meteorologice.
„Nu există o soluție simplă”, spune Steve Smith, președinte la National Grid Partners, divizia de capital de risc a National Grid. „Ceea ce trebuie să faci este mult din toate.”
Coada centrelor de date care așteaptă să se alăture rețelei britanice a început să crească rapid spre sfârșitul anului 2024, cam în perioada în care guvernul le-a desemnat „infrastructură națională critică”. De atunci, cererile de conectare au „depășit cu mult chiar și cele mai ambițioase previziuni”, potrivit Ofgem, autoritatea de reglementare a energiei din Marea Britanie, iar coada s-a triplat ca dimensiune.
„Știam că avem acest nou val de cerere care provine din electrificarea transportului și a încălzirii”, spune Smith. „Acum avem și AI deasupra.”
O soluție evidentă este construirea de noi linii electrice, dar acest lucru este atât costisitor, cât și lent. În funcție de amploarea unei dezvoltări, poate dura între șapte și paisprezece ani pentru a construi o nouă infrastructură de transport, ținând cont de potențialele probleme de planificare, obiecții juridice, blocaje în lanțul de aprovizionare și forța de muncă și construcție.
„Este nevoie de timp pentru a pune lucrurile în pământ, a le conecta, a aduce electricienii acolo sus pentru a face toată treaba”, spune Jack Presley Abbott, director adjunct pentru planificare strategică și conexiuni la Ofgem.
Geografia particulară a Regatului Unit prezintă probleme suplimentare. O mare parte din energia regenerabilă a Regatului Unit este generată în Scoția și în nordul Angliei, în timp ce consumul de energie - inclusiv de către centrele de date - este concentrat la capătul opus, mai populat al țării. Între timp, terenul dificil de pe flancul vestic al Regatului Unit înseamnă că liniile de transport trebuie să fie coridorate pe partea de est a masei terestre a țării sau în largul mării, limitând opțiunile de extindere a rețelei.
În acest context, National Grid experimentează cu tehnologii care pot fi aplicate ulterior pentru a stoarce mai multă capacitate din rețea și pentru a permite potențial conectarea mai multor centre de date.
„Clienții mari care sunt dispuși să plătească pentru a utiliza rețeaua dvs. sunt fantastici. Trucul este, puteți găsi modalități de a-i conecta acolo unde nu trebuie să construiți cantități uriașe de infrastructură nouă?”, spune Smith.
Una dintre cele mai promițătoare opțiuni, potrivit National Grid, este un sistem bazat pe senzori numit evaluare dinamică a liniei (DLR), prin care cantitatea de energie direcționată printr-o linie electrică este reglată în funcție de condițiile meteorologice locale. Atunci când mai multă energie - și, prin urmare, căldură - trece printr-o linie, aceasta se lasă mai jos spre sol, creând potențial un pericol. Dar într-o zi rece și cu vânt, efectul de răcire a mediului permite trecerea în siguranță a mai multă energie, crescând capacitatea liniei.
„Mulți operatori fac presupuneri foarte prudente cu privire la fluxul care ar putea trece prin aceste linii. Credem că aproximativ trei sferturi din rețeaua britanică este capabilă să transporte mai multă energie”, susține Engelaar. „O creștere relativ mică a cantității de căldură care circulă printr-o linie se traduce printr-o creștere mare a debitului de energie - este neliniară.”
Un studiu al UE a constatat că, prin aplicarea „tehnologiilor de îmbunătățire a rețelei”, cum ar fi DLR, operatorii ar putea crește capacitatea generală a rețelei cu până la 40%, teoretic eliberând spațiu pentru conectarea centrelor de date și a altor surse mari de cerere de energie. Cu toate acestea, deși intenționează să implementeze DLR pe multe dintre circuitele sale cele mai aglomerate în următorii doi ani, National Grid a aplicat până acum tehnologia doar pe 275 km de linii.
„Ne-ar plăcea să ne putem mișca repede și să stricăm lucrurile, dar când facem asta, luminile se sting”, spune Smith.
În mod egal, în momentele în care centrele de date necesită cea mai mare cantitate de energie pentru a răci hardware-ul - în timpul valurilor de căldură, să zicem - ar putea să nu fie neapărat sigur să se transmită mai multă energie prin rețea. „Este cam opusul a ceea ce vrei”, spune Keith Bell, profesor de inginerie electrică la Universitatea din Strathclyde și co-director al Centrului de Cercetare Energetică din Marea Britanie. „Cererea lor va fi mai mare într-o zi caldă, dar capacitatea rețelei tale este mai mică.”
National Grid își propune să atenueze acest efect prin combinarea DLR cu tehnologii care permit devierea energiei în jurul circuitelor congestionate și altele care permit centrelor de date să își flexeze consumul cu vârfurile și scăderile din cererea la nivel național, reducând consumul de energie sau deviind către bateriile de la fața locului atunci când rețeaua este sub tensiune. Cerința ca centrele de date tradiționale să furnizeze calcul neîntrerupt înseamnă că acestea au fost tratate anterior de către operatorii de rețea ca surse intransigente de cerere de energie. Dar centrele de date AI, ale căror sarcini de lucru - deși extrem de intensive din punct de vedere energetic - sunt mai intermitente, pot fi capabile să se adapteze fără a perturba sarcinile esențiale, sugerează datele de încercare.
„Dezvoltarea mare pentru centrele de date AI este flexibilitatea”, susține Smith. „Dacă un centru de date de hiperscală poate oferi flexibilitate în perioadele în care avem nevoie de ea...[va] fi conectat mai repede.”
A stabili cât de curând tehnologiile de îmbunătățire a rețelei vor genera creșteri materiale ale capacității și cât de mult suc suplimentar vor stoarce din rețea este o știință imprecisă. National Grid estimează că, în ultimii cinci ani, a extins capacitatea rețelei cu 16 GW printr-o combinație de tehnologii de îmbunătățire a rețelei și prin înlocuirea liniilor vechi cu altele noi, mai conductive. Ideea că această colecție de tehnologii ar putea acționa ca o soluție temporară, permițând conectarea mai multor surse de cerere în timp ce se dezvoltă infrastructură de transport suplimentară, este, de asemenea, subminată de faptul că regulile actuale descalifică National Grid de la includerea flexibilității centrului de date în deciziile de planificare a conectării la rețea.
O mare parte din creșterea capacității rețelei necesară pentru a acomoda centrele de date AI va trebui, în cele din urmă, să provină din infrastructură nou construită. „Planul nostru pentru următorii cinci ani de a dubla cantitatea de energie care circulă prin rețea necesită intervenție - necesită construirea de linii aeriene”, spune David Adkins, șeful arhitecturii și inovației rețelei la National Grid. „Va trebui să construim mai multă infrastructură fizică.”
Între timp, pentru a încerca să reducă coada umflată de conectare la rețea, Ofgem pregătește reforme menite să ajute la selectarea celor mai viabile și serioase propuneri de la cele mai oportuniste înaintate de dezvoltatorii care speculează pe AI. Autoritatea de reglementare a amenințat, de asemenea, cu sancțiuni financiare pentru operatorii de rețea care nu reușesc să își crească capacitatea rețelei și să respecte termenele limită de conectare.
„Să fii conectat mai devreme. Acesta este scopul, nu?”, spune Presley Abbott. „Trebuie să conectăm aceste centre de date cât mai curând posibil pentru a obține acest avantaj.”