Μετά από έναν χρόνο έντονου προβληματισμού σχετικά με τις αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις των κέντρων δεδομένων, μια έκθεση που δημοσιεύθηκε λίγο πριν τις εορτές των Χριστουγέννων πρότεινε μια λύση που απουσίαζε παραδόξως από τον δημόσιο διάλογο. Οι εταιρείες τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ) φαίνεται να αναζητούν εναγωνίως κάθε πιθανή πηγή καθαρής ενέργειας για να καλύψουν τις τεράστιες ανάγκες τους σε ηλεκτρική ισχύ, συμπεριλαμβανομένων δαπανηρών και ανορθόδοξων ιδεών, όπως η επαναλειτουργία παροπλισμένων πυρηνικών σταθμών. Ορισμένες εταιρείες, παραβλέποντας τις κλιματικές ανησυχίες, καταφεύγουν στην παραγγελία αυτόνομων τουρμπινών φυσικού αερίου. Σε μια εύστοχα τιτλοφορημένη νέα ανάλυση – «Γρήγορα, Κλιμακούμενα, Καθαρά και Αρκετά Οικονομικά» – οι συγγραφείς της έκθεσης παρουσιάζουν μια ισχυρή επιχειρηματολογία υπέρ μιας εναλλακτικής λύσης: των αυτόνομων ηλιακών μικροδικτύων.
Ένα αυτόνομο ηλιακό μικροδίκτυο αποτελείται από ηλιακά πάνελ (φωτοβολταϊκά πλαίσια), συσσωρευτές (μπαταρίες) και μικρές γεννήτριες καυσίμου (π.χ. φυσικού αερίου), τα οποία μπορούν να συνεργαστούν για την άμεση τροφοδοσία ενός κέντρου δεδομένων, χωρίς σύνδεση με το κεντρικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Οι πιθανές διαμορφώσεις ενός τέτοιου συστήματος είναι ποικίλες, με δυνατότητα προσαρμογής του αριθμού των ηλιακών πάνελ και της ισχύος των γεννητριών ανάλογα με τις ανάγκες. Η έκθεση μοντελοποιεί ένα ευρύ φάσμα πιθανών σεναρίων, αναλύοντας τις εναλλακτικές επιλογές σε σχέση με τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και το κόστος.
Μια ομάδα ειδικών από διάφορους τομείς συνεργάστηκε για τη διεξαγωγή της έρευνας, συμπεριλαμβανομένων στελεχών από την εταιρεία ηλεκτρονικών πληρωμών Stripe, την εταιρεία ανάπτυξης μικροδικτύων Scale Microgrids και την Paces, η οποία αναπτύσσει λογισμικό για την υποστήριξη των φορέων ανάπτυξης έργων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στον εντοπισμό κατάλληλων τοποθεσιών. Τα ευρήματα της έρευνας έδειξαν ότι ένα αυτόνομο μικροδίκτυο που θα κάλυπτε το 44% των ενεργειακών αναγκών ενός κέντρου δεδομένων με ηλιακή ενέργεια και θα χρησιμοποιούσε γεννήτρια φυσικού αερίου για την κάλυψη της υπόλοιπης ζήτησης, θα είχε κόστος περίπου 93 δολάρια ανά μεγαβατώρα (MWh), σε σύγκριση με περίπου 86 δολάρια για μεγάλες, αυτόνομες τουρμπίνες φυσικού αερίου. Το σημαντικότερο όμως είναι ότι θα παρήγαγε σχεδόν ένα εκατομμύριο τόνους CO2 λιγότερο από τις συμβατικές τουρμπίνες αερίου. Ένα ακόμη πιο καθαρό σύστημα, με 90% παραγωγή ενέργειας από ηλιακή ενέργεια και συσσωρευτές, θα είχε κόστος περίπου 109 δολάρια ανά MWh. Αν και το κόστος αυτό είναι υψηλότερο από αυτό των τουρμπινών αερίου, είναι σημαντικά χαμηλότερο από την επανενεργοποίηση του πυρηνικού σταθμού Three Mile Island, ένα εγχείρημα της Microsoft με εκτιμώμενο κόστος 130 δολαρίων ανά MWh.
Μια βασική πρόκληση για τα ηλιακά μικροδίκτυα είναι η ανάγκη για μεγάλες εκτάσεις γης για την εγκατάσταση των ηλιακών πάνελ. Ωστόσο, μια γεωχωρική ανάλυση κατέδειξε ότι υπάρχει άφθονη διαθέσιμη γη στις νοτιοδυτικές ΗΠΑ – κυρίως στο Δυτικό Τέξας – για να καλυφθεί η εκτιμώμενη αύξηση της ζήτησης ενέργειας από τα κέντρα δεδομένων έως το 2030. Αυτό δεν αποτελεί απαραίτητα μια πρόταση. Η έκθεση δεν εξετάζει διεξοδικά την ανάγκη για κέντρα δεδομένων ή τις συνέπειες της κατασκευής εγκαταστάσεων παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας για την εκπαίδευση συστημάτων ΤΝ σε σύγκριση με την κάλυψη των αναγκών της μεταποιητικής βιομηχανίας ή των νοικοκυριών. Σκοπός της έκθεσης είναι να διερευνήσει αν, εφόσον πρόκειται να αναπτυχθούν αυτά τα κέντρα δεδομένων, θα μπορούσαν τουλάχιστον να ελαχιστοποιήσουν τις εκπομπές ρύπων. Δεν δίνουν όλες οι μεγάλες εταιρείες προτεραιότητα στην προστασία του κλίματος, και ακόμη και όσες το κάνουν, ενδέχεται να εξακολουθούν να δίνουν προτεραιότητα στην ταχύτητα και την κλίμακα έναντι των δεσμεύσεων τους για μηδενικές εκπομπές. Ωστόσο, οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι η κατασκευή αυτών των συστημάτων είναι ταχύτερη από την εγκατάσταση μεγάλων τουρμπινών αερίου, οι οποίες επί του παρόντος έχουν χρόνο παράδοσης τουλάχιστον τριών ετών και υπόκεινται σε πιο περίπλοκες διαδικασίες αδειοδότησης.
Η συνεργασία με τις Scale Microgrids και Paces κατέδειξε την ανάγκη για εναλλακτικές λύσεις στην τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων, λαμβάνοντας υπόψη τις αυξημένες απαιτήσεις σε ενέργεια και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Η βασική διαφορά με τις συμβατικές μεθόδους έγκειται στην αποκέντρωση της παραγωγής ενέργειας και τη χρήση ανανεώσιμων πηγών, μειώνοντας την εξάρτηση από το κεντρικό δίκτυο και τα ορυκτά καύσιμα. Η πρόκληση της μεγάλης έκτασης γης που απαιτείται για τα ηλιακά πάνελ αντιμετωπίζεται με την επιλογή κατάλληλων τοποθεσιών, όπως οι άνυδρες περιοχές των νοτιοδυτικών ΗΠΑ.
Η έκθεση καταλήγει στο συμπέρασμα ότι τα ηλιακά μικροδίκτυα αποτελούν μια βιώσιμη και ανταγωνιστική λύση για την τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων, προσφέροντας παράλληλα σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη. Η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η ενίσχυση της ενεργειακής αυτονομίας αποτελούν κρίσιμους παράγοντες για την πράσινη μετάβαση του τομέα της πληροφορικής.
“Η ανάλυση κόστους-οφέλους αποκαλύπτει ότι, ενώ η αρχική επένδυση για την κατασκευή ενός ηλιακού μικροδικτύου μπορεί να είναι υψηλότερη από αυτή μιας συμβατικής λύσης, τα μακροπρόθεσμα οφέλη είναι σημαντικά. Η μείωση των λειτουργικών εξόδων λόγω της χρήσης δωρεάν ηλιακής ενέργειας, η μείωση των εκπομπών CO2 και η ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας αποτελούν σημαντικά πλεονεκτήματα. Επιπλέον, η συνεχής μείωση του κόστους των ηλιακών πάνελ και των συσσωρευτών καθιστά τα μικροδίκτυα ολοένα και πιο ανταγωνιστικά. Σύμφωνα με την έκθεση, το κόστος για ένα ηλιακό μικροδίκτυο που καλύπτει το 44% των αναγκών με ηλιακή ενέργεια είναι ελαφρώς υψηλότερο από τις αυτόνομες τουρμπίνες φυσικού αερίου, αλλά προσφέρει τεράστια περιβαλλοντικά οφέλη. Η επιλογή ενός συστήματος με 90% κάλυψη από ανανεώσιμες πηγές αυξάνει το κόστος, αλλά παραμένει σημαντικά φθηνότερη από άλλες εναλλακτικές, όπως η επαναλειτουργία πυρηνικών σταθμών.”
