Išnaudojant Nepanaudotą Atnaujinančią Energiją: Inovatyvūs Sprendimai Duomenų Centrų Augimui

Nepanaudotos atsinaujinančios energijos potencialo atskleidimas

Visame pasaulyje atsinaujinančios energijos šaltiniai, tokie kaip vėjo ir saulės elektrinės, sparčiai plečiasi ir vis dažniau tiekia elektros tinklams švarią elektros energiją. Vis dėlto nemaža dalis šios žaliosios energijos taip ir nepasiekia galutinių vartotojų – ji tampa „įstrigusia energija“, t.y. pagaminta, bet nenaudojama dėl elektros perdavimo tinklų ribotumo arba neatitikimo tarp gamybos ir vietinės paklausos. Didėjant dirbtinio intelekto ir debesijos paslaugų energetiniams poreikiams, inovatyvios įmonės švaistomą atsinaujinančią energiją paverčia tvarios plėtros pagrindu.

Kas yra įstrigusi atsinaujinanti energija?

Įstrigusia atsinaujinančia energija vadinama elektros energija, kurią pagamina vėjo turbinos ar saulės panelės, bet jos negalima perduoti į tinklą dėl infrastruktūros stygiaus, operacinių apribojimų ar paklausos trūkumo netoliese. Kai saulėtos dienos ar stipraus vėjo laikotarpiu generuojama daugiau žaliosios energijos nei gali transportuoti senėjantys elektros tinklai, ypač nutolusiuose regionuose, dažnai prašoma elektrines sumažinti gamybą – dėl to daug švarios energijos lieka nepanaudota.

Bendrovės Soluna, pirmaujančios žaliųjų duomenų centrų vystytojos, duomenimis, kai kuriose vietose iki 30–40 proc. atsinaujinančios elektros lieka nenaudojama. Tik JAV, pasak Soluna analizės, 2021 m. buvo prarasta beveik 15 teravatvalandžių vėjo ir saulės energijos – tiek užtektų daugiau nei vieniems metams milijonui namų ūkių.

Augantys poreikiai tvariems ir patikimiems duomenų centrams

Dirbtinio intelekto, didžiųjų duomenų analizės ir kriptovaliutų kasimo bumas sukėlė milžinišką aukštos našumo skaičiavimo galingumo ir duomenų saugyklų poreikį. Duomenų centrai, tapę debesijos paslaugų pagrindu, šiandien yra vienas sparčiausiai augančių sektorių pagal elektros vartojimą pasaulyje. Remiantis Bloom Energy užsakytų tyrimų rezultatais, tikimasi, kad iki 2030 m. daugiau nei trečdalis naujų duomenų centrų bus aprūpinami savarankiška energija vietoje, siekiant užtikrinti nepriklausomybę ir atsparumą. Iki 2035 m. šis skaičius gali artėti prie pusės visų pasaulinių paukštų.

Energijos prieiga – esminis sprendimų kriterijus

„Elektros tinklai nespėja su sparčiai augančių dirbtinio intelekto technologijų plėtra“, – teigia Aman Joshi, Bloom Energy komercijos vadovas. – „Prieiga prie patikimos energijos dabar tampa svarbiausiu kriterijumi renkantis duomenų centro vietą.“ Kol elektros tinklų plėtra atsilieka nuo vystymo poreikių 1–2 metais, daugelis operatorių renkasi alternatyvias energijos tiekimo schemas – tiesiogiai perka atsinaujinančią energiją iš gamintojų, kurie kitu atveju turėtų riboti gamybą.

Soluna sprendimas: švaistomos energijos pavertimas tvariu skaičiavimu

Soluna, kurios būstinė įsikūrusi Olbanio mieste, Niujorko valstijoje, aktyviai išnaudoja įstrigusią žaliąją energiją. Bendrovės vadovas John Belizaire pažymi paradoksą: keliaudami vėjuotais regionais dažnai matome nejudančias vėjo turbinas net ir pučiant stipriam vėjui. „Jos nėra sugedusios“, – aiškina Belizaire. – „Jos išjungtos, nes nėra kur tiekti jų generuojamos energijos.“ Soluna savo duomenų centrus stato šalia vėjo, saulės ar hidroelektrinių ir sudaro elektros pirkimo sutartis (PPA), kad įsigytų perteklinę ar įstrigusią elektros energiją.

Lankstūs ir atsparūs procesai

Tradiciškai duomenų centrai reikalauja stabilios ir didelės elektros tėkmės. Tačiau Soluna infrastruktūra veikia kaip „lankstus apkrovos vartotojas“ – gali padidinti skaičiavimo užduotis, kai atsiranda perteklinės žaliosios energijos, ir sumažinti veiklą didžiausios apkrovos metu. Taip duomenų centrai tampa tam tikru elektros sistemos buferiu, padedančiu subalansuoti pasiūlą ir paklausą. Kaip pastebi Belizaire, „mes tampame tarsi baterija – o kompiuterinis skaičiavimas kartais yra dar geresnis energijos kaupimo būdas nei fizinės baterijos.“

Reali veikla ir rezultatai

Soluna jau valdo duomenų centrus Kentukyje ir Teksase, kurių bendra galia viršija 120 MW, o planuose – dar 800 MW pajėgumai. Vakarų Teksase, kur vėjo energijos gausu, tačiau perdavimo pajėgumų stinga, Soluna savo centrus stato šalia elektrinių ir tiesiogiai išnaudoja kitaip prarandamą energiją.

Panašiai veikia ir kitos bendrovės, pavyzdžiui, IREN, kuri Childress, Teksaso valstijoje, pastatė gigantišką 7,5 GW centrą ir 1,4 GW kompleksą Sweetwater miestelyje – abu orientuoti į kriptovaliutų kasimą ir dirbtinio intelekto sprendimus. Pasak IREN atstovo Kent Draper, jų komanda maksimaliai išnaudoja perteklinės pasiūlos periodus Teksaso didmeninėje elektros rinkoje, išjungia energijai imlias sistemas kainų piko metu ir padidina apkrovą, kai atsinaujinanti energija prieinama pigi.

Globali apribojimų problema

Ši iššūkių, susijusių su elektros pertekliaus sumažinimu (angl. curtailment), problema nebūdinga vien JAV. Vėjo ir saulės gamybos ribojimų dažnėja įvairiuose regionuose – nuo Kalifornijos ir Oklahomos iki Šiaurės Airijos, Vokietijos, Portugalijos bei Australijos. Vien Kalifornijoje 2024 metais buvo sumažinta rekordiškai daug – 3,4 mln. MWh atsinaujinančios energijos – tai 29 proc. daugiau nei pernai. Visame pasaulyje didelio masto švarių energijos projektų derinimas su trūkstamais perdavimo tinklais lemia įstrigusios energijos kaupimąsi.

Inovacijos energijos įsigijime ir kontraktuose

Soluna taiko vadinamąją „užskaitos už vartojo (behind-the-meter)“ strategiją, leidžiančią įsigyti energiją tiesiogiai iš atsinaujinančių šaltinių už patrauklias fiksuotas kainas – kadangi ši elektra kitu atveju nebūtų naudinga, kainodara itin konkurencinga. Alternatyviai Soluna atsiskaito už energiją, kurią elektrinės būtų pardavusios į tinklą („subtrakcijos energija“), taip palaikydama elektrinių ekonomiką ir maksimaliai įgalindama švarios energijos panaudojimą. Jei reikia, energija perkama ir iš tinklo – tuomet naudojamas tiek atsinaujinančių, tiek iškastinių šaltinių mišinys.
Kontraktų trukmė taip pat kinta: anksčiau dažno penkerių metų laikotarpio sutartis užleidžia vietą ilgalaikėms – net dešimties metų partnerystėms, kurios užtikrina didesnį stabilumą abiem pusėms.

Technologijų integracija: duomenų centrai – tinklo stabilizatoriai

Atsinaujinančios energijos nepastovumas – gamyba priklauso nuo oro sąlygų – sudėtingina elektros sistemos patikimumą. Tradiciniai sprendimai, tokie kaip naujos perdavimo linijos ar masinė akumuliatorių infrastruktūra, svarbūs, bet reikalauja daug laiko ir investicijų. Lankstūs duomenų centrai – greita ir mastelio prasme efektyvi alternatyva. Optimizuodami savo išteklius ir automatiškai koreguodami skaičiavimų apkrovą, jie veikia tarsi „virtualios baterijos“ – sugeria elektros perteklių ir sumažina vartojimą, kai tinklas apkrautas. Toks abipusiai naudingas modelis užtikrina didesnį atsinaujinančios energijos integravimą ir didina tinklo patikimumą, pasauliui pereinant prie švaresnių energetinių sistemų.

Pagrindinės įžvalgos ir ateities perspektyvos

Paversdami įstrigusią atsinaujinančią energiją skaitmeniniais skaičiavimais, duomenų centrai demonstruoja naują tvarios pramonės vystymo modelį. Įtaisai, kurių veiklai kai kuriais atvejais iki 75 proc. energijos tenka iš žaliųjų šaltinių, tampa pavyzdžiu ekologiniam lyderystės ir efektyvumo srityje. Plečiantis baterijų technologijoms ir spartinant tinklo modernizaciją politinėmis priemonėmis, lankstūs vartotojai įgaus dar svarbesnį vaidmenį siekiant dekarbonizacijos ir skaitmeninės transformacijos tikslų.

Šios pastangos ne tik didina momentinį anglies dvideginio sumažinimą, bet ir leidžia pilnai išnaudoti investicijas į atsinaujinančią energiją, kuria ekonominę naudą tiek gamintojams, tiek vartotojams, taip išvesdamos švarią energiją į skaitmeninės ekonomikos pagrindą. Kaip pastebi Belizaire: „Visur, kur tvarios energijos plėtra yra intensyvi, neišvengiama apribojimų problema – o kartu ir galimybė ją paversti verte.“

Išvada

Kai duomenų infrastruktūra tampa būtina mokslui, verslui ir visuomenei, jos energijos vartojimas turi būti toks pat tvarus kaip ir technologinės ambicijos. Išnaudojant įstrigusią vėjo, saulės ir hidroenergiją mažinami energetiniai nuostoliai ir užpildomas atotrūkis tarp potencialo ir realaus pritaikymo. Tokie inovatyvūs sprendimai, kaip Soluna pavyzdys, atveria kelią skaitmeninei ateičiai, paremtai švaria, lanksčia ir patikima energijos sistema – taip suteikdami veiksmingą atsaką globaliems energetikos iššūkiams ir galimybėms.