Kaj pa če vse to… ni čisto res?
Vedno ista zgodba: prihaja doba umetne inteligence, podatkovni centri rastejo kot gobe po dežju, elektrike bo zmanjkalo, omrežja bodo pokala po šivih, rešitev pa so novi megaprojekti, novi reaktorji, nove milijardne investicije. Ali res?
Če sodimo po izjavah največjih tehnoloških podjetij, smo na pragu energetske apokalipse. Microsoft oživlja jedrske elektrarne, Google se ozira k fuziji, Elon Musk sanjari o orbitalnih podatkovnih centrih. Vse skupaj zveni kot mešanica znanstvene fantastike, borzne evforije in resničnega tehnološkega prehoda.
A vendar se velja malce ustaviti, zgodovina digitalne dobe je namreč tudi zgodovina zgrešenih energetskih prerokb. Že ob razmahu interneta so nas prepričevali, da bo računalniška infrastruktura kmalu porabila nepredstavljive količine električne energije. Podobne napovedi so pozneje spremljale mobilne naprave, oblačne storitve in danes umetno inteligenco. Del teh svaril se je izkazal za upravičen, veliko pa jih je bilo predvsem izraz navdušenja nad prihodnostjo, ki jo je lažje prodajati, če je dovolj velika, dramatična in draga.
To seveda ne pomeni, da problem ne obstaja. Podatkovni centri v resnici porabljajo vedno več energije, elektrifikacija prometa in industrije povečuje pritisk na omrežja, lokalno pa so posledice lahko zelo konkretne: višje cene, počasnejši priklopi, zastoji pri gradnji, politični in okoljski konflikti. A med trditvijo, da se poraba elektrike povečuje, in razglasitvijo, da smo brez novih jedrskih elektrarn ali še neobstoječe tehnologije (fuzija) obsojeni na energetski kolaps, je velika razlika.
Leta 2010, ko je Apple predstavil prvi model ipada, je organizacija Greenpeace objavila članek, kjer je predvidevala, da se bo poraba energije do leta 2020 potrojila. Kar se seveda ni uresničilo.
Vprašanje ni le, koliko elektrike bomo potrebovali, temveč tudi, kdo potrebe napoveduje, s kakšnim interesom in na podlagi kako trdnih predpostavk. Ko se ocene razlikujejo za faktor dve ali celo pet (navzgor ali celo navzdol!), ne poslušamo več natančne znanosti, ampak tudi ugibanja, strategije in včasih propagando. Prihodnost energetike ni le inženirsko vprašanje, ampak tudi vprašanje ekonomije, politične moči in sposobnosti, da ločimo realne omejitve od napihnjenih zgodb za delničarje.
Morda je najpomembnejša lekcija preteklih desetletij prav ta, da tehnološki razvoj ni prinašal le novih potreb, ampak tudi večjo učinkovitost. Naprave, omrežja, procesorji in programska oprema znajo danes iz iste kilovatne ure iztisniti neprimerno več kot pred leti. Mogoče je zato, da za prihodnosti ne bo odločilna le gradnja novih elektrarn, temveč tudi manj spektakularne, a dolgoročno pomembnejše izboljšave: boljša izraba infrastrukture, pametnejše upravljanje omrežij in učinkovitejša računalniška oprema.
Energetska prihodnost torej ni preprosta zgodba o pomanjkanju, ampak je zgodba o tem, kako hitro rastejo naša pričakovanja, kako zlahka zamenjamo investicijski pomp za nujnost in kako pogosto pozabimo, da tehnološki napredek ne ustvarja le novih problemov, ampak pogosto ponudi tudi najboljše rešitve zanje.
Podatkovni centri in elektrika
Microsoft bo ponovno zagnal nuklearno elektrarno Otok treh milj, Google naj bi vlagal v fuzijske elektrarne, Muskov xAI pa razmišlja o podatkovnih centrih v orbiti, ki bi jih poganjala sončna energija (če mu je verjeti). Bodo potrebe po električni energiji v prihodnosti res tako ogromne?
Preteklo leto so zaznamovala obsežna vlaganja v podatkovne centre. Velike količine podatkov in tudi umetna inteligenca, ki naj bi vse te podatke analizirala, pa zahtevajo podobno ogromne količine energije. Večina napovedi pravi, da bodo potrebe po električni energiji rastle kot še nikoli, kar je nekatere vlagatelje že spodbudilo tudi k zakupu bodočih kapacitete opuščenih ali celo še nepreizkušenih tehnologij, kot so že v podnaslovu omenjeni eksperimenti.
Poznavalci se tovrstni praksi nakupa elektrike, ko nista znani niti njena cena niti dosegljivost, čudijo. Bolj verjetno gre za premišljene oglasne akcije za navdušenje dodatnega kapitala kot za hladno poslovno logiko nakupa elektrike.
Čeprav sta Edison in Tesla že v drugi polovici 19. stoletja izumila vsak svoje električno omrežje in so na začetku prejšnjega stoletja elektrika ter električni pogoni zaradi svoje fleksibilnosti pravzaprav omogočili serijsko proizvodnjo, je bilo preteklo stoletje še močno v domeni nafte. A zadnja desetletja doživljamo nov val elektrifikacije. Panika zaradi pomanjkanja energije torej ni nič novega. Tudi napovedi o hitri rasti rabe električne energije niso nove. Že leta 1999 je v reviji Forbes izšel članek z naslovom Kopljite premog, PC prihajajo z napovedjo, da bodo potrebe po energiji, ki naj bi poganjala telekomunikacijsko opremo, strežnike in še vse ostalo, rastla prek 10 odstotkov letno. Prva ovira tej napovedi je bil pok pikakomovskega balona leta 2000, hkrati pa so tovrstne ocene med drugim temeljile na tem, da bo priklop na internet zahteval stacionarne računalnike z močjo po 1.000 W. Sodobna računalniška in telekomunikacijska oprema sta v resnici precej učinkovitejši. Danes do interneta dostopamo večinoma prek telefonov (ki so v resnici računalniki z zvočnikom in mikrofonom), ki porabijo do tisočkrat manj, 1–5 W. Še leta 2010, ko je Apple predstavil prvi model ipada, je organizacija Greenpeace objavila podoben članek, kjer je predvidevala, da se bo poraba energije do leta 2020 potrojila. Kar se seveda ni uresničilo.
Strokovnjaki za napovedovanje potreb podatkovnih centrov po električni energiji so precej neenotni. Nekateri ocenjujejo, da se njihove presoje lahko razlikujejo za faktor dve, pri čemer nobeden ni prepričan, v katero smer.
Toda znaki o hitri izboljšavi učinkovitosti računalnikov so bili vidni že pred tem. Bill Gates se je leta 1998 na konferenci COMDEX šalil, če bi General Motors avtomobilsko tehnologijo razvijal podobno hitro, kot se je takrat računalniška, bi njihov avto stal le 25 dolarjev in bi z galono goriva prevozil 1.000 milj (kar ustreza porabi ¼ l/100 km). Seveda mu General Motors ni ostal dolžan in je v odgovoru navedel, da bi v tem primeru avto iz nepojasnjenih vzrokov 'crknil' vsaj dvakrat na dan, voznik pa bi moral, preden bi se ob trku sprožile varnostne blazine, to potrditi s klikom na ustrezno okence »Ali ste prepričani?«.
Trenutno stanje
Svet letno proizvede prek 30.000 TWh električne energije, od tega približno tretjino Kitajska. ZDA proizvedejo 4,4 tisoč TWh in EU le 2,74 tisoč TWh elektrike letno (podatki so za leto 2024). Opazna je hitra rast proizvodnje na Kitajskem, ki se od leta 2000 povečala za skoraj osemkrat oziroma v povprečju 30-odstotno letno. Proizvodnja v Evropi v zadnjih 20 letih pretežno stagnira, v ZDA pa je v zadnjih letih prišlo do manjše rasti. Za primerjavo, letna proizvodnja električne energije Jedrske elektrarne Krško znaša 5,5 TWh, vse elektrarne v Sloveniji pa proizvedejo 16,1 TWh elektrike.
Investicije v podatkovne centre v ZDA so v preteklem letu presegle 40 milijard dolarjev in tako skoraj dosegle četrtino vrednosti investicij v klasično industrijsko proizvodnjo. Ta hitra rast zmogljivosti podatkovnih centrov kaže, da vrnitev ameriške predelovalne industrije (ki jo napoveduje Donald Trump) ni ravno zelo verjetna. Današnje naložbe v podatkovne centre naj bi tako predstavljale relativno večji delež v BDP kot nekateri prejšnji podobni mega projekti, na primer projekt javnih del v 30. letih prejšnjega stoletja, projekt Manhattan med drugo svetovno vojno, projekt Apollo in tudi izgradnja širokopasovnih povezav na prelomu stoletja. Čeprav je to po svoje razumljivo, saj BDP dandanes zajema manj klasičnih virov (npr. industrijska proizvodnja), to kaže tudi na to, kako lačna je umetnointeligenčna industrija primernih razvojnih projektov.
Poraba električne energije v podatkovnih centrih je dosegla skorajda 500 TWh. Do leta 2030 naj bi se ta skoraj podvojila. Večina elektrine energije za podatkovne centre se porabi v ZDA, hitro pa narašča tudi delež Kitajske. Rast porabe v EU je manj izrazita. Navkljub vsemu EU trenutno za pogon podatkovnih centrov porabi 2,5 odstotka svoje elektrike, delež v ZDA je 4,1, Kitajske pa 1,0. Podatki kažejo, četudi bodo energetske zahteve podatkovnih centrov rastle, kot je predvideno, to na skupno porabo električne energije ne bo imelo katastrofičnega učinka, kot ga marsikdo oglašuje.
Električna vozila, za katera se je še pred leti (tudi pri nas) špekuliralo, da bodo 'ugonobila' elektroenergetski sistem, naj bi predstavljala le pet odstotkov širitve omrežnih zmogljivosti.
Poraba predvidenih podatkovnih centrov za leto 2025 v ZDA dosega 90 GW. Pri tem je velika večina, kar 75 odstotkov, šele v fazi načrtovanja. V gradnji je dobrih 10 odstotkov, le 2,5 odstotka pa je v resnici že zgrajenih. Nezanemarljiv delež gradenj podatkovnih centrov je iz takšnih ali drugačnih vzrokov zastal.
Med glavne vzroke za zastoje sodijo dolge čakalne dobe, visoki stroški električne energije in nepredvidljiva priključna moč. Problem torej niso gradbene kapacitete, večjega predstavlja omrežje. Število zahtev za srednjenapetostne priključke se je v zadnjem desetletju podeseterilo, pri čemer se ne moremo znebiti občutka, da gre v marsikaterem primeru za zakup na zalogo. Tako se predvideva, da je kar ¾ novih zahtevanih povezav povezanih s podatkovnimi centri. Električna vozila, za katera se je še pred leti (tudi pri nas) špekuliralo, da bodo 'ugonobila' elektroenergetski sistem, naj bi predstavljala le pet odstotkov širitve omrežnih zmogljivosti.
Strokovnjaki za napovedovanje potreb podatkovnih centrov po električni energiji so precej neenotni. Nekateri ocenjujejo, da se njihove presoje lahko razlikujejo za faktor dve, pri čemer nobeden ni prepričan, v katero smer. To kažejo tudi ocene predvidene porabe energije za leto 2030, ki se gibljejo nekje med 200 in 1.050 TWh letno in kjer je razmerje med najvišjo in najnižjo oceno večje kot 5 : 1.
Pri tem izučenemu očesu ne uide dejstvo, da največjo rast porabe energije napovedujejo klasična vseznalna svetovalna podjetja, na primer Boston Consulting Group, nižje ocene pa svetovalna podjetja, ki se bolj specializirano ukvarjajo z energetiko, na primer BloombergNEF in EPRI.
Omejena zmogljivost omrežja lahko pomeni, da bodo ponekod lokalne razmere precej hujše. Cene električne energije v nekaterih predelih ZDA že hitro rastejo prav zaradi potreb podatkovnih centrov, ki so vnaprej zakupili poceni električno energijo. Predvsem manjšim ponudnikom elektrike gospodinjstvom in mali industriji so preostale le še dražje pogodbe, kar se mestoma že preliva v višje cene za končne uporabnike.
V okrožju Loudoun v ameriški Virginiji, ki je lahko neke vrste lakmusov papir za vrednotenje vpliva podatkovnih centrov na družbo, se predvideva 76-odstotno povečanje porabe električne energije do leta 2039. Podoben vpliv je tudi na ceno nepremičnin. Cena prostora podatkovnega centra je dosegla 9.000 €/m2, medtem ko cene pisarn ostajajo pod 2.000 €/m2. Napovedi za nekatera druga okrožja so še hujše: v Indiani se predvideva povečana poraba elektrike za 250 odstotkov do leta 2040, podobno tudi za Teksas (El Paso), pri čemer naj bi se večina rasti zgodila v prihodnjih petih letih.
Pri tem se razlikujejo tudi lokalne kratkoročne ocene bodočih potrebe po elektriki. Lokalni teksaški operaterji predvidevajo, da bodo podatkovni centri do leta 2030 potrebovali še vsaj 78 GW električne moči (kar je skoraj toliko, kot znaša moč vseh ameriških centrov danes). Za ostale namene bi potrebovali še nadaljnjih 36,8 GW, od tega za različne kriptonamene kar 11,3 GW. Državni operater ERCOT ocenjuje potrebe po dodatni moči na 22,2 GW, za ostale potrebe pa 23,8 GW, pri čemer bodo rudarjenje in podobne rabote s kriptovalutami zahtevali 'skromnih' 7,5 GW.
Optimizacije, ki bodo rešile dan
Zmogljivost podatkovnih centrov zadnjih 20 let nevzdržno raste. V zadnjem desetletju je rast nad 10 odstotki letno. Ob tem njihova relativna zasedenost rahlo upada, saj se zmogljivosti povečujejo hitreje od potreb, kar tudi kaže na kupovanje na zalogo. Če je pred dobrim letom DeepSeek povzročil precejšen preplah zaradi veliko boljše energetske učinkovitosti, se danes zdi, da je bila panika precej kratkega diha. Analize delovanja kažejo, da se je natančnost (in s tem energetska učinkovitost) lokalnih modelov v zadnjem letu skoraj podeseterila. Pri tem gre četrtina izboljšave zaradi boljše izrabe strojne opreme, ostalo pa zaradi izboljšanja programskih algoritmov. To potrjujejo tudi konkretni eksperimenti. Projekt Salt River iz Phoenixa v Arizoni, pri katerem sodelujeta tako Nvidia kot Oracle, je preteklo pomlad dokazal, da lahko njihov prilagodljivi sistem zmanjša porabo vršne energije za četrtino brez potrebe po nadgradnji strojne opreme.
Rast števila podatkovnih centrov in tudi nadaljnji razmah električnih vozil ter druga raba elektrike bodo nedvomno zahtevali dodatne količine električne energije, toda malodane strašljive napovedi, da bo elektrike zmanjkalo, se zdijo bolj premišljena strategija nabiranja pozornosti in prepričevanja delničarjev k dodatnim vlaganjem v gradnjo energetske infrastrukture. Čeprav pregovor pravi, da od viška ne boli glava, lahko tovrstna energetska ihta prinese neželene stranske učinke. Nove tehnologije, kot so mali modularni (fisijski) reaktorji, fuzijski reaktorji in konec koncev tudi vodik, še niso ne tehnično in ne ekonomsko zreli, zato je velika nevarnost, da bomo napovedane potrebe po električni energiji pretežno zadovoljevali s starimi in z okoljsko spornimi tehnologijami (na primer s klasičnimi termoelektrarnami), ob tem pa omiljevali okoljske zahteve. Na srečo izkušnje iz preteklih energetskih kriz in tudi razvoja računalniške tehnologije kažejo, da znamo podobne krize prebroditi s tehnološkim napredkom v obliki izboljšave učinkovitosti naših naprav.
