Искусственный интеллект угрожает стабильности энергоснабжения
Бум строительства дата-центров породил новую проблему для энергосистемы. Нестабильное энергопотребление при обучении искусственного интеллекта (ИИ) разрушает его собственные центры обработки данных (ЦОД) из-за резких скачков энергопотребления. Перепады не только создают дополнительную нагрузку на оборудование, но и ведут к общей нестабильной работе энергосистемы. Одно из неожиданных решений проблемы – строительство орбитальных дата-центров.
Как сообщают западные агентства, резкие колебания энергопотребления в ЦОД, используемых для работы ИИ, создают дополнительную нагрузку на оборудование, вызывая сбои в работе или преждевременный износ батарей, генераторов и систем охлаждения. Причем серверы не просто потребляют огромное количество электроэнергии – они могут резко менять нагрузку на сеть.
Так, в ЦОД во время обучения новых моделей ИИ потребление электричества в моменте может увеличиться на 50%. В результате объект мощностью в 1 гигаватт (ГВт) может потреблять 1,5 ГВт в течение доли секунды, замечает основатель Heron Power Electronics Дрю Бальино. Дата-центр мощностью в 1 ГВт – это город размером с Бостон, где примерно половина жителей может почти одновременно включать и выключать электричество, приводят в пример западные эксперты.
Такие скачки напряжения ведут к износу или даже поломке оборудования. К примеру, многие компании сообщают о появлении трещин на газовых турбинах. При этом резкий рост нагрузки на ЦОД в США кратно увеличил спрос на газовые турбины. По подсчетам аналитиков S&P Global Energy CERA, объем заказов на газовые турбины достиг 51 ГВт в 2025 году и 18 ГВт в первом квартале 2026 года. Наибольший годовой объем за последние годы составил 66 ГВт в 2000 году, но до 2023 года эти показатели колебались от нуля до 11 ГВт.
Резкие перепады напряжения могут влиять также на силовые преобразователи, распределительные устройства, системы бесперебойного питания и оборудование охлаждения. Аккумуляторные системы, установленные для сглаживания перепадов нагрузки, в некоторых случаях приходилось заменять всего через несколько недель или месяцев.
При этом простой вычислений из-за повреждений оборудования дата-центров, по подсчетам, оборачивается потерей от нескольких тысяч до сотен тысяч долларов за минуту. Аналитики предупреждают: инвесторы, финансирующие отрасль, могут почувствовать негативные последствия уже в ближайшие год-два, если отрасль не найдет способ стабилизировать энергопотребление ИИ-систем.
Колебания напряжения в ЦОД в итоге влияют на всю электросеть. По словам эксперта по качеству Schneider Electric Сриманта Роя, если проблему не контролировать, резкие изменения нагрузки потенциально способны привести к перебоям и отключениям электроэнергии. Поэтому операторы сетей в разных странах все внимательнее изучают влияние ИИ-инфраструктуры на энергосистему.
Крупнейший в мире производитель трансформаторов компания Hitachi Energy ранее также призывала правительства принять меры по сдерживанию резких перепадов мощности, потребляемой технологическими компаниями при обучении ИИ. Это необходимо, чтобы гарантировать стабильность сетевой инфраструктуры. Огромные скачки спроса на электроэнергию в ЦОД при обучении моделей ИИ наряду с переменчивостью возобновляемой энергетики приводят к нестабильности и затрудняют поддержание нормального функционирования энергосистемы. По мнению компании, необходимо выработать способы оповещения коммунальных служб о резких колебаниях потребления электроэнергии в близлежащих ЦОД.
Североамериканская корпорация по обеспечению надежности электроснабжения (North American Electric Reliability, NERC) неоднократно выпускала предупреждения о том, что дата-центры представляют собой одну из самых больших угроз стабильности энергосистемы. По данным организации, подключение к сетям ЦОД в настоящее время весьма рискованно. Растущие кампусы ЦОД, занимающиеся майнингом криптовалют и ИИ-вычислениями, развиваются значительно быстрее, чем электростанции и линии электропередачи, необходимые для обеспечения таких объектов электроэнергией. В результате, как заявлялось в отчете NERC, такая ситуация может привести к нарушению стабильности энергосистемы в целом. В первую очередь потому, что дата-центрам необходимо огромное количество энергии в непредсказуемые интервалы времени. Кроме того, они очень чувствительны к перепадам напряжения, что делает их главным, плохо прогнозируемым фактором влияния на энергосистемы.
В NERC приводили примеры сбоев в Северной Вирджинии, где неоднократно разом отключались дата-центры мощностью свыше 1,5 ГВт. Такие отключения могут иметь «волновой» эффект, распространяющийся на всю энергосеть страны. В отчете NERC утверждается, что отключения нагрузки подобного масштаба сопоставимы с неожиданным включением в сеть крупной атомной электростанции. В результате из-за излишков энергии создается гигантский дисбаланс.
Одно из решений проблемы – использование более совершенных систем управления питанием. Они должны сглаживать пики нагрузки, распределять энергопотребление между различными источниками и быстрее реагировать на изменения внутри серверных кластеров.
По подсчетам, только в США на дата-центры может прийтись уже 12% энергопотребления всей страны. По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в 2025 году мировые центры обработки данных потребляли примерно 485 тераватт-часов (ТВт·ч) электроэнергии. В агентстве ожидают, что потребление электроэнергии ЦОД удвоится до 945 тераватт-часов к 2030 году. Это больше, чем мощность, потребляемая такой страной, как Япония. Согласно прогнозам S&P Global Energy, рост мирового спроса на электроэнергию для ЦОД увеличится до 700 ТВт·ч к 2035 году. Однако, если спрос резко возрастет, этот показатель может превысить 1000 ТВт·ч к 2035 году.
Проблема чрезмерной нагрузки на энергосистему из-за работы ЦОД характерна и для РФ. Нейросети радикально меняют нагрузку на энергосистему и энергосистему ЦОД, заявляла член правления «Интер РАО» Тамара Меребашвили. По ее словам, если классическая стойка ЦОД потребляет около 10–15 кВт мощности, то стойка для генеративного ИИ уже требует более 100 кВт. При этом 15 кВт – это потребление дома на 300–400 кв. м. Стойка для генеративного ИИ требует свыше 100 кВт. «100 кВт – большая пекарня. Это многоквартирный дом», – пояснила Тамара Меребашвили.
Стоимость самих стоек для ЦОД в России растет. Во втором квартале 2025 года средняя стоимость стойки на 5 кВт составляла 147,6 тыс. руб. Год спустя она выросла на 15,7% – до 170,8 тыс. руб., подсчитали аналитики iKS-Consulting и 3data. При этом аналитики Совкомбанка ожидают сокращения в текущем году капитальных затрат на новые ЦОД в России на треть – до 515 млрд руб. В результате будет введен в эксплуатацию наименьший объем IT-мощностей с 2019 года.
Снижение капзатрат аналитики объясняют падением экономической активности и стагнацией рынка, в связи с чем ввод и замена оборудования в дата-центрах откладываются. Вместе с тем они ожидают, что в период 2026–2030 годов в РФ будет введено новых ЦОД суммарной мощностью 988 МВт, что потребует инвестиций в размере 4,4 трлн руб.
В отрасли при этом все чаще обсуждают идею строительства дата-центров рядом с атомными электростанциями и запуск собственных генерирующих мощностей. России к 2030 году может понадобиться еще 2–2,5 ГВт мощности только для ЦОД – это сопоставимо со строительством новой АЭС.
Эксперты из Центра макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования (ЦМАКП) решение дефицита мощностей и сложностей в обслуживании видят в развитии орбитальных дата-центров. По оценкам, стоимость развертывания и эксплуатации орбитального ЦОД мощностью 40 МВт в течение 10 лет составит 8,2 млн долл. Для сравнения: строительство и 10 лет эксплуатации наземного ЦОД мощностью 40 МВт стоит 140 млн долл. Впрочем, стоимость развертывания и эксплуатации орбитального ЦОД может превысить и 500 млн долл., что более чем в три раза дороже наземного ЦОД, замечают в ЦМАКП. Отмечается также, что при стоимости запуска 200 долл. за 1 кг полезной нагрузки себестоимость электроэнергии на орбитальном ЦОД будет сопоставима с наземными источниками энергии. «Исходя из этого, потребуется запустить примерно 370 тыс. т полезной нагрузки, или по 180 запусков ракеты-носителя Starship в год, чтобы к 2035 году применение орбитальных ЦОД стало экономически оправдано. Таким образом, важным условием развития орбитальных ЦОД является снижение стоимости вывода полезной нагрузки в несколько раз», – подчеркивают экономисты.
Быстроразвивающиеся технологии искусственного интеллекта меняют требования к энергетике, соглашается основатель ИИ-ассистента для юристов «Стриж» Полина Омельчук. «Строительство ЦОД в России сталкивается с несколькими ограничениями. Первое: в мегаполисах практически не осталось свободной энергии под такие объекты. Второе: официальные каналы поставки ускорителей для России закрыты, и оборудование поступает преимущественно через параллельный импорт. В сочетании с глобальным дефицитом такая схема поставок заметно удорожает комплектацию проектов и растянет ее сроки. Третье: между заявленными планами и текущей базой сохраняется существенный разрыв. Минэнерго оценивает дополнительную потребность ЦОД под ИИ в 2–2,5 ГВт. При этом крупнейшая действующая площадка в стране составляет около 180 МВт», – указывает она.
По ее мнению, наращивание собственных крупных вычислительных кластеров в текущих условиях остается затратным путем.