Pusat data yang mendukung AI dapat menggunakan lebih banyak listrik dibandingkan seluruh kota

Kebutuhan daya dari kecerdasan buatan dan komputasi awan menjadi begitu besar sehingga kampus-kampus pusat data akan segera menggunakan lebih banyak listrik dibandingkan beberapa kota, dan bahkan seluruh negara bagian AS, menurut perusahaan yang mengembangkan fasilitas tersebut.

Konsumsi listrik di pusat data telah melonjak seiring dengan meningkatnya peran pusat data yang semakin penting dalam perekonomian dalam 10 tahun terakhir, yang menampung server yang menjalankan aplikasi yang diandalkan oleh bisnis dan konsumen untuk tugas sehari-hari.

Kini, dengan munculnya kecerdasan buatan, pusat data menjadi begitu besar sehingga akan semakin sulit untuk mendapatkan daya yang cukup dan lahan yang cukup untuk menampungnya, kata para pengembang. Fasilitas-fasilitas tersebut akan semakin membutuhkan daya sebesar gigawatt atau lebih – satu miliar watt – atau sekitar dua kali lipat penggunaan listrik perumahan di wilayah Pittsburgh tahun lalu.

Perusahaan-perusahaan teknologi berada dalam “perlombaan seumur hidup menuju dominasi global” dalam kecerdasan buatan, kata Ali Fenn, presiden Lancium, sebuah perusahaan yang mengamankan lahan dan listrik untuk pusat data di Texas. “Ini sejujurnya tentang keamanan nasional dan keamanan ekonomi,” katanya. “Mereka akan terus belanja”, karena tidak ada tempat yang lebih menguntungkan untuk mengerahkan modal.

Energi terbarukan saja tidak akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi mereka. Gas alam harus berperan, kata para pengembang, dengan memperlambat kemajuan dalam memenuhi target emisi karbon dioksida.

(Periksa di sini untuk mengetahui saham mana yang membantu memperbaiki jaringan listrik negara.)

Terlepas dari mana listrik berasal, pusat data kini berada pada skala di mana mereka mulai “menekan infrastruktur utilitas yang ada,” kata Nat Sahlstrom, chief energy officer di Tract, sebuah perusahaan yang menyediakan lahan dan infrastruktur yang berbasis di Denver. dan sumber listrik untuk fasilitas tersebut.

Dan “lahan yang tersedia di negara ini, yaitu lahan zona industri yang sesuai dengan kasus penggunaan pusat data – semakin terbatas,” kata Sahlstrom, yang sebelumnya memimpin tim energi, air, dan keberlanjutan Amazon.

Di luar Virginia

Ketika lahan dan listrik menjadi lebih terbatas, pusat data berekspansi ke pasar baru di luar pusat global yang telah lama berdiri di Virginia utara, kata Sahlstrom. Jaringan listrik yang melayani Virginia menghadapi masalah keandalan. Permintaan listrik diperkirakan akan meningkat, sementara pasokan menurun karena penghentian penggunaan batu bara dan beberapa pembangkit listrik tenaga gas alam.

Misalnya, Tract telah mengumpulkan lebih dari 23.000 hektar lahan untuk pengembangan pusat data di seluruh AS, dengan kepemilikan besar di Maricopa County, Arizona – markas Phoenix – dan Storey County, Nevada, dekat Reno.

Tract baru-baru ini membeli hampir 2.100 hektar di Buckeye, Arizona dengan rencana untuk mengembangkan lahan tersebut menjadi salah satu kampus pusat data terbesar di negara tersebut. Perusahaan swasta tersebut bekerja sama dengan perusahaan utilitas untuk mengamankan daya hingga 1,8 gigawatt agar situs tersebut dapat mendukung sebanyak 40 pusat data individual.

Sebagai konteks, kampus pusat data dengan permintaan puncak sebesar satu gigawatt kira-kira setara dengan rata-rata konsumsi tahunan sekitar 700,000 rumah, atau kota berpenduduk sekitar 1,8 juta orang, menurut analisis CNBC yang menggunakan data dari Departemen Energi dan Sensus. Biro.

Kampus pusat data sebesar itu akan menggunakan lebih banyak daya dalam satu tahun dibandingkan penjualan listrik ritel di Alaska, Rhode Island, atau Vermont, menurut data Departemen Energi.

Kampus pusat data berukuran gigawatt yang beroperasi bahkan pada tingkat permintaan puncak yang rendah masih sebanding dengan sekitar 330.000 rumah tangga, atau kota berpenduduk lebih dari 800.000 orang—kira-kira sama dengan populasi San Francisco.

Ukuran rata-rata pusat data individual yang dioperasikan oleh perusahaan-perusahaan teknologi besar saat ini adalah sekitar 40 megawatt, namun jaringan kampus berkapasitas 250 megawatt atau lebih akan terus bertambah, menurut data dari Boston Consulting Group.

AS diperkirakan akan mengalami peningkatan jumlah kampus pusat data berkapasitas 500 megawatt atau lebih, setara dengan setengah gigawatt, pada tahun 2030an hingga pertengahan tahun 2040an, menurut data BCG. Fasilitas sebesar itu sebanding dengan sekitar 350.000 rumah, menurut analisis CNBC.

“Ukuran rata-rata pusat data pasti akan meningkat pesat antara saat ini hingga tahun 2030,” kata Vivian Lee, direktur pelaksana dan partner di BCG.

Texas telah menjadi pasar yang semakin menarik karena lingkungan peraturan yang tidak terlalu memberatkan dan sumber daya energi yang melimpah yang dapat lebih mudah disesuaikan dengan lokasi tertentu, kata Sahlstrom. “Texas mungkin merupakan laboratorium eksperimental terbaik di dunia untuk menerapkan solusi energi Anda sendiri,” kata pejabat energi tersebut.

Lancium yang berbasis di Houston mendirikan tokonya pada tahun 2017 dengan gagasan untuk membawa beban listrik yang besar lebih dekat ke sumber daya energi terbarukan yang melimpah di Texas barat dan tengah, kata Fenn, presiden perusahaan tersebut. Awalnya berfokus pada penambangan mata uang kripto, Lancium kemudian mengalihkan fokusnya untuk menyediakan kekuatan bagi kecerdasan buatan dengan hadirnya ChatGPT pada akhir tahun 2022.

Saat ini, Lancium memiliki lima kampus pusat data dalam berbagai tahap pengembangan. Kampus seluas 1.000 hektar di Abilene diperkirakan akan dibuka pada kuartal pertama tahun 2025 dengan daya 250 megawatt, dan meningkat menjadi 1,2 gigawatt pada tahun 2026.

Persyaratan daya minimum untuk pelanggan pusat data Lancium saat ini adalah satu gigawatt, dan rencana masa depan mencakup peningkatan antara tiga dan lima gigawatt, kata Fenn.

Untuk pusat data sebesar itu, pengembang harus memastikan bahwa biaya listrik di komunitas sekitar tidak meningkat dan keandalan jaringan tetap terjaga, kata Fenn. Menghubungkan fasilitas-fasilitas tersebut dengan pembangkit listrik baru sangatlah penting, katanya.

“Pusat data harus bekerja sama dengan perusahaan utilitas, operator sistem, dan masyarakat untuk benar-benar menetapkan bahwa hal-hal ini adalah aset bagi jaringan listrik dan bukan kewajiban bagi jaringan listrik,” kata Fenn. “Tidak ada seorang pun yang akan terus menyetujui pembangunan seperti itu jika mereka menaikkan tarif listrik perumahan dan komersial.

Kampus pusat data dijalankan oleh perusahaan publik Ekuinoks naik hingga beberapa ratus megawatt dari 100 hingga 200 megawatt, kata Jon Lin, manajer umum layanan pusat data di perusahaan tersebut. Equinix merupakan salah satu operator pusat data terbesar di dunia dengan 260 fasilitas yang tersebar di 72 wilayah metropolitan di Amerika dan luar negeri.

Para pengembang lebih menyukai energi terbarukan yang bebas karbon, namun mereka juga melihat tenaga surya dan angin saja tidak mampu memenuhi permintaan saat ini karena ketergantungan mereka pada perubahan kondisi cuaca.

Beberapa beban kerja paling penting bagi perekonomian dunia, seperti pertukaran keuangan, dilakukan di pusat data yang dioperasikan oleh Equinix, kata Lin. Pusat data Equinix online lebih dari 99% dan pemadaman listrik tidak mungkin terjadi, kata CEO.

“Ketangguhan daya listrik masih sangat penting bagi pusat-pusat data ini, dan menggunakan energi terbarukan lokal secara eksklusif bukanlah suatu pilihan,” kata Lin.

Perusahaan-perusahaan teknologi besar merupakan salah satu pembeli terbesar energi terbarukan di AS, namun mereka semakin beralih ke tenaga nuklir untuk mencari sumber listrik yang lebih andal. Microsoft mendukung dimulainya kembali pembangkit listrik tenaga nuklir Three Mile Island di luar Harrisburg, Pennsylvania melalui perjanjian jual beli listrik. Amazon dan Google milik Alphabet berinvestasi dalam reaktor nuklir kecil.

Namun membangun reaktor nuklir baru membutuhkan biaya yang mahal dan banyak penundaan. Dua reaktor baru di Georgia baru-baru ini terlambat beberapa tahun dari jadwal dan melebihi anggaran miliaran dolar.

Dalam jangka pendek, gas alam akan menjadi bahan bakar sebagian besar listrik yang dibutuhkan oleh pusat data, kata Fenn dari Lancium. Gas adalah sumber listrik utama jangka pendek yang memberikan keandalan yang dibutuhkan fasilitas ini, kata Lee dari Boston Consulting Group.

Investasi dapat dilakukan pada pembangkitan gas baru yang menambahkan teknologi penangkapan karbon dan penyimpanan baterai seiring berjalannya waktu untuk mengurangi dampak lingkungan, kata Lee.

Industri berharap bahwa permintaan gas akan menurun seiring dengan meningkatnya energi terbarukan, biaya penyimpanan baterai turun dan AI membantu pusat data beroperasi lebih efisien, kata Fenn. Namun dalam jangka pendek, tidak ada keraguan bahwa perluasan pusat data akan mengganggu target emisi perusahaan teknologi, katanya.

“Mudah-mudahan ini merupakan langkah menghindari jangka pendek,” kata Fenn mengenai peningkatan penggunaan gas alam. “Apa yang saya lihat di antara para mitra pusat data kami, percakapan kami yang berskala besar, adalah kami tidak boleh membiarkan hal tersebut berdampak buruk pada tujuan lingkungan hidup.”

Catatan: Analisis CNBC mengasumsikan bahwa kampus pusat data terus-menerus menggunakan 85% dari permintaan puncak satu gigawatt sepanjang tahun, dengan total konsumsi sebesar 7,4 miliar kilowatt-jam. Analisis menggunakan rata-rata nasional konsumsi listrik rumah tangga dari AMDAL dan jumlah rumah tangga dari Biro Sensus.