Мир стоит на пороге технологической революции, порожденной искусственным интеллектом (ИИ), который может значительно увеличить доходы, создать рабочие места и ускорить научные открытия. По оценкам американских экономистов, внедрение ИИ может увеличить ВВП США на триллионы долларов в течение ближайшего десятилетия. Однако для реализации этого потенциала требуется как-то обеспечить резкое увеличение энергопотребления.
В докладе Powering a New Era of American Innovation, вышедшем в мае 2025 года, Рут Порат, Томас Куриан, Джеймс Маниика и Кент Уокер из компании Google – одного из признанных мировых лидеров в развитии искусственного интеллекта – обсуждают недостатки энергосистемы США, ограничивающие потенциал развития ИИ, и дают рекомендации по их устранению.
У каждый страны есть свои особенности организации и текущего состояния энергосистемы, поэтому многие выводы и рекомендации авторов могут не подходить для России. Однако поучительно познакомиться с самим подходом к планированию развития энергетики в связи с ожиданиями стремительного масштабирования ИИ.
Проблематика
Лидерство США в области ИИ и цифровой трансформации требует значительного увеличения поставок электроэнергии. В 2024 году пятилетний прогноз роста потребления электроэнергии Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC) увеличился более, чем в 3 раза, по сравнению с аналогичным прогнозом на 2023 год. Ожидается, что до конца текущего десятилетия США потребуется дополнительно 128 ГВт мощности. Это расширение обусловлено, в числе прочего, увеличением спроса со стороны центров обработки данных (ЦОД). Оценки масштабов спроса на их энергоснабжение в США варьируются от 15 до 90 ГВт новых мощностей к 2030 году. После низких темпов роста спроса в течение последних двух десятилетий (в среднем на 0,62% в год в 2010-х и 0,42% в 2000-х годах) для обеспечения нового роста нагрузки в течение следующих 5 лет потребуется удвоить инвестиции в электроэнергетический сектор.
Google уже несколько лет занимается повышением энергоэффективности своих вычислительных мощностей. Например, затраты энергии на обучение моделей искусственного интеллекта сокращены в 100 раз за 5 лет. Новое аппаратное обеспечение почти в 30 раз более энергоэффективно, чем первые облачные процессоры TPU. Высокоэффективные ЦОДы обеспечивают примерно в 4 раза большую вычислительную мощность на единицу электроэнергии, чем пять лет назад. Тем не менее, как отмечают авторы, для полного раскрытия потенциала роста, основанного на ИИ, потребуется большее использование энергетических ресурсов.
Авторы выделяют основные системные дефекты энергосистем США, которые не позволяют обеспечить энергией новые мощности ИИ:
- Устаревание действующей энергетической инфраструктуры, не готовой к масштабному росту нагрузки, особенно дата-центров и цифровых производств;
- Дефицит квалифицированных электриков (к 2030 году требуется 130 тыс. новых специалистов);
- Многочисленные административные и нормативные барьеры для инноваций, такие как длительные сроки согласования проектов, фрагментированные энергорынки и нехватка инвестиций в «зелёные» технологии.
Рекомендации
Для реализации имеющихся возможностей развития ИИ, по мнению авторов доклада, необходимо предпринять следующие шаги.
Ускорение инноваций и инвестиций в доступные, надежные и безопасные энергетические технологии
Наступление эры бурного роста потребления требует ускорения инвестиций во многие источники энергии, включая геотермальные станции, ядерные станции нового поколения и газовые станции с улавливанием и связыванием углерода (CCS), а также в источники энергетической гибкости, такие как управление спросом и накопление энергии.
Google уже заключил корпоративные соглашения о приобретении геотермальных станций и малых модульных реакторов (SMR), а также корпоративные контракты на покупку геотермальной энергии. Авторы ожидают от правительства сокращения сроков лицензирования и выдачи разрешений на использование передовых ядерных технологий и геотермальных источников энергии.
Удовлетворение потребностей электрифицированной цифровой экономики, управляемой ИИ, требует расширения возможностей добровольного участия ЦОД в механизмах управления спросом. Авторы считают, что FERC должна совместно с сетевыми операторами, коммунальными службами и самими ЦОД выработать стимулирующие механизмы гибкого реагирования на динамичные сетевые условия в режиме реального времени.
Оптимизация использования существующей сети и создание новой передающей инфраструктуры
В настоящее время в США планирование и выдача разрешения на строительство новых высоковольтных линий электропередачи занимают десятилетие или более. Действующая нормативная база требует 20-летнего планирования электросетей с обновлениями каждые пять лет. Необходимо обеспечить совместное планирование развития системы электроснабжения специалистами по сетевому планированию и коммунальными службами. Механизм совместной экономии позволит коммунальным службам получить часть доходов за счет отсутствия затрат на перегрузку сети.
Действующее законодательство не способствует оптимизации пропускной способности энергосистемы, в частности, использованию технологий расширения сети. По оценкам различных исследователей, эти инструменты могут обеспечить до 100 ГВт дополнительной пропускной способности.
Потребность в электроэнергии для ЦОД нового поколения и замене устаревающей инфраструктуры привела к увеличению спроса на силовые трансформаторы. Несоответствие спроса и предложения привело к увеличению времени ожидания нового оборудования до 36-48 месяцев. Для удовлетворения растущего спроса и сокращения времени ожидания необходимо выделить средства для инвестиций в новые мощности по производству трансформаторов.
Подготовка кадров для строительства новой инфраструктуры
Возможности США по созданию инфраструктуры, необходимой для поддержки ИИ, ограничиваются нехваткой электриков. По оценкам McKinsey, к 2030 году для строительства ЦОД и производственных мощностей потребуется дополнительно 130 тыс. электриков.
Google поддерживает программы обучения электриков – в частности, компания сотрудничает с Electrical Training Alliance, который интегрирует передовые технологии в свои учебные программы для подготовки 30 тыс. новых специалистов. В свою очередь, правительству, по мнению авторов, также следует заняться продвижением программ развития персонала в области электротехники и электроэнергетики.
***
Рекомендации содержат большой перечень пожеланий в области нормативного регулирования, таких как ускорение лицензирования АЭС и геотермальных электростанций, создание единых региональных энергорынков (особенно на западе США), реформирование регулирования и внедрение налоговых стимулов (в т.ч., кредитов для «зелёной» энергетики).
Более подробно читайте вPowering a New Era of American Innovation (Google, may 2025)
Подготовлено АНО «Центр «Энерджинет» при поддержке Фонда НТИ и Минобрнауки России
