BelNET logo

Электронный портал ядерных знаний Республики Беларусь

Belarusian Nuclear Education and Training Portal - BelNET

eng

rus

Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "6242"
2025-04-25
Распределенная энергетика и малые модульные реакторы для ЦОД
Барткевич А.Р.

К 2033 году каждый пятый киловатт в США может уходить на работу дата-центров. Сопутствующий рост энергопотребления создаст значительную нагрузку на существующую инфраструктуру. В условиях роста цен на энергоносители и ужесточения экологических требований отрасль нуждается в эффективных решениях. Согласно последним исследованиям, оптимальным подходом может стать комбинация распределённых энергоресурсов и малых модульных реакторов, которая потенциально способна снизить операционные расходы на энергоснабжение ЦОД до 95% при одновременном уменьшении углеродных выбросов.

Майкл Штадлер, соучредитель и технический директор Xendee — ведущего разработчика программных решений для проектирования и управления распределёнными энергоресурсами (DER) для ЦОД и инфраструктуры зарядки электромобилей — в своей статье для Data Center Frontier (специализированное издание, посвящённое технологиям и инфраструктуре центров обработки данных) анализирует инновационные подходы к энергоснабжению дата-центров. В материале "New Approaches to Meeting Data Centers’ Energy Demands: Distributed Energy & Small Modular Reactors" (Новые подходы к удовлетворению энергетических потребностей ЦОД: распределённая энергетика и малые модульные реакторы) эксперт обосновывает, почему адаптивность становится ключевым фактором в решении современных энергетических задач.

Перевод статьи читайте ниже, в Подробнее.

Загрузить:
Data Center Frontier - logo.jpg6054image/jpeg2025-04-25 18:52:36

Новые подходы к удовлетворению энергетических потребностей ЦОД: распределённая энергетика и малые модульные реакторы

Количество центров обработки данных (ЦОД) увеличивается беспрецедентными темпами. Согласно недавнему отчету Accenture, к 2033 году на их долю будет приходиться 16–23% общего энергопотребления США. Такой рост создает значительную нагрузку на устаревшие энергосети, особенно на фоне повышения цен на электроэнергию и природный газ. В качестве решения рассматриваются распределенные источники энергии (Distributed Energy Resources, DER) и микросети, а одним из перспективных компонентов таких систем становятся малые модульные реакторы (ММР). Их ожидаемое внедрение в 2030-х годах, в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, может обеспечить масштабируемое и эффективное энергоснабжение, способствуя достижению целей по сокращению выбросов.

Микросети предлагают экономически выгодную альтернативу традиционному энергоснабжению, особенно в условиях ограниченной сетевой инфраструктуры. Помимо снижения затрат и повышения энергонезависимости, они способствуют устойчивости и декарбонизации. Исследование Xendee в партнерстве с Университетом Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC) предлагают двухэтапный подход к энергоснабжению ЦОД:

  • Краткосрочная перспектива: Использование возобновляемых источников энергии в сочетании с когенерацией (Combined Heat and Power, CHP) и системами хранения энергии для снижения затрат и повышения гибкости.
  • Долгосрочная перспектива: Интеграция ММР после их коммерческого внедрения для обеспечения базовой нагрузки и компенсации растущего энергопотребления, одновременно снижая зависимость от природного газа и повышая энергобезопасность.

Эффективность ММР в регионах с разной стоимостью энергии

В исследовании Xendee был проведен сравнительный анализ многоэтапного подхода, предусматривающего интеграцию ММР в долгосрочное планирование энергоснабжения центров обработки данных на двух площадках, сталкивающихся с ростом стоимости электроэнергии и конкуренцией за энергоресурсы: Санта-Клара (Калифорния) и Эшберн (Вирджиния). В обоих случаях многоэтапная стратегия, включающая поэтапное внедрение DER (в том числе газовые генераторы и абсорбционные холодильные установки) и последующую интеграцию ММР, продемонстрировала значительные преимущества.

Санта-Клара, Калифорния

  • Только коммунальное энергоснабжение: Приведенная стоимость энергии (Levelized Costs Of Energy, LCOE) — $0,4704/кВт·ч.
  • Коммунальное энергоснабжение + ММР: LCOE снижается до $0,1153/кВт·ч.
  • Многоэтапный подход (DER + ММР): LCOE достигает $0,0383/кВт·ч (с учетом инвестиционных расходов).

Результаты:

  • Сокращение операционных расходов (OPerational EXpenditure, OPEX) на 79,66% по сравнению с вариантом "ММР без DER".
  • Снижение выбросов на 8,69% за период проекта.
  • В сравнении с чисто коммунальным сценарием — экономия OPEX на 95% и сокращение выбросов на 60%.

Эшберн, Вирджиния

  • Только коммунальное энергоснабжение: LCOE — $0,1409/кВт·ч.
  • Коммунальное энергоснабжение + ММР: LCOE — $0,0486/кВт·ч.
  • Многоэтапный подход: LCOE — $0,0350/кВт·ч (с учетом неопределенности будущих затрат на ММР).

Результаты:

  • Снижение OPEX на 59,51% и выбросов на 23,86% по сравнению с вариантом "ММР без DER".
  • В сравнении с чисто коммунальным сценарием — экономия OPEX на 95,82% и сокращение выбросов на 58,76%.

Исследование подтверждает, что исключительная зависимость от централизованных сетей приводит к максимальным затратам (LCOE). В условиях роста энергопотребления из-за развития ИИ и цифровизации стратегическое планирование с использованием DER и ММР становится критически важным. Независимо от региона, комбинированный подход обеспечивает значительное снижение затрат и выбросов, демонстрируя гибкость в меняющихся энергетических условиях.

Вход, регистрация