Is het energiesysteem klaar voor AI-boom?

Verwacht wordt dat wegens de verwachte toename van het aantal datacenters, het elektriciteitsverbruik sterk zal tijgen. Elektriciteit en rekenkracht worden beschouwd als openbare diensten, wat inhoudt dat ze toegankelijk en goedkoop moeten zijn.. De grote vraag is: hoe kunnen ze tegelijkertijd betaalbaar en duurzaam worden gemaakt?

Een technicus inspecteert koelleidingen in een datacenter van Alibaba in Zhangbei, (Hebei) Fpoto Xinhua Disclaimer.

Omdat deskundigen denken dat AI een van de meest energie-intensieve industrieën van het land zal worden is de belangrijkste uitdaging voor China  hoe het wereldleider kan worden op het gebied van AI-diensten zonder zijn klimaatdoelstellingen in gevaar te brengen.

Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) zal het elektriciteitsverbruik van Chinese datacenters tussen 2024 en 2030 naar verwachting met 170% toenemen. Vorig jaar verbruikten datacenters wereldwijd ongeveer 1,5% van de totale opgewekte elektriciteit, schat een recent IEA-rapport maar dit aandeel groeit snel. Voornamelijk onder invloed van AI-specifieke servers stijgt het elektriciteitsverbruik in datacenters met ongeveer 12% per jaar of vier keer zo snel als de totale vraag naar elektriciteit. Het rapport voorspelt dat China en de VS in 2030 bijna 80% van de wereldwijde energiegroei van datacenters voor hun rekening zullen nemen.

Universitair hoofddocent aan het Beijing Institute of Technology Wang Yongzhen vertelde dat hij datacenters beschouwt als een van de belangrijkste energie-intensieve industrieën van China, naast staal, cement en petrochemie. Hij schat dat Chinese datacenters in 2030 ongeveer 105 GW aan elektriciteit zullen verbruiken, 26 miljard liter water zullen gebruiken en 310 miljoen ton CO2 zullen uitstoten. Deze hoeveelheid elektriciteit is meer dan de helft van de elektriciteitsbehoefte van Chinese huishoudens in 2024.

Iniatiatieven

In 2022 lanceerde China een initiatief met de naam ‘East Data, West Computing’ met als doel het verminderen van het energieverbruik door gebruik te maken van het gunstige klimaat en de overvloedige hernieuwbare energie in het westen van China. Volgens het plan zullen nieuw gebouwde datacenters in nationale knooppunten tegen het einde van dit jaar naar verwachting voor meer dan 80% op hernieuwbare energie draaien..

Belangrijk is ook het National Integrated Computing Network dat de regering ontwikkelt om publieke en private cloudcomputingbronnen samen te brengen in één platform. In een recent RAND rapport ‘China’s Evolving Industrial Policy for AI’ vergelijkt hoofdauteur Kyle Chan van Princeton University het netwerk met een ‘openbaar nutsbedrijf’-model voor AI-computerbronnen  Het netwerk sluit aan bij een ander belangrijk initiatief om een ‘schoon en efficiënt, flexibel en intelligent’ energiesysteem op te zetten. Van 2024 tot 2027 is China van plan dit ‘nieuwe energiesysteem’ te bouwen, dat zal steunen op diverse hernieuwbare bronnen en slimme technologieën zoals AI. In het kader van deze twee initiatieven worden elektriciteit en rekenkracht beschouwd als openbare diensten, wat betekent dat ze gemakkelijk toegankelijk en goedkoop moeten zijn.. De grote vraag is: hoe kunnen ze tegelijkertijd betaalbaar en duurzaam worden gemaakt?

Guiyang datacenter Foto Xinhua Disclaimer

Wang Yongzhen voorziet dat rekenkracht en elektriciteit een synergie zullen creëren. ‘Een van de belangrijkste doelstellingen is het vergroten van het aandeel groene elektriciteit dat in datacenters wordt gebruikt. De tweede is het verminderen van het energieverbruik,  niet alleen met geïsoleerde technologische upgrades, maar door een verbeterde efficiëntie van het hele systeem. De derde is dat datacenters kunnen communiceren met het elektriciteitsnet.’ Simpel uitgedrukt: wanneer gebieden te maken hebben met een krappe stroomvoorziening, kunnen computertaken worden verplaatst naar datacenters die aan de snelheidseisen voldoen maar minder kosten. Deze aanpak verhoogt de betrouwbaarheid van AI voor klanten en verlicht tegelijkertijd lokale stroomtekorten.  Wang merkte ook op dat datacenters kunnen worden gecoördineerd om het elektriciteitsnet in noodsituaties gebruik te laten maken van hun energieopslagsystemen.

Uitdagingen

Toch blijven er uitdagingen bestaan. Ten eerste vereist de synergie tussen computer- en elektriciteitsnetwerken die Wang beschreef uitgebreide coördinatie  tussen verschillende partijen, overheidsinstanties en zelfs op personeelsniveau. Hij merkte op dat een communicatiekloof bestaat tussen medewerkers van datacenters, tussen IT-ingenieurs en operationele medewerkers.

Een andere uitdaging is het marktontwerp. De Chinese Academie voor Informatie- en Communicatietechnologie merkt op dat het systeem van groene-stroomcertificaten, dat de opwekking van hernieuwbare energie bijhoudt en verifieert, nog steeds achterblijft bij de marktvraag. In 2023 had slechts 1,5 miljoen MWh van de 3,8 miljoen MWh groene stroom die werd verhandeld betrekking op de certificaten.

In een document van de regering uit 2017 werd als doel gesteld dat China in 2030 wereldleider moet zijn op het gebied van AI-theorie, -technologie en -toepassing.. Kyle Chan merkt op dat het doel voor China niet enkel is om de ‘race met de VS te winnen’, maar ook om een ‘veerkrachtige AI-industrie op te bouwen die de productiviteit in alle sectoren zal verhogen, van productie en gezondheidszorg tot onderwijs en bestuur’.

Een van de grootste hindernissen voor de inspanningen om een nationaal systeem voor het beheer van de koolstofvoetafdruk op te zetten, is de gevoeligheid van gegevens, vertelde professor Xu Ming aan de Tsinghua-universiteit. .Voor een volledige koolstofboekhouding moet alles worden bijgehouden, van leveranciers tot levering. Veel bedrijven zijn bang dat bedrijfsgeheimen openbaar worden gemaakt. Als neutrale gegevensbeheerder zou een door AI aangestuurde agent emissiegegevens veilig kunnen opslaan en toegang kunnen verlenen aan regelgevende instanties, terwijl de vertrouwelijkheid wordt gewaarborgd.

China dat nu al de grootste energieopslagcapaciteit ter wereld heeft, gaat dat niveau tegen 2027 bijna verdubbelen, met een verwachte investering van 250 miljard yuan volgens het nieuwste actieplan van VBeijing dat vrijdag bekend werd. .H£et actieplan, voorziet dat de capaciteit van China’s “nieuwe energieopslagsysteem” – voornamelijk gebaseerd op lithium-ionbatterijen – binnen twee jaar meer dan 180 GW bedragen, tegenover 95 GW in juni.

Bron Dialogue Earth