Виконавчий звіт

З вибуховим зростанням штучного інтелекту (ШІ) та великих моделей, потреби в обчислювальній потужності центрів обробки даних різко зросли, а разом з ними – і потреби в електроенергії. Дані різних країн показують, що темпи зростання навантаження центрів обробки даних ШІ значно перевищують загальне зростання споживання електроенергії. Один звіт прогнозує, що до 2030 року глобальне споживання електроенергії центрами обробки даних подвоїться. У Китаї, за даними Міністерства енергетики та галузевих звітів, споживання електроенергії центрами обробки даних у 2022 році становило близько 77 ТВт-год, а до 2030 року, за прогнозами, зросте до 400 ТВт-год. Деякі дослідження навіть припускають, що при пірамідальній тенденції зростання до 2030 року попит може сягнути 600 ТВт-год. Наразі частка споживання електроенергії центрами обробки даних у загальному споживанні електроенергії в Китаї становить менше 3%, але темпи зростання вражають. Наприклад, у новому районі Гуйань Гуйчжоу за перші 5 місяців 2025 року споживання електроенергії центрами обробки даних зросло на 452,7% порівняно з аналогічним періодом минулого року; ринок США також прогнозує стрімке зростання навантаження центрів обробки даних до 2030 року, що призведе до дефіциту електропостачання. Дефіцит електроенергії став ключовим вузьким місцем для розвитку обчислювальних потужностей ШІ. Morgan Stanley прогнозує, що до 2028 року центри обробки даних США можуть зіткнутися з дефіцитом електроенергії до 13-44 ГВт (близько 20%). У цьому контексті різні сторони шукають різноманітні рішення для електропостачання та енергозбереження: від модернізації електромереж і локальної генерації до відновлюваних джерел енергії та технологій зберігання енергії, а також передових систем охолодження та оптимізації енергоспоживання. Кожне рішення має свою вартість, масштабованість і цикл розгортання, що потребує комплексного розгляду.

Цей звіт систематично описує характеристики попиту на електроенергію та PUE центрів обробки даних на етапі ШІ/великих моделей, узагальнює наявні рішення з електропостачання та енергозбереження та основних виробників, аналізує майбутні потенційні технології та їх зрілість, оцінює розмір ринку та інвестиційні можливості у відповідних сегментах, і нарешті пропонує рекомендації щодо інвестицій на короткострокову/середньострокову/довгострокову перспективу. За допомогою таблиць та діаграм Ганта та інших візуальних інструментів порівнюються характеристики різних рішень та ключові підприємства, надаючи чіткі вказівки до дій та попередження про ризики для інвесторів.

Визначення проблеми

• Стрімке зростання попиту на обчислювальну потужність та електроенергію: Навчання та логічний висновок великих моделей ШІ потребують постійної високої обчислювальної потужності, що змушує IT-обладнання, таке як сервери та GPU, працювати з високим навантаженням. Дослідження Стенфордського університету показує, що одноразове навчання GPT-3 споживає близько 1,28 млн кВт-год (1,28 ГВт-год). Зі збільшенням масштабу моделей та зростанням кількості додатків реального часу, щільність потужності окремої стійки зросла з традиційних 10-30 кВт до 120-132 кВт, очікується, що до 2027 року вона досягне 600 кВт, а до 2030 року з'являться стійки мегаватного рівня. Високощільні обчислення створюють проблеми з охолодженням, підвищуючи енергоспоживання інфраструктури центру обробки даних (PUE). Китай поставив за мету знизити PUE великих центрів обробки даних до рівня нижче 1,25 до 2025 року, тоді як Німеччина та інші країни мають менш суворі вимоги (1,5 до 2027 року). Економічно розвинені східні регіони мають великий попит на обчислювальні потужності, але електропостачання стає дедалі напруженішим, тому проект "Східні дані, західні обчислення" сприяє будівництву центрів обробки даних у західних регіонах з відновлюваними джерелами енергії, щоб зменшити навантаження на схід.
• Поточний дефіцит електроенергії та регіональний розподіл: В глобальному масштабі потужності центрів обробки даних сильно сконцентровані в США, ЄС та Китаї. Звіт IEA вказує, що США, Китай та ЄС наразі становлять близько 82% світових потужностей центрів обробки даних, і понад 85% нових потужностей у майбутньому також будуть зосереджені в цих трьох регіонах. Це призводить до різкого зростання навантаження на локальні електромережі. Наприклад, у регіоні "Алея центрів обробки даних" у Вірджинії, США, комерційне споживання електроенергії з 2019 по 2025 рік зросло майже на 30 млн МВт-год, поступаючись лише Техасу. Morgan Stanley прогнозує, що до 2028 року США можуть зіткнутися з дефіцитом у 13-44 ГВт. Споживання електроенергії центрами обробки даних у Китаї становить близько 0,9% – 2,7% від загального національного споживання, але темпи зростання сповільнилися в останні роки, і прогнози різних сторін значно різняться. За даними Національного енергетичного управління, у 2022 році споживання електроенергії центрами обробки даних по всій країні становило 77 ТВт-год, у 2025 році очікується 150-200 ТВт-год, а до 2030 року – 400 ТВт-год; прогноз Goldman Sachs є більш агресивним – до 2030 року може наблизитися до 600 ТВт-год. На регіональному рівні багаті на енергоресурси західні регіони, такі як Гуйчжоу та Внутрішня Монголія, за допомогою відповідної політики заохочують центри обробки даних використовувати місцеву вітрову та сонячну енергію, тоді як прибережні регіони південного сходу вже мають високе електричне навантаження, і нові проекти потребують забезпечення за рахунок далекомагістральних ліній та різноманітних джерел енергії.
• Вимоги до PUE та енергоефективності: Енергоефективність центрів обробки даних зазвичай вимірюється за допомогою PUE. У різних регіонах Китаю запроваджуються більш суворі вимоги до PUE: такі міста, як Пекін та Шеньчжень, встановили вимоги до PUE для великих центрів обробки даних на рівні 1,2-1,25; у плані "Східні дані, західні обчислення" ціль PUE для східних вузлів становить 1,25, а для західних – 1,2. В рамках політики "подвійного вуглецю" поріг PUE для нових великих центрів обробки даних вже знижено до 1,3 або навіть нижче. Ефективне охолодження та оптимізація енергоефективності стали важливими напрямками, наприклад, технологія рідинного охолодження може знизити PUE до рівня нижче 1,1. Загалом, центри обробки даних ШІ висувають надзвичайно високі вимоги до стабільності електропостачання (нульові перебої) і водночас гостро потребують підвищення коефіцієнта використання IT-обладнання та зниження споживання електроенергії на охолодження та в режимі очікування для покращення PUE.

Існуючі рішення

Рішення на стороні електромережі

• Розширення та виділені лінії: Будівництво нових електростанцій (теплових, атомних, гідро- тощо) та ліній надвисокої напруги є традиційним і фундаментальним способом розширення потужностей. Державна електромережа Китаю, Південна електромережа та інші енергетичні компанії вже інвестували трильйони юанів у розширення мереж, просуваючи проекти надвисокої напруги для підтримки передачі електроенергії із західних відновлюваних джерел на схід. Цикли масштабної модернізації мережі довгі (зазвичай 5-10 років) і витратні, але після завершення вони можуть значно підвищити загальну пропускну здатність. Переваги: стабільне електропостачання, великий масштаб, значний довгостроковий ефект; Недоліки: величезні інвестиції, тривалий період будівництва, потребує політичної підтримки.
• Управління попитом та диференційовані тарифи: Включення великих споживачів, таких як центри обробки даних, у механізми управління попитом, стимулювання перенесення споживання на непікові години за допомогою пікових/позапікових тарифів або тарифів реального часу. У Китаї в основному використовується політика пікових/позапікових тарифів, але ефект обмежений. У США та деяких регіонах ЄС також експериментують з регулюванням навантаження центрів обробки даних, наприклад, тимчасове обмеження некритичного навантаження центрів обробки даних під час напруженої ситуації в мережі. Переваги: зниження пікового попиту через ринкові стимули, полегшення короткострокової напруги; Недоліки: значний вплив на роботу центру обробки даних, потребує точного диспетчеризації та інтелектуального контролю, наразі низька готовність операторів брати участь.
• Мікромережі та віртуальні електростанції: Розгортання локальних інтегрованих систем генерації, зберігання та споживання енергії (мікромереж), які поєднують роботу центру обробки даних з місцевою сонячною та вітровою енергією та накопичувачами. Наприклад, демонстраційний проект "вітер-сонце-накопичувач" дата-центру Tencent Huailai Dongyuan інтегрує 11 МВт дахової сонячної енергії, 150 кВт вітрової енергії та 1,376 МВт-год накопичувачів, досягаючи взаємодоповнюваності джерел енергії. Переваги: може використовувати місцеві відновлювані джерела енергії для зменшення залежності від зовнішньої мережі, а накопичувачі можуть згладжувати коливання; Недоліки: високі вимоги до майданчика, великі початкові інвестиції, складне будівництво та диспетчеризація.

Рисунок: На даху та території дата-центру Tencent у Хуайлай, Хебей, встановлено 11 МВт сонячних та вітрових генераторів, які забезпечують дата-центр чистою електроенергією через мікромережу "сонце + вітер + накопичувач".

Локальна генерація

• Газові турбіни та газові установки: Газові турбіни мають високу ефективність (до 40% при простому циклі, ще вище при комбінованому), швидкий запуск (за кілька хвилин) та низькі викиди забруднюючих речовин, вони широко використовуються для пікового регулювання та резервного живлення на електростанціях. У сфері центрів обробки даних ШІ газові турбіни можуть слугувати основним або резервним джерелом живлення, значно підвищуючи стабільність системи. Очікується, що в найближчі роки сукупний річний темп зростання попиту на газові турбіни для центрів обробки даних у США та світі становитиме 18% та 15% відповідно, а до 2030 року новий глобальний попит сягне близько 40 ГВт. Переваги та недоліки: газові установки швидко реагують, викиди вуглецю нижчі, ніж у дизельних, можуть використовувати існуючу газову мережу; Недоліки: високі одноразові інвестиції та експлуатаційні витрати, потребують стабільного газопостачання.
• Дизельні/бензинові генератори: Традиційне резервне рішення, технологія зріла, початкові інвестиції низькі, підходить для короткочасного аварійного живлення або автономного електропостачання у віддалених районах. Недоліки: низька ефективність (≈30%), високі витрати на паливо та технічне обслуговування, високий рівень шуму та викидів, зазвичай використовується лише як короткочасне доповнення або аварійний резерв (часто разом з ДБЖ).
• Паливні елементи: Технології паливних елементів, такі як твердооксидні паливні елементи (SOFC), можуть генерувати електроенергію на місці, з дуже швидким часом відгуку (секунди) та надзвичайно низьким рівнем шуму. У рамках останнього проекту Oracle планує використовувати паливні елементи Bloom Energy для повного забезпечення електроенергією кампусу центру обробки даних ШІ потужністю 2,45 ГВт. Паливні елементи мають низькі викиди вуглецю (при використанні природного газу ≈500 г/кВт-год) і можуть замінити частину застосувань газових турбін та дизельних генераторів. Переваги та недоліки: висока надійність, низьке обслуговування; Недоліки: висока вартість технології, обмежений термін служби, потребує закупівлі або виробництва водню для подальшого розширення, в короткостроковій перспективі переважно на природному газі.

Відновлювані джерела енергії та накопичувачі

• Сонячна та вітрова енергія: Використання відновлюваних джерел енергії для безпосереднього живлення центрів обробки даних може значно знизити викиди вуглецю. Іноземні хмарні провайдери активно підписують довгострокові угоди про купівлю "зеленої" електроенергії (PPA): Google підписав 15-річний PPA на 1,5 ТВт-год сонячної/вітрової енергії з французькою TotalEnergies; Meta підписала кілька угод про купівлю електроенергії з атомних проектів для забезпечення чистого електропостачання. У Китаї східні центри обробки даних поступово освоюють локальне розміщення сонячних панелей, а нові центри обробки даних у західних регіонах з багатими ресурсами вітру та сонця зазвичай супроводжуються вітровими та сонячними електростанціями. Переваги та недоліки: нульові витрати на паливо, значна політична підтримка; Недоліки: висока мінливість, потребує масштабних накопичувачів або гнучкої диспетчеризації для надійного використання.
• Системи накопичення енергії: В основному літій-іонні акумулятори, гідроакумулюючі станції та водневі накопичувачі. Літій-іонні батареї (наприклад, Tesla Powerpack, продукція CATL) можуть забезпечувати короткочасне пікове регулювання, резервування ДБЖ тощо; очікується значне зростання використання накопичувачів у центрах обробки даних протягом наступних 5 років. Проекти гідроакумулюючих станцій обмежені географією, але широко використовуються для згладжування генерації з відновлюваних джерел на рівні магістральної мережі. Водневе зберігання (генерація електроенергії за допомогою паливних елементів або газових турбін після виробництва водню) має потенціал для довгострокового масштабного зберігання енергії після зниження вартості водню. Переваги та недоліки: акумуляторні системи швидко реагують, можуть бути розміщені локально; водневі накопичувачі можуть забезпечити масштабне довгострокове зберігання; Недоліки: термін служби/деградація акумуляторів, потребують охолодження; високі інвестиції в гідро/водневі технології, відносно низька ефективність (водень ~30% циклічної ефективності).

Управління теплом та оптимізація енергоефективності

• Рідинне охолодження та імерсійне охолодження: Традиційне повітряне охолодження при надвисокій щільності потужності споживає величезну кількість енергії. Рідинне охолодження (пластинчасте, імерсійне) має значно вищу теплопровідність, ніж повітряне, що дозволяє значно знизити PUE. За статистикою, наразі рівень проникнення рідинного охолодження в центрах обробки даних становить лише 13%, а до 2030 року, за прогнозами, зросте до 33%, а ринок у 2023-2028 роках зростатиме на 41% на рік. Рідинне охолодження дозволяє досягти PUE стійки <1,13 та підтримувати розсіювання тепла понад 160 кВт/стійку. Існують як іноземні постачальники імерсійного охолодження (Submer, 3M, Iceotope тощо), так і приклади впровадження; уряд та виробники визначили його як важливий захід для зниження PUE. Переваги та недоліки: висока енергоефективність, підтримка високої щільності; Недоліки: потребує модифікації серверів для сумісності, високі вимоги до інфраструктури (управління рідким середовищем).
• Утилізація тепла: Використання відпрацьованого тепла від охолодження центру обробки даних для опалення будівель або промислових теплових джерел може додатково покращити загальну енергоефективність. Деякі північні міста вже експериментують з використанням низькопотенційного відпрацьованого тепла від центрів обробки даних для опалення. Переваги та недоліки: економія теплової енергії, зменшення споживання палива для опалення; Недоліки: обмежено географією та мережею, відносно низький коефіцієнт рекуперації, часто впроваджується одночасно з модернізацією високоефективних машинних залів.
• Програмне забезпечення для оптимізації енергоспоживання: Оптимізація диспетчеризації навантаження за допомогою алгоритмів ШІ, перенесення нереальних завдань на періоди низької напруги в мережі або достатньої кількості відновлюваної енергії, або інтелектуальний розподіл навантаження між стійками. Деякі оператори центрів обробки даних та технологічні компанії розробили внутрішні платформи управління енергією, які здійснюють диспетчеризацію з урахуванням QoS обчислювального навантаження для зниження пікового попиту. Переваги та недоліки: невеликі витрати на програмне забезпечення, гнучке налаштування; Недоліки: потребує сумісності з обладнанням, ефективність обмежена типом навантаження та вимогами бізнесу.
• Міграція та периферійні обчислення: Регіональна міграція: переміщення частини потреб в обчислювальних потужностях у регіони з дешевою та рясною електроенергією, наприклад, політика Китаю "Східні дані, західні обчислення" заохочує розміщення офлайн-центрів обробки даних на заході; за кордоном також є випадки, коли хмарні провайдери будують об'єкти в штатах з багатими відновлюваними ресурсами, таких як Техас та Індіана. Часова міграція: перенесення відкладених завдань, таких як навчання моделей, на нічний час або періоди низького попиту на електроенергію для зниження пікового навантаження. Переваги та недоліки: ефективне згладжування загального навантаження; Недоліки: міграція потребує врахування мережевих затримок та безперервності бізнесу, необхідна система точного диспетчеризації.

(Примітка: наведена вище таблиця є лише прикладом, кожному типу рішення відповідають інші постачальники; терміни розгортання та діапазон витрат значно відрізняються залежно від масштабу проекту.)

Майбутні потенційні рішення та напрямки досліджень

• Більш ефективні технології охолодження: Продовження інновацій у технологіях рідинного охолодження, таких як двофазне охолодження, мікроканальне охолодження, адаптивне охолодження на основі матеріалів з фазовим переходом. Напрямки досліджень включають вихрові системи рідинного охолодження, конструкції серверів з рідинним охолодженням, нові матеріали для імерсійного охолодження тощо. У короткостроковій перспективі (1-3 роки) застосування рідинного охолодження буде поширюватися, технологічна зрілість поступово підвищуватиметься; у середньостроковій перспективі (3-7 років) можуть з'явитися робочі рідини з вищим температурним діапазоном та автоматизоване управління; у довгостроковій перспективі (7-15 років) очікується розробка охолоджувальних блоків мегаватного рівня та більш ефективних систем рекуперації тепла.
• Закупівля вуглецево-нейтральної електроенергії: Прискорення розвитку механізмів купівлі "зеленої" електроенергії та торгівлі вуглецевими квотами, наприклад, підписання підприємствами більшої кількості довгострокових PPA, інвестування у віртуальні електростанції, купівля "зелених" сертифікатів. Технічно можна використовувати блокчейн для забезпечення прозорості торгівлі "зеленою" електроенергією. У міру вдосконалення ринкових механізмів ефект буде помітний у короткостроковій перспективі (більшість заходів вже впроваджуються); у середньостроковій перспективі може сформуватися стабільний ланцюг постачання вуглецево-нейтральної енергії.
• Воднева генерація електроенергії: Використання газових турбін або паливних елементів, що працюють на водні, для усунення викидів викопного вуглецю. Протягом наступних 10-15 років, зі зниженням вартості "зеленого" водню, будуть створені резервні та компенсуючі джерела живлення на основі водню. Наразі Японія, Німеччина та інші країни вже демонструють проекти водневих паливних елементів. Технологічна зрілість низька, очікується поступова комерціалізація в середньостроковій перспективі (7-15 років).
• Мікромережі та розподілені енергетичні системи: Інтелектуальні мікромережі для кампусів центрів обробки даних, що включають постійний струм, сонце-вітер-накопичувач, віртуальні електростанції тощо. Вони дозволяють гнучко розподіляти джерела енергії, навантаження та накопичувачі, підтримуючи локальну автономію та регулювання пікових навантажень. Технічно потрібні високоефективні інвертори, системи управління накопичувачами, системи диспетчеризації мікромереж. У короткостроковій перспективі (1-3 роки) буде поширюватися модель відновлюваної енергії + накопичувачі + мікромережі, у середньостроковій перспективі сформується відтворювана бізнес-модель та продукти.
• Надпровідні лінії електропередачі: Високотемпературні надпровідні кабелі можуть значно знизити втрати при передачі електроенергії, вирішуючи проблему вузького місця при передачі на великі відстані. Китай вже досліджує демонстраційні лінії надпровідників у сфері надвисокої напруги та передачі-розподілу. Очікується, що через обмеження матеріалів та вартості, комерційне застосування все ще перебуває на стадії перспективного огляду (у середньостроковій перспективі 3-7 років ефект потребуватиме прориву у вартості матеріалів; через 7-15 років може початися масштабне розгортання).
• Рекуперація енергії та термоелектричне перетворення: Вивчення можливості використання електромагнітного випромінювання або різниці температур (термоелектричні матеріали, термоакустична генерація та інші нові області), що виділяються серверами та іншим обладнанням, для рекуперації більшої кількості енергії на рівні системи. В даний час в основному на стадії лабораторних досліджень, має великий довгостроковий потенціал, може з'явитися через 7-15 років у вигляді комерційних прототипів.
• Адаптивне управління енергоспоживанням на основі ШІ: Використання штучного інтелекту для самонавчання та оптимізації попиту на електроенергію та охолодження, наприклад, управління внутрішнім енергоспоживанням мікросхем ШІ, оптимізація теплових потоків у всьому обладнанні, прогнозування та диспетчеризація в реальному часі. Google DeepMind та інші вже застосовували подібні технології для оптимізації PUE центрів обробки даних. З прогресом алгоритмів та підтримкою технологій 5G/Інтернету речей, може бути поступово впроваджено в короткостроковій перспективі, а в майбутньому стане стандартом для експлуатації центрів обробки даних у середньостроковій та довгостроковій перспективі.

Зазначені технології впорядковані за рівнем зрілості. У короткостроковій перспективі (1-3 роки) слід зосередитися на "координації енергії та обчислювальних потужностей" (джерело-мережа-навантаження-накопичувач), більш ефективному рідинному охолодженні, розподілених накопичувачах, алгоритмічній оптимізації диспетчеризації тощо; у середньостроковій перспективі (3-7 років) – на застосуванні водню, комерціалізації мікромереж, твердотільних накопичувачах, верифікації надпровідних технологій тощо; у довгостроковій перспективі (7-15 років) – на життєздатності та комерційному просуванні проривних технологій (передові матеріали для охолодження, термоелектрична рекуперація, повністю водневі мережі тощо).

• Хмарні провайдери / Оператори центрів обробки даних: Глобальні AWS, Microsoft Azure, Google Cloud, Meta, Oracle та інші, а також китайські Alibaba Cloud, Tencent Cloud, Baidu Cloud, Huawei Cloud тощо. Ці компанії є як великими споживачами обчислювальних потужностей, так і глобально розгортають центри обробки даних та будують супутню енергетичну інфраструктуру (наприклад, власні теплоелектроцентралі або прямі PPA). Наприклад, Microsoft спільно з Chevron будують у Техасі газово-акумуляторну електростанцію потужністю 4 ГВт; Google підписав довгостроковий PPA з французькою TotalEnergies; китайські оператори через стратегію "координація обчислень та електроенергії" спільно з енергетичними компаніями планують розміщення обчислювальних потужностей.
• Енергетичні компанії: Державна електромережа Китаю, Південна електромережа, Guodian Investment, Huaneng Group, Huadian Group, Three Gorges Group та інші великі китайські державні енергетичні підприємства, а також глобальні виробники обладнання та оператори генерації, такі як GE Vernova, Siemens Energy, Mitsubishi Heavy Industries. Державна електромережа Китаю планує інвестувати 4 трильйони юанів у будівництво інтелектуальних мереж та надвисокої напруги, а багато компаній прискорюють проекти відновлюваної енергетики, гідроакумулюючих станцій та водневої енергетики. Конкурентні переваги/ризики: державні підприємства можуть отримати політичну підтримку та переваги масштабу, але інвестиційний цикл довгий, потребує координації регіонального балансу; західні енергетичні компанії мають зрілі технології, але стикаються з конкуренцією з боку китайських виробників та ризиками міжнародних торговельних тертями.
• Виробники ДБЖ та генераторів: Schneider Electric, Emerson (Vertiv), Huawei Digital Power постачають ДБЖ та системи точного електроживлення; Caterpillar (CAT), Kohler (SDMO), Weichai Power, Cummins виробляють резервні дизельні/газові генератори. Китайські компанії, такі як Weichai, вже вийшли на ринок паливних елементів. Переваги/ризики: продукція цих виробників зріла, ринкові частки стабільні; але ціни відносно високі, залежать від глобальних ланцюгів постачання та коливань цін на сировину.
• Виробники накопичувачів та батарей: Tesla (Powerpack/Megapack), CATL, BYD, Guoxuan High-Tech та інші постачальники літій-іонних акумуляторів та цілісних систем зберігання енергії; Ningbo Shenli, Nandu Power спеціалізуються на ДБЖ та акумуляторах для центрів обробки даних; у сфері великих проектів зберігання відновлюваної енергії можна виділити Three Gorges Group, China Hydropower тощо. У майбутньому нові технології, такі як залізо-повітряні акумулятори, натрій-іонні батареї, такі компанії як Liancheng CNC (Energus) або Envision Energy також заслуговують на увагу. Переваги/ризики: вартість батарей продовжує знижуватися, швидке розгортання, сильний глобальний попит; але деградація терміну служби, теплове управління та ланцюги постачання (літій, кобальт) є основними ризиками.
• Виробники рідинного/імерсійного охолодження: Транснаціональні 3M, Submer, Asperitas, GRC, Iceotope та інші пропонують однофазні та двофазні імерсійні рішення; пластинчасті рішення, такі як Nutanix (CORE), Huawei також просуваються. У Китаї Haidazhileng, Jingdong Digital та інші мають напрацювання в рідинному охолодженні центрів обробки даних. Переваги/ризики: виробники рідинного охолодження мають високий технологічний бар'єр, зосереджені на високопродуктивних додатках, ринок має великий потенціал зростання; але потребують співпраці з виробниками серверів, навчання клієнтів, поки що мало досвіду впровадження та експлуатації.
• Енергетичний менеджмент та програмне забезпечення: Emerson (GE Digital), Schneider EcoStruxure, Carbon Satellite надають інтелектуальні платформи управління енергоспоживанням; OPAL-RT, National Instruments пропонують системи моделювання та контролю; хмарні провайдери, такі як Alibaba, Tencent, також самостійно розробляють системи диспетчеризації. Переваги/ризики: програмні рішення та рішення на основі ШІ гнучкі та легко розгортаються, можуть швидко ітеруватися; але ефективність залежить від якості даних та алгоритмів, вимагає високої кваліфікації персоналу та адаптації до існуючих мереж, рівень стандартизації наразі низький.
• Стартапи та інноватори: Наприклад, американська Kalray (високопродуктивні чіпи ШІ + мережі), китайські Qiyuanbo, Jingji Micro (чіпи ШІ) хоча й не є традиційними енергетичними компаніями, але підвищення ефективності обчислень також опосередковано впливає на попит на енергію; Shenlan Electric, Greenrui (технології рідинного охолодження) слідують за тенденціями; Weichai, Envision активно досліджують нові технології. Оцінка таких компаній потребує уваги до технологічної здійсненності, патентних бар'єрів та спроможності залучати фінансування.

Інвестиційні можливості та аналіз ризиків

Можливості за сегментами: До сфер з високим потенціалом належать обладнання для ефективного охолодження, системи зберігання енергії, інтелектуальні мікромережі, нове обладнання для генерації електроенергії (паливні елементи/водень), угоди про купівлю "зеленої" енергії тощо. Очікується, що глобальний ринок "зеленої" електроенергії та накопичувачів для центрів обробки даних становитиме десятки мільярдів доларів із середньорічним темпом зростання в десятки відсотків. Наприклад, ринок рідинного охолодження матиме CAGR 41% у 2023-2028 роках; ринок газових турбін зросте на 3,6% у 2023-2030 роках, при цьому попит з боку центрів обробки даних зросте на 15% на рік; глобальні інвестиції в супутню інфраструктуру відновлюваної енергії для центрів обробки даних також зростають двозначними темпами.

Оцінка розміру ринку: Можна спиратися на галузеві звіти та розрахунки. Згідно з прогнозом IEA, глобальне споживання електроенергії центрами обробки даних до 2030 року становитиме ≈945 ТВт-год. Якщо припустити, що кожна кВт-год відповідає приблизно 0,5 долара США витрат на енергію та пов'язану інфраструктуру, то ринковий простір у найближчі десять років перевищить 100 мільярдів доларів. Що стосується Китаю, уряд поставив за мету довести споживання електроенергії центрами обробки даних до 400 ТВт-год до 2030 року, що відповідає значній частці глобальних потреб у модернізації електроенергії та енергозбереження (близько 1/3). Крім того, пов'язані ринки, такі як ДБЖ, батареї, розподільне обладнання, охолоджувальне обладнання, загалом у світі становлять сотні мільярдів доларів.

Темпи зростання та рушійні фактори: За різними прогнозами, щільність потужності центрів обробки даних, існуючі та нові потужності перебувають на стадії швидкого зростання (див. довідку). Ключові драйвери включають вибух попиту на обчислювальні потужності ШІ, політику уряду щодо "вуглецевої нейтральності", зростання цифрової економіки тощо. За консервативними оцінками, у найближчі 5 років сукупний річний темп зростання попиту на електроенергію для центрів обробки даних може перевищити 10%, а темпи зростання відповідних ринків обладнання також становитимуть понад 10-20%. Точки входу для інвестицій: Участь можлива через різні канали – прямі інвестиції у відповідні публічні компанії (наприклад, акції виробників джерел живлення, компаній зі зберігання енергії тощо), облігації (мережеві та проекти відновлюваної енергії), проектне фінансування (участь у великих проектах зберігання енергії/відновлюваних джерел), злиття та поглинання або акціонерні інвестиції (стартапи зелених технологій), галузеві фонди тощо. Хедж-фонди, фонди "зеленої" енергії та приватні інвестиційні фонди, що спеціалізуються на інфраструктурі ШІ, також є варіантами.

Часова рамка та вихід: Враховуючи технологічну та політичну еволюцію, у короткостроковій перспективі (1-3 роки) доцільно інвестувати в сегменти з усталеними бізнес-моделями, такі як потужні ДБЖ, обладнання для рідинного охолодження, проекти мікромереж; у середньостроковій перспективі (3-7 років) – звернути увагу на технології, що перебувають на стадії зростання, але мають чіткі перспективи, такі як водневі паливні елементи, залізо-повітряні накопичувачі, інтелектуальні платформи управління; у довгостроковій перспективі (7-15 років) інвестиції потребують толерантності до ризику, наприклад, у передові технології, такі як нові матеріали, високотемпературні надпровідники тощо. Шляхи виходу включають дохід від проектів, передачу акцій, вихід на відкритий ринок (IPO) тощо.

Політичні та технологічні ризики: Потенційні ризики включають нові регуляції уряду щодо електромереж та нерухомості (наприклад, політика обмеження електроенергії, перевірка енергоспоживання), згортання субсидій, технологічне заміщення (наприклад, водень замінює газові турбіни), вузькі місця в ланцюгах постачання (чіпи, сировина для батарей) тощо. Слід остерігатися таких факторів, як повільні темпи реформування ринку електроенергії, недосконалі механізми торгівлі "зеленою" електроенергією, що призводить до невизначеності прибутковості інвестицій. З технологічної точки зору ризик становлять невідповідність нових технологій очікуваним характеристикам або висока вартість.

Рекомендований список

На основі проведеного аналізу, відповідно до інвестиційних пріоритетів (короткострокова/середньострокова/довгострокова перспектива), наведено 10 ключових сфер/компаній для розгляду (лише приклади, не є інвестиційною рекомендацією):

1. Виробники обладнання для рідинного охолодження центрів обробки даних (наприклад, Huawei Digital Power, Submer, китайська Gaolan Shares тощо): У короткостроковій перспективі виграють від вимог PUE та високощільних стійок, ринкове проникнення швидко зростає, очікується стабільний прибуток, низький технологічний ризик.
2. Підприємства зі зберігання енергії (наприклад, Tesla, CATL, BYD): Вартість літій-іонних накопичувачів продовжує знижуватися, можуть гнучко розгортатися в центрах обробки даних та мережах. Великий ринковий простір протягом 10 років, хороший потенціал зростання, але потрібно враховувати ризики коливання цін на сировину.
3. Підприємства з виробництва газових турбін та паливних елементів (наприклад, GE Vernova, Mitsubishi, Bloom Energy, Weichai Power): У епоху ШІ попит на резервні/пікові агрегати високий, прогнози щодо нових замовлень оптимістичні. Потрібно звертати увагу на вплив цін на газ та змін політики щодо викидів вуглецю на вартість.
4. Інтегратори розподіленої відновлюваної енергії (наприклад, Jinko Solar, Goldwind Science & Technology, Guodian Investment тощо): Заохочення моделі мікромереж вітер+сонце+накопичувач (див. рішення Huawei "Suanli Pujiang" тощо), у короткостроковій перспективі багато проектів, сильна політична підтримка, у середньостроковій перспективі висока відтворюваність.
5. Модернізація мережі та інтелектуальний розподіл (Державна електромережа, Південна електромережа, Huawei NARI тощо): Як стратегічний національний пріоритет, мають урядові бюджети та політичну підтримку. Інвестиційний цикл довгий, але фундаментальна стабільність, відносно визначений дохід.
6. Мікромережі та оператори віртуальних електростанцій (наприклад, проекти віртуальних електростанцій Державної електромережі, TBEA тощо): Підтримують координоване диспетчеризацію на стороні центру обробки даних, можуть підвищити споживання "зеленої" енергії, мають великий потенціал після дозрівання ринкових механізмів.
7. Постачальники послуг у сфері нової енергетики та торгівлі вуглецевими квотами: Компанії, що надають консультаційні та торговельні платформи (наприклад, Carbon Satellite, Nengliu Technology тощо), у короткостроковій перспективі попит на послуги стабільно зростає, але сильно залежить від змін політики.
8. Компанії з розробки програмного забезпечення для інтелектуального управління енергоспоживанням (наприклад, Schneider, Emerson, китайські AIoT-компанії): У короткостроковій перспективі можуть досягти енергозбереження та зниження споживання за допомогою оновлення програмного забезпечення, легка бізнес-модель, підходить для інвесторів із помірною схильністю до ризику.
9. Водневі технологічні компанії (наприклад, Toyota, Mitsubishi Heavy Industries (Hydrogen), CGN Hydrogen тощо): Зосередитися на середньо- та довгострокових перспективах розвитку, хоча короткострокових проектів мало, але довгостроковий потенціал величезний, підходить для довгострокових інвестицій.
10. Платформи PPA для вітрової та сонячної енергії та торговельні майданчики: З розвитком індустріалізації очікується поява більшої кількості професійних PPA-платформ та ринків торгівлі відновлюваною енергією, участь у низькоризикових довгострокових контрактах на електроенергію або торгівля може забезпечити стабільний дохід.

Зазначені об'єкти охоплюють ключові ланки інтеграції обчислювальних потужностей ШІ та енергетики. Інвестуючи, слід враховувати власний масштаб капіталу та схильність до ризику, диверсифікувати портфель: наприклад, у короткостроковій перспективі звернути увагу на акції виробників обладнання та операторів, у середньостроковій – на проектне фінансування інфраструктурних проектів, у довгостроковій – на фонди нових технологій або акції "білих марок". Водночас необхідно уважно стежити за державними субсидіями, зрілістю технологічних дорожніх карт та змінами ринкового попиту, своєчасно коригуючи стратегію для контролю ризиків.