AI en de eisen aan de netinfrastructuur

Gezien de enorme vraag naar energie vanuit datacentra voor kunstmatige intelligentie (AI) in de VS, hebben technologiebedrijven zoals Microsoft, Google, Amazon en Meta allemaal fors geïnvesteerd in kernenergie om duurzaamheidsdoelstellingen te halen.

Microsoft investeert, samen met Google en Amazon, fors in datacenters - Foto: Reuters

Uit recent onderzoek van Bloomberg News blijkt echter dat het Amerikaanse elektriciteitsnet onder druk staat door de vraag naar energie dankzij AI-technologie. Sterker nog, het onderzoek toont aan dat er grote verbeteringen in de netinfrastructuur nodig zijn om de veiligheid en stabiliteit van de elektriciteit te waarborgen, samen met de ontwikkeling van AI.

Overhaasting in kernenergie

Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie zou het wereldwijde elektriciteitsverbruik tegen 2050 met 75% kunnen stijgen, grotendeels gedreven door AI-technologieambities. AI-datacenters zouden binnenkort zo groot kunnen worden dat ze meer elektriciteit verbruiken dan hele steden.

Het Amerikaanse adviesbureau Bain & Co. waarschuwde dat de vraag naar elektriciteit in de VS de komende jaren het aanbod zou kunnen overstijgen. Energiebedrijven moeten daardoor hun productie tegen 2028 met 26% verhogen.

Vanwege deze druk stappen techgiganten over op kernenergie: een schone, stabiele 24/7-energiebron die krachtig genoeg is om AI-datacenters te laten draaien, aldus Forbes.

Afgelopen oktober tekende Amazon overeenkomsten ter ondersteuning van de bouw van verschillende kleine modulaire reactoren (SMR's). Deze reactoren worden beheerd door het Amerikaanse nutsbedrijf Energy Northwest en kunnen genoeg elektriciteit opwekken om meer dan 770.000 Amerikaanse huishoudens van stroom te voorzien.

Ondertussen kondigde Google een partnerschap aan met de start-up Kairos Power, dat tegen 2035 500 MW aan elektriciteit zou kunnen leveren. Het meest opvallend is de recente deal van Microsoft met Constellation Energy om de kerncentrale van Three Mile Island nieuw leven in te blazen.

Microsoft heeft 1,6 miljard dollar geïnvesteerd om de fabriek uiterlijk in 2028 weer operationeel te hebben en de komende 20 jaar CO2-vrije energie te garanderen.

Aandelen van bedrijven die actief zijn in de kernenergiesector, zoals NuScale Power, Oklo, Cameco en Centrus Energy, zijn de afgelopen maanden eveneens fors gestegen, grotendeels dankzij baanbrekende deals met technologiebedrijven.

Met al het bovenstaande in gedachten wordt verwacht dat er in 2025 een recordtoename van kernenergie zal plaatsvinden, waarvan meer dan de helft afkomstig zal zijn uit China en India, aldus het Internationaal Energieagentschap (IEA).

De stabiliteit van het elektriciteitsnet bedreigen

De snelle toename van AI-datacenters in de VS veroorzaakt een ernstig probleem met de kwaliteit van de elektriciteitsvoorziening voor miljoenen mensen. Bloomberg analyseerde gegevens van ongeveer 770.000 sensoren in huizen in de VS.

Uit de resultaten bleek dat meer dan 75% van de huishoudens met een onstabiele of verstoorde elektriciteitsvoorziening zich in de buurt van grote datacenters bevond, binnen een straal van ongeveer 80 km.

Deze elektrische instabiliteit is vergelijkbaar met het krakende geluid dat je uit je speakers hoort als het volume te hoog staat. In technische termen wordt dit 'slechte harmonischen' genoemd.

Harmonischen zijn ongewenste ruisgolven die het elektrische systeem negatief beïnvloeden. In plaats van gelijkmatig te stromen, wordt de stroom die de woning binnenstroomt, vervormd en beïnvloedt dit de apparatuur.

Hierdoor kunnen elektrische apparaten in huis abnormaal heet worden, kunnen koelkasten en airconditioners gaan trillen en zelfs sneller kapot gaan dan normaal, met een totale schade die kan oplopen tot miljarden dollars.

In de "datacentervallei" van Noord-Virginia, waar zich 's werelds grootste concentratie datacenters bevindt met een capaciteit die twee keer zo groot is als die van Peking, is het probleem bijzonder acuut. Loudoun County heeft een stroomstoringspercentage dat vier keer zo hoog is als het landelijk gemiddelde.

De onderliggende reden is dat AI-datacenters een enorme hoeveelheid elektriciteit verbruiken – vergelijkbaar met 10.000 huishoudens. Bovendien is het elektriciteitsverbruik van AI ook zeer onstabiel en fluctueert het sterk.

Energiebedrijven implementeren een aantal oplossingen, zoals de bouw van speciale onderstations voor datacenters en de installatie van filters en condensatoren. Het monitoren en meten van het probleem op huishoudelijk niveau blijft echter beperkt vanwege de hoge kosten.

Slechte harmonischen zijn een vroeg teken dat het elektrische systeem onder druk staat en kunnen in de toekomst tot ernstigere problemen leiden, waarschuwt expert Bob Marshall, CEO van Whisker Labs.

Hoeveel elektriciteit verbruikt AI?

Uit een recent rapport van het Electric Power Research Institute blijkt dat datacenters tegen 2030 maar liefst 9% van de Amerikaanse elektriciteit zouden kunnen verbruiken, het dubbele van wat ze nu verbruiken, aldus Forbes. Sommige datacenters van de volgende generatie zouden net zoveel elektriciteit kunnen verbruiken als 1 miljoen Amerikaanse huishoudens.

Volgens een recent rapport van Grid Strategies zal de vraag naar elektriciteit in de Verenigde Staten de komende vijf jaar met bijna 16% toenemen. Dat is meer dan drie keer zoveel als een jaar geleden werd geraamd. Dat komt grotendeels door nieuwe datacenters.

Dat is een enorme hoeveelheid elektriciteit. We moeten dus goed nadenken over hoe we op een betrouwbare en duurzame manier aan die vraag kunnen voldoen.

Bron: https://tuoitre.vn/ai-va-nhung-doi-hoi-ve-ha-tang-luoi-dien-2024123010285253.htm