כאשר Google, Microsoft, Amazon ו-Meta מכריזות על השקעות של עשרות ואף מאות מיליארדי דולרים בתשתיות בינה מלאכותית, מרבית תשומת הלב מופנית למעבדים, למאיצים הגרפיים ולמרכזי הנתונים החדשים שנבנים ברחבי העולם. בפועל, חברות הטכנולוגיה מפנות חלק משמעותי מההשקעות הללו גם לתשתיות האנרגיה הדרושות להפעלתם.
מרכזי הנתונים החדשים של עידן ה-AI צורכים יותר חשמל מכל דור קודם של תשתיות מחשוב. על פי תחזית סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA), צריכת החשמל של מרכזי הנתונים בעולם צפויה להגיע לכ־945 טרה־ואט שעה (TWh) בשנת 2030, יותר מכפול מהיקפה כיום. מדובר בהיקף צריכת חשמל המציב את מרכזי הנתונים בשורה אחת עם צרכניות החשמל הגדולות בעולם.
האתגר אינו מסתכם באספקת אנרגיה בהספק גבוה. מפעילי דאטה סנטרס נדרשים להבטיח שהמערכות ימשיכו לפעול גם במקרה של תקלה ברשת החשמל, אירועי מזג אוויר קיצוניים או עומסי שיא. עבור שירותי ענן, מערכות AI ויישומים קריטיים אחרים, גם הפסקת חשמל קצרה עלולה לגרום לפגיעה תפעולית וכלכלית משמעותית.
כמעט כל מרכז נתונים גדול בעולם נשען על מערכות גיבוי מרובות שכבות. למרות ההתקדמות בטכנולוגיות אגירה ובאנרגיה מתחדשת, שכבת הגיבוי המרכזית נשענת עדיין ברוב המקרים על טכנולוגיה ותיקה ומוכרת: גנרטורי דיזל.
הענן עדיין עובד על דיזל
במרבית מרכזי הנתונים פועלת ארכיטקטורת גיבוי הכוללת מספר שכבות. בעת הפסקת חשמל נכנסות לפעולה באופן מיידי מערכות UPS המבוססות על סוללות, שתפקידן לשמור על רציפות אספקת החשמל למשך מספר דקות. פרק זמן זה מאפשר להפעיל את מערכות הגיבוי הראשיות, שבדרך כלל מבוססות על גנרטורי דיזל.
הסיבה לכך פשוטה. גנרטורי דיזל מסוגלים לספק הספק גבוה לאורך שעות ואף ימים, הם זמינים כמעט בכל מקום בעולם, והם נשענים על טכנולוגיה מוכחת שמפעילי מרכזי הנתונים מכירים היטב.
ככל שתעשיית הדאטה סנטרס גדלה, כך גדל גם היקף השימוש בגנרטורים. במדינת וירג'יניה בארצות הברית, אחד ממוקדי הדאטה סנטרס הגדולים בעולם, פועלים כיום אלפי גנרטורי דיזל המשמשים לגיבוי מתקני מחשוב. במקביל להתרחבות הענף, גובר גם הדיון הציבורי והרגולטורי סביב השפעתם הסביבתית.
מעבר לפליטות מזהמים, גנרטורי דיזל מחייבים אחסון דלק באתר, תחזוקה שוטפת, בדיקות תקופתיות ותהליכי רישוי מורכבים. עבור חברות הטכנולוגיה הגדולות, שהציבו לעצמן יעדי Net Zero שאפתניים, מדובר באחת הסתירות הבולטות ביותר בין חזון הקיימות לבין המציאות התפעולית.
שוק של 200 מיליארד דולר
הצורך במציאת חלופות אינו נובע רק משיקולים סביבתיים. הוא יוצר גם הזדמנות עסקית משמעותית.
על פי נתונים שהציגה לאחרונה חברת Phinergy, שוק מערכות הגיבוי למרכזי נתונים צפוי להגיע במהלך חמש השנים הקרובות להיקף של כ־140 ג'יגוואט ולשווי מצטבר של כ־150 עד 200 מיליארד דולר.
הגידול נובע מכמה מגמות הפועלות במקביל. מספר מרכזי הנתונים ממשיך לעלות, מתקני AI צורכים הספקים גבוהים משמעותית מאלו שהיו מקובלים בעבר, ורגולציה סביבתית מחמירה מאלצת מפעילים לחפש פתרונות שיאפשרו להרחיב תשתיות מבלי להגדיל את התלות בדלקים פוסיליים.
התעשייה אינה מחפשת עוד מקור אנרגיה. היא מחפשת חלופה שתוכל לספק את אותה רמת אמינות, באותו סדר גודל של הספקים, ובעלות שתאפשר פריסה רחבה.
מימן, סוללות ואלומיניום
כל החלופות לדיזל מנסות לפתור את אותה בעיה, אך כל אחת מהן מתמודדת עם מגבלות שונות.
סוללות מספקות מענה מצוין לטווח קצר והן כבר חלק בלתי נפרד מכל מרכז נתונים מודרני. כאשר נדרש גיבוי של שעות רבות או ימים, העלויות והיקפי האגירה הנדרשים גדלים במהירות.
מימן מאפשר אספקת אנרגיה למשכי זמן ארוכים יותר ללא פליטות פחמן בנקודת השימוש, אך מחייב תשתיות אחסון, שינוע ותדלוק מורכבות שעדיין אינן זמינות בכל מקום.
פתרונות Microgrid ורשתות אנרגיה מקומיות מציעים עצמאות גדולה יותר מרשת החשמל, אך דורשים השקעות משמעותיות בתשתיות ובמערכות בקרה.
אל החלופות המוכרות הללו מצטרפות בשנים האחרונות גם טכנולוגיות אגירה אלקטרוכימיות ארוכות טווח, ובהן מערכות אלומיניום־אוויר, המבקשות לספק שילוב בין משך פעולה ארוך לבין פשטות תפעולית יחסית.
ענקיות הטכנולוגיה כבר בוחנות את הדור הבא
החיפוש אחר חלופות לדיזל אינו מתנהל רק בחברות אנרגיה ובמעבדות מחקר. גם מפעילי מרכזי הנתונים עצמם מעורבים בו באופן פעיל.
אחת היוזמות הבולטות בתחום היא Net Zero Innovation Hub for Data Centers, קונסורציום המאגד חברות מובילות ובהן Google, Microsoft, Schneider Electric, Vertiv, Danfoss ו־Data4.
מטרת היוזמה היא לאתר טכנולוגיות שיוכלו לספק גיבוי אנרגטי נקי ואמין למרכזי נתונים ולהעמיד אותן לבחינה בתנאי הפעלה אמיתיים. עבור החברות המעורבות, מדובר לא רק בצמצום פליטות אלא גם בהפחתת חסמים רגולטוריים ובהרחבת האפשרויות להקמת מתקנים חדשים.
העובדה שחברות אלו משקיעות משאבים בבחינת חלופות לדיזל ממחישה עד כמה הפכה סוגיית האנרגיה לחלק בלתי נפרד מהאסטרטגיה של תעשיית ה-AI.
הזווית הישראלית
אחת החברות שנבחרו להשתתף בתוכנית של Net Zero Innovation Hub היא Phinergy.
בהתבסס על הודעת החברה שפורסמה לאחרונה, טכנולוגיית האלומיניום־אוויר שלה נבחרה מתוך יותר מ־70 פתרונות שהוגשו במסגרת קול קורא לאיתור חלופות לגנרטורי דיזל עבור מרכזי נתונים.
המערכת שפיתחה החברה, Aluminum-Air Generator (AAG), מייצרת חשמל באמצעות תגובה אלקטרוכימית בין אלומיניום לחמצן מהאוויר. האלומיניום משמש כמקור האנרגיה של המערכת, בדומה לתפקיד שממלא הדלק בגנרטור מסורתי, אך ללא תהליך שריפה.
לדברי החברה, המערכת מסוגלת לספק גיבוי של עד 48 שעות בכל מחזור הפעלה, עם אפשרות להאריך את משך הפעילות באמצעות החלפת לוחות האלומיניום.
הבחירה להשתתף בתהליך הוולידציה אינה מעידה עדיין על אימוץ מסחרי רחב היקף, אך היא ממחישה את סוג הפתרונות שנבחנים כיום במסגרת החיפוש אחר חלופות לדיזל.
לא סוף הדרך של הדיזל
גנרטורי הדיזל אינם צפויים להיעלם בזמן הקרוב. הם ממשיכים להציע שילוב של אמינות, זמינות וניסיון תפעולי שקשה להתחרות בו.
גם הטכנולוגיות המבטיחות ביותר נדרשות להוכיח שהן מסוגלות לפעול לאורך שנים, בהספקים של עשרות ומאות מגה־ואט, ובתנאי אמת. עבור מפעילי מרכזי נתונים, זהו תנאי בסיסי.
התרחיש הסביר ביותר בשנים הקרובות אינו החלפה מלאה של הדיזל אלא שילוב של מספר טכנולוגיות גיבוי במקביל. סוללות, מימן, אגירה ארוכת טווח ופתרונות חדשים נוספים צפויים להשתלב בהדרגה לצד המערכות הקיימות.
במשך שנים נתפסו מערכות הגיבוי כרכיב תשתיתי שולי יחסית בתכנון מרכזי נתונים. העלייה בביקוש לכוח מחשוב משנה את סדרי העדיפויות. ככל שמתקני AI גדלים והדרישות לאמינות ולאספקת חשמל רציפה מחמירות, גם מערכות האנרגיה והגיבוי הופכות לחלק מרכזי בתכנון הדור הבא של תשתיות המחשוב.
___________________________________________________________________
מקורות: IEA, Net Zero Innovation Hub for Data Centers, Phinergy, פרסומי תעשיית הדאטה סנטרס והאנרגיה.
