Світ входить у нову еру електрики: до чого тут штучний інтелект і як це вплине на клімат

Світ входить у період безпрецедентного зростання попиту на електроенергію. За прогнозами Міжнародного енергетичного агентства (IEA) у найближчі роки споживання електроенергії збільшуватиметься щорічно – у найшвидшому темпі за десятиліття.

На перший погляд, основними рушійними силами цього процесу є розширення дата-центрів і розвиток штучного інтелекту. Однак насправді масштабніші чинники – активна електрифікація транспорту, промисловості та житлових будівель, а також зростаюче використання кондиціонерів у країнах із спекотним кліматом.

Китай, Індія та країни Південно-Східної Азії відіграватимуть ключову роль у глобальному зростанні споживання електроенергії, тоді як у США попит може зрости до рівня, еквівалентного поточному споживанню Каліфорнії.

Чи здатен світ забезпечити це зростання за рахунок чистої енергії та які виклики постануть перед енергетичним сектором у найближчі роки – розповідаємо в матеріалі 24 Каналу.

Які головні драйвери зростання

Попит на електроенергію зріс на 4,3% у 2024 році й, за прогнозами Міжнародного енергетичного агентства, продовжить зростати майже на 4% щорічно до 2027 року.

Зростання попиту на електроенергію пов'язане з активною електрифікацією будівель, транспорту та промисловості, а також дедалі більшим використанням кондиціонерів. Додатково на ситуацію впливає стрімке розширення дата-центрів, необхідних для роботи штучного інтелекту, що теж суттєво збільшує споживання електроенергії.

Головним драйвером цього зростання стане Китай, де щорічний приріст попиту прогнозується на рівні 6%. У США споживання може зрости настільки, що дорівнюватиме нинішньому обсягу електроенергії, який споживає вся Каліфорнія. У Європейському Союзі зростання буде помірнішим – очікується повернення до рівнів 2021 року.

Попри активний розвиток проєктів у сфері відновлюваної енергетики, без подальших інвестицій світ ризикує залишитися надто залежним від традиційних джерел енергії, таких як вугілля та газ. Тому важливо, щоб нова хвиля електрифікації супроводжувалася переходом на чисті енергоресурси, що позитивно позначиться і на екології, і на енергетичній безпеці, і на вартості електроенергії.

Останнім часом зростає кількість заголовків про збільшення навантаження на енергомережі, зокрема через бурхливий розвиток дата-центрів, які живлять штучний інтелект. Однак насправді ця технологія є лише частиною значно ширшої картини.

Основні гравці, які визначають тенденції енергоспоживання, – Китай, Індія та Південно-Східна Азія. За оцінками IEA, ці регіони забезпечать близько 85% приросту світового попиту на електроенергію до 2027 року.

Зокрема, Китай відіграє ключову роль: у 2024 році понад половину глобального зростання споживання електроенергії припало саме на нього. Один лише сектор виробництва сонячних панелей, акумуляторів та електромобілів у країні спожив 300 терават-годин – це приблизно стільки ж, скільки вся Італія за рік.

Крім того, активний розвиток важкої промисловості, поширення систем кондиціонування повітря та електромобілів сприяють різкому зростанню енергопотреб. Індія та Південно-Східна Азія також демонструють вище середнього збільшення споживання через економічний розвиток і зростаючий попит на кондиціонери.

Чи справді дата-центри мають такий великий вплив

Попри великий інформаційний шум навколо впливу дата-центрів на енергосистеми, їхня роль у глобальному масштабі залишається порівняно невеликою. За оцінками IEA, дата-центри складатимуть менш ніж 10% загального приросту попиту на електроенергію до 2030 року, поступаючись електромобілям, системам кондиціонування та важкій промисловості.

​Міжнародне енергетичне агентство у своєму звіті World Energy Outlook 2024 підкреслює, що світ вступає в "Еру електрики", з очікуваним зростанням виробництва батарей та сонячних панелей, що забезпечить достатню кількість чистої енергії до кінця 2020-х років. Однак, попри це, споживання викопних видів палива продовжує зростати, що може перешкоджати досягненню цілей Паризької угоди щодо обмеження глобального потепління до 1,5°C. ​

IEA прогнозує, що попит на нафту та газ досягне свого піку в цьому десятилітті, що призведе до поступового зниження викидів та переходу до чистіших джерел електроенергії. Китай, як найбільший виробник сонячних панелей та батарей, відіграє ключову роль у цьому переході. Очікується, що до 2030 року електромобілі складатимуть 50% світових продажів автомобілів, що суттєво зменшить попит на нафту. ​

• Однак, загальний попит на енергію, включаючи вугілля, продовжує зростати. У міру того, як Китай відмовляється від викопного палива, Індія стає основним ринком для нафти, оскільки її енергетичні потреби зростають разом з економічним розвитком, хоча впровадження електромобілів також набирає обертів. ​
• Крім того, IEA зазначає, що зростання використання систем кондиціонування повітря, обумовлене підвищенням доходів у країнах, що розвиваються, та зміною клімату, суттєво вплине на глобальний попит на електроенергію в найближчі десятиліття.
• Прогнозується, що до 2030 року для кондиціонування буде потрібно додатково 697 терават-годин електроенергії, що перевищує попит з боку дата-центрів. ​

Однак у розвинених країнах вплив дата-центрів відчутний сильніше. До прикладу, в США протягом 2019 – 2023 років у 10 штатах із найбільшим зростанням будівництва дата-центрів попит на електроенергію зріс на 10%, тоді як у решті 40 штатів спостерігалося зниження на 3%.

Щодо майбутнього, то ситуація залишається невизначеною, особливо в контексті обчислювальних потреб для розвитку ШІ. Деякі прогнози передбачають стрімке зростання енергоспоживання, тоді як інші свідчать про потенційні прориви в енергоефективності. У Китаї, наприклад, попит на електроенергію для дата-центрів може подвоїтися до 2027 року.

Зокрема, китайська ШІ-модель DeepSeek виявилася значно більш "прожерливішою" за західні моделі. Попри заяви про її ефективність, нові дані свідчать, що вона може споживати більше енергії, ніж аналогічні моделі від Meta, особливо на етапі генерації відповідей.

Хоча DeepSeek економить енергію на тренуванні, її складні алгоритми міркування та довгі відповіді збільшують витрати під час використання.

Головна особливість DeepSeek – використання "ланцюга міркувань" (chain of thought), що дозволяє моделі детально аналізувати питання, наприклад, розглядати етичні дилеми з позицій різних філософських шкіл. Однак це вимагає більше ресурсів: дослідження показало, що на один запит модель споживає на 87% більше енергії, ніж еквівалентний за розміром ШІ від Meta.

Що це означає для клімату

Збільшення споживання електроенергії – не завжди негативний фактор для довкілля. Наприклад, перехід від газових опалювальних систем до теплових насосів збільшує навантаження на мережу, але водночас сприяє скороченню викидів CO2.

Хороша новина полягає в тому, що зростання попиту на електроенергію компенсується активним розвитком відновлюваних джерел енергії. Лише завдяки розгортанню сонячних електростанцій можна покрити половину очікуваного приросту споживання до 2027 року. Крім того, ядерна енергетика також набирає обертів завдяки відновленню станцій у Франції, перезапуску реакторів у Японії та новим потужностям у Китаї та Індії.

Однак просте збільшення частки "зеленої" енергетики не означає автоматичне скорочення використання викопного палива. Вугільні та газові електростанції продовжують працювати по всьому світу. Щоб справді знизити рівень викидів, відновлювані джерела повинні не лише покривати новий попит, а й витісняти існуючі "брудні" види генерації.

Зростання електромережі – це не обов'язково проблема. Більше людей із доступом до кондиціонерів, розвиток екологічних транспортних засобів і збільшення виробництва сонячних панелей – усе це позитивні тенденції. Проте виклик полягає в тому, щоб підтримувати цей темп розвитку без збільшення викидів. Це завдання стане одним із ключових у найближчі роки.