Энергия для ИИ: Чем «питаются» дата-центры и какие тренды наметились в сфере

Москва. ИТ-сектор во всем мире, в том числе и в России, демонстрирует опережающий рост энергопотребления, что вынуждает радикально пересматривать подходы к энергоэффективности. Крупные технологические компании активно ищут наиболее выгодные источники питания для своих дата-центров. В этом году на ПМЭФ-2025 министр по развитию Дальнего Востока и Арктики Алексей Чекунков предложил использовать газ, первый заместитель министра энергетики РФ Павел Сорокин отметил преимущества использования угля.

Агентство нефтегазовой информации выяснило, чем эффективнее и экономичнее «питать» ЦОДы, и какие формируются тенденции в этой сфере.

Растущие потребности

По данным Menlo Ventures 2025 года, 1,7-1,8 млрд человек используют ИИ-инструменты, из них 500-600 млн – ежедневно. Технологии ИИ, быстро вошедшие в повседневную жизнь миллионов людей сделали дата-центры одними из лидеров энергопотребления. Так, ChatGPT обрабатывает около 200 млн запросов в день, используя для этого 500 тыс. кВт/ч энергии. Для сравнения: одно среднее домохозяйство в РФ потребляет примерно 200-300 кВт·ч в месяц.

Согласно оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), к 2026 году потребление энергии дата-центрами, которые обрабатывают запросы ИИ, достигнет 1000 ТВт·ч, что сравнимо с энергопотреблением в России за 2024 год – 1192 ТВт·ч.

К 2050 году на ЦОДы будет приходиться до 9% мирового спроса на электроэнергию, следует из отчета McKinsey. Это подчеркивает серьезный структурный сдвиг в глобальном энергетическом балансе.

«ИТ-инфраструктура демонстрирует опережающие темпы роста энергопотребления, - отмечает генеральный директор АО «Трансэнерком» Олег Шевцов. - Это создает существенную нагрузку на региональные энергосистемы и в отдельных случаях приводит к дисбалансам в распределении ресурсов. Некоторые регионы в России, Иркутская область, Забайкальский край и Бурятия, не справляются с нагрузкой от майнинговых мощностей, что приводит к дефициту энергии для других потребителей. При этом в ряде других регионов наблюдается снижение энергопотребления и недозагрузка существующих мощностей».

Особенности российского энергоснабжения

В России «питание» дата-центров имеет свою уникальную специфику, обусловленную структурой энергосистемы.

В 2024 году коммерческие дата-центры суммарно потребляли электрическую мощность в объеме 2,6 ГВт, и в ближайшие годы показатель может вырасти до 9,6 ГВт. Подавляющее большинство дата-центров в России питаются от единой национальной энергосистемы, которая имеет смешанную структуру генерации, но с явным преобладанием природного газа. На него приходится около 50%, атомная энергия занимает 20%, гидроэнергия – еще 20%, чуть меньше – уголь (15%) и от ВИЭ питаются менее 2%.

По словам директора по развитию ООО «Энергия Плюс», члена экспертного совета при Российском газовом обществе Павла Марышева, в регионах с высокой концентрацией ЦОД наблюдается нехватка энергомощностей для реализации новых проектов.

«Основные «клиенты» таких центров – производители криптовалюты – не спешат инвестировать в крупные инфраструктурные проекты, - отметил эксперт. – Конкурсный отбор мощностей в ЮФО и ДФО не выявили перспективных проектов, на которые у якорных потребителей нашлись деньги. В условиях санкционного давления именно эксплуатанты ЦОД могли бы стать драйвером для развития крупной генерации. Минорное количество ЦОД размещают в непосредственной близости с нефтегазовыми промыслами. Использование попутного нефтяного газа – оптимальный вариант для оптимизации затрат на энергию, необходимую для обработки данных. Таким образом создается «win-win» практика: ПНГ используется для генерации электроэнергии, а не сжигается».

По мнению Павла Марышева, крупные дата-центры частных компаний могут создавать собственную энергетическую инфраструктуру, полностью покрывающую потребности производства.

«Такая позиция характерна для американских компаний, где себестоимость производимой энергии значительно отличается от тарифов, – подчеркнул он. – Поскольку в России тарифы «щадящие», ЦОД не всегда выгодно строить собственную генерацию. Однако, стимулы для инвестиций в энергетическую инфраструктуру необходимы. Европейская индустрия сформирована вокруг «зеленой» повестки. Строительство ВИЭ для нужд ЦОД в данном случае – широко растиражированная практика».

Директор департамента развития новых продуктов бренда SMARTWATT Александр Беспалов считает, что говорить о внедрении ЦОД, запитанных от ВИЭ в России пока рано.

«Но отрасль уже пробует новые подходы. Хороший пример – один из дата-центров крупной российской компании во Владимире: там полностью отказались от промышленных чиллеров (Прим. ред. - систем охлаждения) и используют фрикулинг (Прим. ред. - free cooling - «свободное охлаждение»). За счет этого коэффициент энергоэффективности удалось снизить почти до 1,1, в то время как средний показатель в России колеблется в районе 1,5-1,6. Кроме того, тепло от серверов планируется направлять на отопление офисных помещений, а в перспективе –  даже тепличного хозяйства», - рассказал эксперт.

Такие проекты, по мнению генерального директора Zapusk Group – члена Торгово-промышленной палаты РФ, экспертного совета Государственной думы РФ – Алексея Равинского, показывают, каким может быть дальнейшее развитие рынка, где энергоэффективность становится не только технологическим, но и экономическим преимуществом. Но пока они носят точечный характер.

В регионах, где работают атомные и гидроэлектростанции, открываются условия для более масштабных проектов, считает Алексей Равинский. В Сибири и на Дальнем Востоке доступная электроэнергия от ГЭС и угольной генерации создают благоприятную основу для энергоемких дата-центров, в том числе объектов международного уровня. По его словам, в последние годы именно эти территории рассматриваются как перспективные зоны для развития облачной инфраструктуры в России, поскольку они способны обеспечить низкую стоимость энергии в сочетании с высокой надежностью ее поставок.

Павел Марышев отмечает неоднородность рынка ЕЭС России.

«ЦОД размещены не гармонично: порядка 85% мощностей функционируют в Москве, МО, Санкт-Петербурге и ЛО. Большинство из них запитаны от распределительных электросетей, - отметил он. - На регионы приходится остальные 15%. ЦОД становятся в таких условиях фактором, коррозирующим и без того перегруженную энергосистему».

По его мнению, компаниям, выбирая регион для размещения своих дата-центров необходимо учитывать четыре основных параметра: климатические условия, тарифную ставку на электроэнергию, состояние энергокомплекса (наличие дефицита) и существующие нормативно-правовые ограничение.

«В рамках пленарной сессии ЦИПР в июне 2025 года Михаил Мишустин указал на возможность создания специальных тарифов на электроэнергию для ЦОД в тех регионах, где есть профицит электроэнергии, например, в Иркутской и Свердловской областях, Красноярском крае, - поделился руководитель центра экспертизы по ЦОД К2Тех Сергей Махлин. - Помимо доступной электроэнергии, климат некоторых регионов России позволяет с большей эффективностью использовать фрикулинг».

Что касается эффективности газа или угля для использования ЦОД, то эксперты отмечают, что уголь действительно в ряде регионов остается дешевым, в частности – вблизи мест добычи.

«Такой подход, с одной стороны, может поддержать угольную отрасль, повысив ее рентабельность, а с другой – сократить издержки на транспортировку энергоресурсов и высвободить дополнительные объемы газа для более эффективного использования в других секторах экономики», - рассказал генеральный директор АО «Трансэнерком» Олег Шевцов.

Павел Марышев отмечает, что природный газ значительно более привлекателен для ЦОД в качестве энергоресурса, чем уголь, по трем причинам – экологичность, доступность, энергоэффективность.

«Газ обеспечивает более чистую генерацию, отличается стабильностью тарифов и удобством подключения к сетям – для ЦОД это в приоритете, - отметил Алексей Равинский. – На практике новые проекты почти не ориентируются на угольную энергетику – компании выбирают газ или комбинированные решения».

Мировой опыт

Лидером по количеству крупных дата-центров являются США (Северная Вирджиния, штат Вашингтон, Орегон, Техас). К 2028 году в общем энергопотреблении страны прогнозируют увеличение доли цифровой инфраструктуры до 6,7-12% , при этом есть неравномерное распределение нагрузки. В Северной Вирджинии дата-центры потребляют более четверти всей генерируемой электроэнергии с перспективой роста до 40% к 2030 году.

«В мировом масштабе в энергобалансе дата-центров преобладают газ и атомная генерация, но доля возобновляемых источников активно растет. В Европе и США технологические гиганты сознательно ориентируются на «зеленую» повестку и закупают электроэнергию у ветропарков, солнечных станций или гидроэлектростанций», - отметил Алексей Равинский.

Многие ЦОДы устанавливают рядом с гидроэлектростанциями (ГЭС), например, в штатах Вашингтон, Орегон. Однако в целом энергосистема США сильно зависит от природного газа (около 40%), в меньшей степени от угля и АЭС (по 20%), ВИЭ занимают около 20%.

Росту ВИЭ способствует использование ИТ-компаниями корпоративных PPA (Power Purchase Agreements) - покупка электроэнергии у поставщиков ВИЭ по фиксированной цене для «озеленения» энергоснабжения. Но в последнее время тренд в США немного сменился с нестабильных ветра и солнца к надежному атому.

«Параллельно обсуждаются проекты подключения ЦОДов к малым модульным атомным реакторам (SMR). Например, в США Standard Power заключила соглашение о строительстве дата-центра на базе SMR мощностью около 300 МВт, - отметил Александр Беспалов.

Геотермальная энергия рассматривается как еще одно перспективное решение. В перспективе за счет локальных геотермальных источников можно покрыть более половины прогнозируемого роста энергопотребления дата-центров в США, что эквивалентно 15-17 ГВт новых мощностей.

В Китае ситуация иная: энергосистема по-прежнему сильно зависит от угля (около 60% генерации). Прямое энергоснабжение от угольных ТЭС – распространенная модель. Крупные дата-центры часто строят в непосредственной близости от угольных станций или в промышленных зонах с надежной угольной генерацией. Например, в регионах богатых углем (Внутренняя Монголия, Шаньси, Хэбэй), где стоимость электроэнергии одна из самых низких в стране, а более холодный климат помогает снизить затраты на охлаждение.

В юго-западных регионах (провинции Сычуань, Юньнань) много дата-центров используют дешевую электроэнергию ГЭС. Однако здесь есть сезонность – в засушливые периоды генерация падает.

Особенность Китая - строгие целевые показатели по PUE. Цель, поставленная крупным дата-центрам – 1.0, когда вся энергия идет на ИТ-нагрузку, а не на охлаждение.

Так, первый в мире подводный дата-центр у побережья Линшуй в провинции Хайнань повысил энергоэффективность ЦОД на 40-60% в сравнении с аналогами. В проекте использовали технологию гравитационных тепловых трубок и морскую воду в качестве естественного охлаждения.

С помощью проекта «Восточные данные, западные вычисления» Китай стимулирует строительство крупных дата-центров в западных регионах страны (где много ветровой и солнечной энергии, свободной земли), и последующую передачу данных на восток, в густонаселенные районы. Например, Alibaba Cloud строит ЦОДы во Внутренней Монголии, где развита ветроэнергетика.

Вложения КНР уже имеют результаты. По данным на июль 2025 года, с начала года общая установленная мощность работающих солнечных и ветряных электростанций в Китае достигла 1,4 ТВт, что соответствует 44% от мирового объема.

Северная Европа стала привлекательна для «зеленых» дата-центров.

«В Скандинавии новые ЦОДы часто строят рядом с ГЭС или крупными ветряными кластерами, - заявил Алексей Равинский. - Такой подход позволяет одновременно снижать углеродный след и получать относительно дешевую электроэнергию».

В этих странах уже присутствует обилие чистой энергии. Например, в Норвегии и Исландии около 98% электроэнергии – это ГЭС и геотермальная энергия. При этом холодный климат дает естественное охлаждение до 300 дней в году, радикально снижая PUE.

Еще одна местная особенность - использование избыточного тепла.

«Более 70 проектов в Европе и Азии используют тепло дата-центров для отопления жилых кварталов, бассейнов и теплиц. В Финляндии ЦОД компании Telia отапливает более 20 тыс. квартир в Хельсинки», - поделился Александр Беспалов.

Таким образом, векторы развития у разных стран в зависимости от их энергобаланса различаются, хотя есть и общая тенденция, к которой присоединилась Россия.

«Отдельное направление, которое набирает популярность - собственная генерация: локальные газовые станции или гибридные решения, создаваемые под конкретный дата-центр, - отметил Алексей Равинский. – Такой подход повышает надежность энергоснабжения и снижает зависимость от внешней сетевой инфраструктуры».

Мировой опыт показывает, что будущее энергоснабжения дата-центров за диверсифицированной, низкоуглеродной и высокоэффективной моделью, сочетающей местные преимущества с глобальными корпоративными стратегиями по переходу на ВИЭ.

Фото: freepik.com