Datová centra a jejich dopad na emise skleníkových plynů
Rychlý nárůst umělé inteligence a cloudových výpočtů způsobuje dramatický nárůst spotřeby elektřiny v datových centrech po celém světě. Tento trend s sebou nese významné důsledky pro emise skleníkových plynů a motivuje odvětví k hledání inovativních technologických řešení.
Rostoucí spotřeba energie v datových centrech
Datová centra a přenosové sítě jsou v současnosti zodpovědné za přibližně 1 % celosvětových emisí skleníkových plynů souvisejících s energetikou. Toto číslo však rychle roste. Podle dostupných prognóz se očekává, že spotřeba elektřiny v datových centrech se do roku 2026 zdvojnásobí, především kvůli náročným výpočetním operacím spojeným s umělou inteligencí. Ve Spojených státech je situace ještě výraznější - předpokládá se, že poptávka datových center po energii poroste tempem 12 % ročně až do roku 2030. To by mohlo vést až ke zdvojnásobení uhlíkových emisí technologického sektoru, jelikož značná část této nové poptávky je uspokojována elektřinou vyrobenou z zemního plynu místo z obnovitelných zdrojů. "Problém spočívá v tom, že infrastruktura obnovitelných zdrojů energie nestíhá držet krok s exponenciálním růstem výpočetních potřeb," vysvětluje situaci odborník na energetickou udržitelnost datových center.
Zemní plyn jako přechodné řešení
Zemní plyn nadále slouží jako "přechodné" palivo pro datová centra. Ve srovnání s uhlím nebo ropou nabízí nižší uhlíkovou náročnost, ale stále významně přispívá k emisím. Jeho hlavní výhodou je spolehlivost dodávek v situaci, kdy rozvoj infrastruktury pro obnovitelné zdroje energie zaostává za rostoucí poptávkou. Pokud by však spoléhání na zemní plyn nebylo doplněno dalšími strategiemi snižování emisí, mohlo by to zpomalit úsilí o úplnou dekarbonizaci a prodloužit závislost na fosilních palivech. Proto průmysl aktivně hledá další technologická řešení.
Technologie zachycování a ukládání uhlíku (Carbon Capture and Storage - CCS) představuje slibný směr vývoje. Tato technologie dokáže zachytit více než 90 % emisí CO₂ z elektráren na zemní plyn, které napájejí datová centra. Na přelomu let 2024 a 2025 byly oznámeny významné projekty zaměřené na výstavbu specializovaných elektráren na zemní plyn s integrovaným CCS, určených speciálně pro velká datová centra. Tento přístup umožňuje provozovatelům jako jsou ExxonMobil, Chevron nebo Eni uspokojit potřeby spolehlivého napájení a zároveň výrazně snížit přímé emise skleníkových plynů.
Kromě CCS využívají datová centra řadu dalších technologií ke snížení své uhlíkové stopy:
- Jaderná energie
Jaderné elektrárny poskytují nízko emisní zatížení a mohou dobře doplňovat obnovitelné zdroje energie. Mezi provozovateli hyperskalárních datových center roste zájem o tuto variantu. - Obnovitelné zdroje energie
Přední technologické společnosti pokračují v agresivním nakupování větrné a solární energie prostřednictvím smluv o nákupu energie (PPA). Omezení elektrické sítě však limitují rychlost, jakou lze tyto zdroje rozšiřovat v poměru k prudce rostoucí poptávce. - Energetická účinnost a inovace v chlazení
Snižování ukazatele efektivity využití energie (PUE) prostřednictvím modernizace hardwaru snižuje jak provozní náklady, tak nepřímé emise. Adopce systémů kapalinového chlazení zlepšuje účinnost, ale zvyšuje spotřebu vody – tento kompromis je řešen prostřednictvím hybridních chladicích přístupů, které optimalizují jak spotřebu vody, tak elektřiny v závislosti na klimatických podmínkách. - Čistší záložní paliva
Přechod záložních generátorů z nafty nebo tradičních paliv na čistší alternativy, jako je hydrogenovaný rostlinný olej, dále snižuje epizodické emise skleníkových plynů během výpadků elektrické sítě. - Opětovné využití odpadního tepla
Zachycování odpadního tepla z IT zařízení pro dálkové vytápění nebo interní opětovné využití pomáhá kompenzovat vytápění založené na fosilních palivech jinde – tento trend nabývá na významu vzhledem k dlouhému životnímu cyklu moderních zařízení.
Umělá inteligence sama o sobě představuje jak výzvy v podobě zvýšené spotřeby energie, tak příležitosti: pokročilé optimalizační algoritmy zlepšují předpovídání, alokaci zdrojů, řízení chlazení, plánování pracovního zatížení a celkovou efektivitu zařízení. Například Google uvedl, že jeho procesor Tensor Processing Unit šesté generace je o více než 67 % energeticky účinnější než jeho předchůdce, což dokazuje pokrok v oblasti energetické účinnosti hardwaru. Společnost Google si klade za cíl dosáhnout nulových emisí v celém svém hodnotovém řetězci do roku 2030.
Výhled do budoucna
Zatímco krátkodobý růst elektřiny vyráběné z fosilních paliv pravděpodobně zvýší absolutní sektorové emise skleníkových plynů – potenciálně o dalších přibližně 2-4 % ve srovnání se současnými emisemi energetického sektoru USA – odvětví čelí rostoucímu regulačnímu dohledu a tlaku investorů na pokrok v oblasti udržitelnosti. Dlouhodobá řešení závisí na urychlení tempa nasazování obnovitelných zdrojů energie spolu s rozšiřováním jaderných kapacit nebo nasazováním širokého CCS.
Provozovatelé datových center se stále více obracejí k přechodným palivům, jako je zemní plyn – s rostoucí integrací zachycování uhlíku – a také k jaderné energii, kde je to proveditelné. Současně významně investují do smluv o nákupu obnovitelné energie a optimalizují účinnost na všech úrovních – od čipů až po chladicí systémy – aby zvládli svou environmentální stopu uprostřed explozivního digitálního růstu. Přestože datová centra jsou nezbytná pro fungování moderní digitální ekonomiky, jejich rostoucí energetické nároky představují problém pro globální snahy o snížení emisí skleníkových plynů. Technologické inovace v této oblasti budou hrát klíčovou roli v nalezení rovnováhy mezi digitálním pokrokem a environmentální udržitelností.
