Газовые двигатели ИИ-бума: американские дата-центры переходят на личные генераторы на ископаемом топливе

Энергосеть США не справляется с запросами ЦОДов. В ожидании подключения, которое растягивается на годы, компании, строящие дата-центры, всё чаще «питаются» от собственных установок.

«Я отдаю должное [Илону] Маску, он чертовски хорош», — написал в июле 2024 года аналитик и глава SemiAnalysis Дилан Патель. Поводом стал запуск на тот момент крупнейшего в мире ИИ-кластера Colossus 1 от xAI в Мемфисе, состоящего из 100 тысяч процессоров Nvidia H100.

Только для их одновременной работы центру требовалось по крайней мере 70 МВт электроэнергии — не считая расходов на охлаждение, работу серверов и сетевой инфраструктуры, которые, по расчётам аналитика, увеличивали потребление до 155 МВт.

До этого Патель писал, что запустить Colossus не получится из-за нехватки энергии:

Но Маск всё-таки смог. Сначала он решил использовать 14 мобильных двигателей внутреннего сгорания от профильной VoltaGrid. Каждый из них был размером с автопоезд и мог вырабатывать 2,5 МВт, что в сумме дало 35 МВт (по подсчётам Пателя, этого должно было хватить для 32 тысяч процессоров).

Позже xAI арендовала легко перевозимые 16-мегаваттные модульные газовые турбины у Solar Turbines. К апрелю 2025 года их количество выросло до 35, а общая мощность — до 422 МВт.

Когда в мае 2025 года Colossus 1 подключили к новой подстанции, половину турбин планировали убрать, а оставшиеся использовать для питания второго строящегося дата-центра Colossus 2, пока не запустят ещё одну подстанцию.

Строительство обеих подстанций финансировала сама xAI: в одну инвестировала $35 млн, во вторую — $20 млн. За первую xAI будет получать ежемесячные возмещения от MLGW. После того как они покроют затраты, право собственности перейдёт к коммунальной компании, пишет Data Center Dynamics.

К тому времени энергопотребление объекта, который Anthropic арендует целиком, выросло до 300 МВт, а количество процессоров превысило 220 тысяч. Anthropic планировала использовать новые мощности для обслуживания клиентов с подписками Claude Pro и Max. Сумма сделки не разглашалась.

Нехватка электричества — общая проблема американского рынка вычислений. «Без энергии не будет дата-центров, а многие из них развиваются быстрее, чем энергосеть», — указывал Яна Нытрува, курирующий направление глобального снабжения дата-центров в Siemens Energy.

В США, по данным на конец 2025 года, региональные электросети (американская сеть состоит из Восточной, Западной и Техасской синхронных сетей) оставались основным источником энергии для ИИ-инфраструктуры, однако введённые в эксплуатацию в 2024-2025 годах дата-центры зарезервировали себе мощности ещё в 2022-2023-х, до начала нынешней «золотой лихорадки», объясняли в SemiAnalysis.

Теперь же спрос на электроэнергию превышает возможности электросетей в десятки раз. Чтобы обеспечить центры электричеством, необходима дорогостоящая и длительная модернизация всей американской энергетической инфраструктуры: придётся строить не только новые электростанции, но и линии электропередач, и подстанции, подчёркивает Tom’s Hardware.

Этого времени у компаний нет. Каждый гигаватт загруженной ИИ-инфраструктуры может приносить до $10-12 млрд выручки ежегодно, так что в случае длительного простоя бизнес рискует недополучить миллиарды.

Решение, опробованное Маском, — не брать электричество для дата-центров из сети, а вырабатывать его «на месте» — начали применять другие игроки рынка. На протяжении следующих двух лет они строили и арендовывали частные энергетические объекты «за счётчиком» (behind-the-meter), которые размещали в непосредственной близости от дата-центров.

По данным опроса, проведённого в начале 2026 года ассоциацией AFCOM, которая объединяет специалистов в сфере ИТ и дата-центров преимущественно из Северной Америки и Австралии, средняя мощность центров обработки данных (ЦОД) составила почти 38 МВт, что на 19% больше, чем годом ранее.

В качестве основных причин перехода на частные источники энергии, помимо сокращения сроков ввода в эксплуатацию, опрошенные назвали:

Кроме того, использование собственной энергии позволяет дата-центрам не увеличивать нагрузку на электросеть и тем самым не повышать стоимость электричества, за что ИИ-компании критикуют рядовые граждане. По данным Bloomberg, опубликованным в сентябре 2025 года, у тех, кто живёт вблизи крупных дата-центров, ежемесячные счета за свет выросли на 267% за последние пять лет.

При этом собственное энергопроизводство в большинстве случаев обходится компаниям дороже электричества «из розетки». Централизованная сеть предоставляет высокий уровень надёжности — 99,93% времени безотказной работы. Добиться его «на месте» можно только за счёт установки резервных мощностей, которые пригодятся в случае аварии или сервисного обслуживания, но большую часть времени будут простаивать.

Пока одна из самых распространнённых стратегий — использовать собственную энергию на временной основе. Например, дата-центр OpenAI в Абилине, как и Colossus, «питается» энергией газовых турбин, пока ждёт подключения к региональной сети, а после будет использовать их как резерв, пишет SemiAnalysis.

Ведущую роль в тренде на локальную генерацию играет природный газ, отмечают в исследовательской фирме Omdia. У США большие запасы (четвёртое место в мире), развитые технологии добычи (первое место по объёму добычи), разветвлённая структура газопроводов и низкие цены.

Для игроков газовой индустрии ИИ-гонка — редкий шанс заручиться политической и финансовой поддержкой на десятилетия вперед, считают главы профильных компаний, с которыми поговорило The Information. Компании-клиенты смягчают свои экологические требования, а политики провозглашают ИИ национальным приоритетом.

По словам аналитика GEM Дженни Мартос, развитие газовой энергетики в США действительно «всё чаще оказывается связано с расширением дата-центров». Вице-президент VoltaGrid Дэйв Белл, в свою очередь, ожидает, что потребление природного газа ЦОДами вырастет к 2030 году почти втрое относительно 2024-го и в США на них будет приходиться 4,5% газа, используемого для производства электроэнергии.

Но аналитики замечают: предугадать, сколько газовых объектов из запланированных действительно построят, невозможно, поскольку стремление заработать на ИИ-буме приводит к появлению «фантомных» и практически невыполнимых проектов. «Спутать карты» грозит неопределенность с финансированием, противодействие со стороны местных сообществ и опасность введения локальных запретов на строительство ЦОД.

На рынке представлены три основные газовые технологии, которые используют для снабжения дата-центров, пишет SemiAnalysis. Самая популярная — газовые турбины, которые, в свою очередь, делятся на три категории:

Последние часто используют коммунальные службы. Но мобильные версии газовых турбин достаточно компактны, чтобы их можно было развернуть за несколько недель и использовать в дата-центрах как резервный источник питания.

Главный недостаток — нехватка предложения. Производители газовых турбин не справляются со спросом, который увеличивается за счёт не только дата-центров, но и роста общей электрификации домохозяйств, производств и транспорта. Стоимость турбин к концу 2027 года может вырасти почти в три раза относительно цен 2019 года, прогнозирует Wood Mackenzie.

«Большая тройка» поставщиков турбин — GE Vernova (бывшее подразделение General Electric), Mitsubishi Power и Siemens Energy — раньше принимала заказы за 20 месяцев до отправки с заводов, но к концу 2025 года этот срок растянулся до трёх-четырёх лет.

Растянутые сроки, по крайней мере частично, связаны с естественными ограничениями производства. Из-за того, что турбины должны работать при высоких температурах (1600-2000°C) и на высокой скорости, для производства одних из основных деталей — лопаток — нужны дефицитные металлы, специально обученные специалисты и высокоточное оборудование.

На Западе такие лопатки пока производят лишь четыре компании, причём помимо электротурбин им приходится поставлять компоненты для двигателей военных и гражданских самолётов и космических ракет.

Ещё одно ограничение, которое затрагивает только крупные турбины, — сложности с логистикой: для их перевозки нужны специальные баржи, железнодорожные вагоны и автопоезда, количество которых тоже ограничено.

Но основная причина задержек — нерешительность самих производителей турбин и лопаток, считает SemiAnalysis. За последние 30 лет поставщики заработали посттравматическое стрессовое расстройство, иронизирует аналитическая фирма, и теперь не спешат расширять производства.

Они пережили скачки цен на топливо, изменения в госрегулировании разных стран и непрогнозируемые всплески спроса на фоне бума доткомов и пандемии Covid-19. Если ИИ-пузырь лопнет, компании снова останутся с избыточными мощностями и запасами продукции, которая потеряет в цене.

В августе 2026 года The Information со ссылкой на вакансии и другие сведения сообщило о новых планах Маска, которые могут ещё раз «кардинально изменить ситуацию» на рынке энергоснабжения дата-центров: он решил открыть собственное литейное производство лопаток для турбин. По словам предпринимателя, который позже подтвердил данные, шаг позволит сократить сроки ввода газовых турбин в эксплуатацию на полтора года.

Эксперты при этом сомневаются в реалистичности планов: по словам SemiAnalysis, лопатки и их направляющие «являются одной из вершин технологического мастерства человечества», а на создание линий для их производства уйдёт несколько лет. Причём SpaceX, вероятно, будет использовать компоненты для удовлетворения внутреннего спроса, а не для продажи другим компаниям, прогнозируют аналитики Morgan Stanley.

Две другие распространённые технологии газового электроснабжения дата-центров — поршневые ДВС и ТОТЭ.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — агрегаты на газе, напоминающие автомобильные двигатели, но большего размера (например, двигатель мощностью 11 МВт может достигать в длину более 14 м). Их механизм аналогичен устройству дизельных двигателей, которые множество уже запущенных дата-центров использует в качестве резервного источника питания.

Так как ДВС работают при более низких температурах, чем турбины, их производство не так зависимо от критических минералов, и очередь на производство у них меньше.

Поршневые ДВС делятся на более и менее мощные (7-20 МВт и 3-5 МВт соответственно). Первые тяжелее, чем обычные газовые турбины, а их доставка и установка занимает в среднем около десяти месяцев. Вторые легче развернуть, но крупному ЦОДу могут потребоваться десятки или сотни таких.

Твёрдооксидные топливные элементы (ТОТЭ) — решение, которое традиционно ассоциируется с водородом, но может использовать и природный газ. Такие агрегаты состоят из нескольких блоков, каждый из которых представляет собой множество небольших элементов. Электричество вырабатывается в результате электрохимического процесса. Практически весь рынок контролирует одна компания — Bloom Energy.

Отсутствие вредных выбросов (не считая углекислого газа) позволяет устанавливать такие системы в густонаселённых районах, например, возле офисов, пишет SemiAnasysis.

Развёртывание занимает всего несколько недель, но есть и минусы: зависимость от редкоземельного скандия, около 75% производства которого приходится на Китай, высокая стоимость и необходимость замены каждые пять-шесть лет.

Компании, использующие газ для электрогенерации, сталкиваются с критикой из-за увеличения выбросов CO₂. «За последние три года произошёл поразительный сдвиг. Бизнес, который раньше задавал тон корпоративных стандартов по борьбе с изменением климата, с головокружительной скоростью вводит в эксплуатацию объекты на ископаемом топливе. Мало кто мог такое предвидеть», — недоумевал независимый консультант, активист и бывший сотрудник Microsoft Дрю Уилкинсон.

По словам главы AFCOM Билла Клеймана, облачные компании по-прежнему заинтересованы в «зелёных» энергорешениях и широко их применяют, но полагаться только на них пока не могут. Солнце не светит весь день, как и не дует ветер, поэтому такие станции производят лишь около четверти энергии от своей максимальной мощности.

Газовая электрогенерация «за счётчиком» в большинстве случаев вреднее для экологии, чем использование электричества «из розетки». Коэффициент полезного действия газовых турбин, которые используются в электросетях, составляет 50-60%, а промышленных и аэродеривативных — 35-40%.

Однако, по данным на 2025 год, большая доля производства энергии в американской сети — 41% — и так пришлась на природный газ. Ещё примерно по 17% электричества добыли из угля и ядерной энергии, и лишь около четверти — при помощи «зелёных» электростанций.

А вот в Китае, который США считают своим главным конкурентом в ИИ-гонке, рост строительства ЦОДов поддерживается в основном «зелёной» энергией, в первую очередь солнечной и водной, отмечает научный сотрудник Брукингского института Кайл Чан.

По его словам, строительство собственных энергостанций среди производителей дата-центров считается редкостью и реализуется преимущественно на небольших проектах. Дата-центры чаще строят в сельских частях страны, где на больших незаселенных территориях уже налажена централизованная выработка возобновляемой энергии.

#редакция #spacex #датацентры