Tíz paksi atomerőműnek megfelelő villamosenergiát használnak az amerikai adatközpontok - akár áramellátási zavarok is jöhetnek az USA-ban miattuk

A világban háromnaponta adnak át egy új adatközpontot. Ezek energiaigénye pedig rendkívüli: csak a Google és a Microsoft adatközpontjainak éves áramfogyasztása felemésztené Magyarország teljes 2023-as áramtermelését. Az adatközpont szektor áramfogyasztása már ma is a világ áramigényének két százalékát képviseli – és még csak most kezdődik meg a mesterséges intelligencia tömeges és ipari alkalmazása. Mindez egyfajta próbatétel, törésteszt a zöldátállás mai stratégiájának szempontjából is, hiszen a nyugati világban a megújuló áramtermelés kiépítésével párhuzamosan igyekeznek visszaszorítani a fosszilis alapút. Pedig az erőltetett tempójú elektrifikáció (közlekedés, fűtés, ipari termelés) új kihívások nélkül is kellően súlyos megterhelést jelent az áramtermelés és az elektromos elosztórendszerek számára. És aki hibázik, kimarad: már jelenleg is ötször annyi adatközpont működik az Egyesült Államokban, mint Európában - írja az Oeconomus.hu-n megjelent elemzésében Tatár Mihály az Oeconomus Gazdaságkutató Alapítvány vezető elemzője. 

Meghatározó lesz az áram ára az IT szektorba

Bizarr jelenséget tapasztalhatott meg az, aki ellátogatott idén az évente megrendezésre kerülő, globális cégvezetők ezrei által szorosan követett, szokásos márciusi texasi energiakonferenciára: a rendezvény központi témája ezúttal ugyanis a mesterséges intelligencia volt, legfontosabb vendégei és ügyfelei pedig a tech óriáscégek vezetői. Biil Gates, a Microsoft alapítója egyenesen arról beszélt, hogy az elektromos áram ára lesz a legfontosabb tényező abban, hogy nyereséges lesz-e egy adatközpont, azaz tágabb értelemben egy adatokra épülő IT-vállalat. Megfogalmazása szerint „elképesztő”  lesz az egyre több és több adatra épülő mesterséges intelligencia alkalmazások által elfogyasztott energiának a mennyisége. Mindkét állításával kapcsolatban teljes volt az egyetértés. Megoszlottak azonban a vélemények abban, hogy hogyan lehetne előteremteni a szükséges energiát.

A csaknem egy évtizeden át gyakorlatilag stagnáló amerikai áramfogyasztás miatt az iparági előrejelzések is hosszú ideig csak enyhén (átlagosan évente fél százalékkal) emelkedő áramfogyasztási pályával számoltak. Ennek megfelelően az elosztórendszerekbe történő beruházások is minimális szinten maradtak, és az energiastratégiákban sem vesztegettek sok szót a kivezetendő fosszilis energia pótlására. (Feltételezve, hogy majd a megújuló áramtermelés kiépülése könnyedén ellensúlyozza azt.) Az adatközpontok elterjedésével azonban – mely időben ráadásul egybe esik a zöldátállási határidők közeledése miatt egyre intenzívebb elektrifikációval – ezek az előrejelzések tarthatatlanná váltak: jelenleg folyamatosan felfelé módosítják őket, mondhatni, maguk az előrejelzések is emelkedő trendben vannak. Pillanatnyilag az óvatos becslések szerint is 5%-kal növekszik az amerikai áramfogyasztás a következő 5 évben, és több mint megduplázódik 2050-ig. Ez egy nagyon jelentős koncepcionális változás, aminek szerteágazó következményei vannak, legyen szó gazdaságpolitikáról vagy versenyképességről. 2022-ben az amerikai áramfogyasztásnak már mintegy 4%-át adták az adatközpontok, ez a Nemzetközi Energiaügynökség szerint alig két év múlva, 2026-ra 6%-ra emelkedik majd, az évtized végére pedig eléri a 10%-ot. Ez tehát kizárólag az adatközpontok áramfogyasztásának emelkedése: nincs benne az elektromos autózás, az akkumulátorgyártás, az Ázsiából áthelyezendő chipgyártás – a Micron új New York-i üzeme önmagában több áramot fogyaszt majd, mint Berlin az elővárosaival együtt – , a kriptóbányászat esetleges növekedése, áttörés a kvantumtechnológiákban, vagy maga a robotizáció.

Mindez érthetően kisebb pánikot okozott az amerikai tech cégek körében, hiszen sem az áramtermelés, sem annak elosztórendszerei nem állnak készen ilyen fokú – országos és különösen helyi – terhelés növekedésre. A léptékek szemléltetésére: a már  jelenleg üzemelő amerikai adatközpontok 10 paksi atomerőműnek megfelelő villamos energiát használnak fel, és az új beruházásokkal az adatközpontok fogyasztása várhatóan évi 5%-kal emelkedik majd. Globálisan – szintén a Nemzetközi Energiaügynökség becslése szerint – az adatközpontok fogyasztása 2026-ig annyival emelkedik majd 2022-höz képest, mint Németország teljes áramfelhasználása. A Google MI-integrált keresőmotorja  önmagában annyi áramot fog fogyasztani, mint Horvátország.

A kijózanodás és az aggodalom olyan fokú, hogy néhány tekintélyes amerikai szakember egyenesen egyes tagállamokban kialakuló, majd átgyűrűző áramkimaradásokat és rendszeres áramellátási zavarokat vár a következő években, ahogy az energia-infrastruktúra nem tud lépést tartani a fogyasztás növekedésével. Vannak ezzel kapcsolatos aggodalmak Németországban is, ott a radikális, atomenergia helyett áram importra épülő, túlgyorsított zöldátállással összefüggésben. Georgia államban például a következő hat évben tizenhétszeresére növekszik az áramfogyasztás téli csúcsterhelése az előrejelzések szerint, a folyamatosan odaköltöző energiaintenzív cégek miatt.

Persze mindennek normális körülmények között egyáltalán nem kellene negatív színben megjelennie. Az energiavállalatok számára éppen, hogy remek lehetőséget kellene, hogy jelentsen: megéri újabb beruházásokat eszközölni, és igen jövedelmező lesz energiával ellátni a tech és zöldipari vállalatokat. A valóságban ez azonban nem ilyen egyszerű, éppen a ma domináns klímapolitika doktríner gazdasági beavatkozása, torzító hatásai miatt. 

Ha a most következő dilemmák kísértetiesen emlékeztetnek a német zöldátállás belső ellentmondásaira, az nem a véletlen műve:

• A napenergia kapacitások gyors növekedése mindenképpen pozitív folyamat (2023-ban minden korábbi rekordot megdöntve, 31 gigawatt új napenergia kapacitás került kiépítésre). Azonban a napenergia még így is mindössze 6%-át fedezte az amerikai áramfogyasztásnak. Ezt is csak megfelelő időjárás esetén – miközben az adatközpontoknak természetesen napi 24 órában van szüksége az elektromos energiára. A napenergia hatásos elem az energiamixben, de önmagában nem tudja megoldani a problémát.
• A szélenergia esetében ráadásul még gazdaságosságról sem beszélhetünk. Konstans állami beruházás- és ártámogatás nélkül a szélenergia egyszerűen túl drága az ipari felhasználók számára, valamint versenyképtelenné teszi magát az adatközpont szolgáltatást a külföldhöz képest. És akkor még meg sem említettük, hogy a szélenergia számára ideális területek nem ott vannak, ahol az adatközpontok jellemzően épülnek: ezeket további dollártízmilliárdos beruházásokkal össze kellene kötni, ami 5-10 évig is eltarthat. Utóbbi a tech cégek számára természetesen még állami garanciák mellett is vállalhatatlan.
• A legkézenfekvőbb megoldás – számunkra is ismerős módon – a gázerőművek bevetése. A már meglévő adatközpontok többsége is természetesen így kap energiát. Azonban ez szembe megy a tech cégek vállalásával a fosszilis energiák kivezetésével kapcsolatban, és persze még inkább szembe megy a nyugati kormányok gáz kivezetési terveivel és határidőivel. Ahogy a Siemens Energy észak-amerikai vezére fogalmazott: „úgy terveztük, néhány év múlva már csökkeni fog a gázfelhasználás. Ez a néhány év egyre több és több év lesz.”
• A szénerőművek kivezetése érezhetően lelassult, két tucat, 2022 és 2028 között kivezetendő szénerőmű bezárását egyenesen el kellett halasztani. (2023-ban az amerikai elektromos áram termelés 16%-át még mindig a szén adta!) A kormányzati és céges karbonsemlegességi vállalások miatt azonban előbb-utóbbi kivezetésik a megmaradt szénerőműveket is, innen nem jöhet segítség.
• Logikus módon adódik tehát itt is a nukleáris energia. Nem véletlen, hogy egyre több adatközpontot eleve egy közeli atomerőmű teljesítményére alapozva építenek fel (ahogy az Amazon tette ezt nemrég), vagy, hogy tech cégek belefolynak az új, alternatív atomreaktorokkal való kísérletezésbe (mint Bill Gates kísérleti nátriumhűtésű, elvileg 50%-kal alacsonyabb árú TerraPower létesítménye). A nukleáris energiának azonban jelenleg szintén vannak hátulütői. A legfontosabb természetesen az építési idő és az építkezési költségek, amiknek léptékei egyszerűen fogalmazva lemaradtak a múlt században, a villámgyors és legfeljebb pár pénzügyi évben gondolkozó mai tech cégekhez képest. Itt mindenképpen technológiai áttörésre lenne szükség. A másik hátrány egyszerűen egy politikai tény: a nyugati országokban a politika annyira a megújulókba fektette be minden politikai tőkéjét (gyakran démonizálva az atomenergiát), hogy nagyon nehéz a szükséges méretekben és időtávon atomerőmű projekteket beindítani.

Itt fontos még kitérni arra a releváns módon nagyon keveset tárgyalt folyamatra, hogy ugyan valóban szépen emelkedik a megújuló energiák aránya és kapacitása, de ezzel párhuzamosan szintén rapid tempóban zajlik a fosszilis energiatermelők (szén- és gázerőművek) kivezetése is. Ez mindig pozitív hírként jelenik meg a médiában, pedig a tény mellett ugyanilyen fontos maga a folyamat módja is, ami sokkal kevésbé pozitív. Nem csak a klímavédelemre, az állami előírásokra hivatkozva kerül sor erőműbezárásokra. Maguk a közműcégek, energiaszolgáltatók is sorra szüntetik be a fosszilis energiatermelők működését, mivel a megújuló energiák állami ártámogatása és a fosszilis erőművek állami büntetése miatt a fosszilis erőművek nagy része versenyképtelen az energiapiacon a megújuló energia termelőkkel. A megújuló energiatermelés dominanciája persze nem lenne baj, sőt nagyszerű fejlemény lenne, ha egy természetes folyamat eredménye lenne. Itt erről azonban szó sincs. Joe Biden amerikai elnök nagyszabású zöldátállási programjának (IRA) köszönhetően egy megújuló áramtermelő az adókedvezmények felhasználásával akár 50%-os költségcsökkenést is elérhet! Márpedig az erőművek többségét nem lehet gazdaságosan csak akkor üzemeltetni, ha a megújulók éppen nem működnek az időjárás vagy a napszak miatt: ezért ezek inkább bezárásra kerülnek a tulajdonos által. Másképp megfogalmazva: adófizetői pénzből kerülnek kiszorításra piaci alapon még hatékony és versenyképes fosszilis erőművek. A kapitalizmust, a gazdasági racionalitást kikerülte a mindent elsöprő állami beavatkozás, ami a kapacitások mesterséges torzulásával jár az energiapiacon. Ha a jelenlegi trendben nem következik be (politikai) változás, az időjárástól és napszaktól független áramtermelő kapacitás valójában tehát nem nő, hanem csökken az Egyesült Államokban! Valójában ezért ekkora probléma az adatközpontok és más nagy fogyasztású ipari központok, mint a chipgyárak költséghatékony és biztonságos energiaellátása. Ráadásul mindez nem légüres térben történik: a megoldásoknak versenyképesnek kell lenniük az olcsó fosszilis és nukleáris energiával dolgozó Ázsiával szemben. (Az elméleti, klímapolitikai terv szerinti megoldás természetesen a megújulók által termelt áram tárolása lenne, a meglévő technológiák azonban még nagyon drágák, és végképp gazdaságtalanok olyan méretű ipari fogyasztók számára, mint az adatközpontok.)

Európai vonatkozások

Minden dilemma, amit az Egyesült Államokkal kapcsolatban leírtunk, hatványozottan igaz Európára. A megújuló áramtermelés látványos és minden időarányos célt felülteljesítő felfutása (2023-ban 44 százalék!) jelentős eredmény. Ki gondolta volna, hogy például Portugália zsinórban hat napon keresztül kizárólag megújuló energiákkal ellátható  – ahogy az tavaly novemberben történt? Mindeközben tavaly a szénerőművekkel előállított áramtermelés 26%-kal, a gázzal előállított pedig 15%-kal csökkent az EU-ban. A zöldátállás e százalékos célszámaival, mondhatni, nem lesz gond. (Az energiatárolás alkalmazása viszont, ahogy máshol is, a technológiai-gazdaságossági korlátok miatt, lényegében a lakossági kis felhasználók, kistérségek körében növekszik csak. Hasonlóan döcögősen halad az EU számításai szerint 600 milliárd eurónyi szükséges villamosvezeték, elosztórendszer fejlesztési beruházás, ami nélkül a zöldátállás és az iparfejlesztés sem lehet sikeres.)

Azonban fontos, hogy mindezt perspektívában lássuk. Az EU áramfogyasztása tavaly 13 éves (!) mélypontra zuhant, elsősorban az energiaintenzív ágazatok elsorvadása és a magas energiaárak miatt beszakadó lakossági energiafogyasztás miatt. Ezért is csökkenhetett ennyivel a szén- és gázalapú energiatermelés (segítve a szabályozói szigor által). Az adatközpontok épülése sem jelentett súlyos megterhelést, ezekből ugyanis kevés épül fel az EU-ban. (Ugyanez igaz a chipgyárakra és a robotizációra, a hátrány folyamatosan növekszik az Egyesült Államokhoz és a high-tech ázsiai központokhoz képest.) Ilyen fokú energiafogyasztási lejtmenetben viszonylag könnyű volt átrendezni az áramtermelés szerkezetét. Az ipar, nehézipar és részben az adatközpontok jelentőségét jól szemlélteti: a 450 milliós Európai Unió áramfogyasztása több mint harmadával kisebb volt 2023-ban, mint a 330 millió fős Egyesült Államoké.

Az energiaárak normalizálódásával azonban a lakossági és ipari fogyasztás egy része is vissza fog térni, és a rendkívül szűkre szabott európai zöldátállási határidők (közlekedés, épületek, zöld ipari termelés) miatt ez a visszapattanás a vártnál sokkal gyorsabb is lehet. A tervbe vett újra felfegyverkezés sem éppen alacsony energia intenzitású (az Egyesült Államokban a hadsereg az állami energiafogyasztás kétharmadát adja). Ha pedig az EU nem akar veszíteni az egyre élesebb globális versenyben, például ami az adatközpontokat illeti, rögtön maga is szembekerül a nagy volumenű, folyamatos és versenyképes áramellátás problémakörével.