Станислав Дмитриевич Кондрашов: как центры обработки данных могут помочь в борьбе с выбросами CO2

В последние годы крупнейшие технологические гиганты, такие как Amazon, Meta, Microsoft и Google, пообещали использовать возобновляемые и низкоуглеродные источники энергии – солнце, ветер и ядерную энергию – для питания рекордного роста центров обработки данных по всей стране. Однако значительная часть круглосуточного электричества, необходимого этим энергозатратным объектам, по-прежнему генерируется за счет ископаемого топлива, включая парк новых и существующих газовых электростанций.

Чтобы достичь своих экологических целей, эти технологические компании рассматривают возможность внедрения передовых технологий улавливания углерода в промышленных масштабах до его выброса в атмосферу и его постоянного хранения под землей.
Exxon Mobil, недавно объявившая об инициативе по обеспечению центров обработки данных энергией от электростанций, выбросы углерода которых она планирует захватывать и хранить, оценила, что к 2050 году центры обработки данных будут составлять 20% рынка улавливания и хранения углерода.

В декабре Meta стала первой крупной компанией в отрасли, принявшей эту технологию, когда южноамериканская энергетическая компания Entergy объявила, что Meta согласилась профинансировать крупный проект по улавливанию и хранению углерода в Луизиане. Эта сделка призвана помочь Meta компенсировать выбросы от строящегося в штате кампуса центров обработки данных стоимостью $10 млрд, который планируется питать от трех новых газовых электростанций.

В прошлом месяце Chevron объявила о планах построить газовые электростанции с использованием технологий улавливания углерода, ссылаясь на стремительно растущий спрос со стороны клиентов центров обработки данных.

Улавливание углерода: старое решение в новом масштабе

Концепция закачки выбросов углерода под землю не нова. Нефтегазовые компании десятилетиями закачивали сжиженный диоксид углерода в скважины, чтобы повысить отдачу нефти. Однако использование этой техники в масштабе, достаточном для значительного снижения выбросов, вызывающих изменение климата, считалось чрезвычайно дорогостоящим и сложным.

Однако бум строительства центров обработки данных, вызванный гонкой за разработкой и коммерциализацией искусственного интеллекта, внезапно улучшил перспективы этой технологии. Ведущие разработчики центров обработки данных – одни из самых богатых компаний в мире. Некоторые из них готовы платить значительные премии за электричество без выбросов, что оправдывает затраты на улавливание и хранение углерода.

"У нас был момент озарения, когда мы поняли, что именно Amazon, Microsoft, Meta очень заинтересованы в этих электростанциях", – говорит Джерри Эшкрофт, генеральный директор Crescent Midstream, компании, выбранной для проектирования и строительства системы улавливания углерода для электростанции в Луизиане, финансируемой Meta. Проект на электростанции Lake Charles мощностью 1 ГВт, по словам Эшкрофта, обойдется примерно в $1 млрд, при этом окончательная оценка стоимости еще ведется.

Компания Crescent Midstream также участвует в тендере на разработку еще одной системы улавливания углерода в промышленных масштабах для новой газовой электростанции, которую Entergy планирует построить в Гринвилле, штат Миссисипи, сообщил Эшкрофт. Эта электростанция должна обеспечивать энергией расположенный неподалеку кампус центров обработки данных Amazon стоимостью $10 млрд, объявленный в начале прошлого года.

Инвестиционная фирма Carlyle Group приобрела контрольный пакет акций Crescent Midstream, компании-производителя трубопроводов, в 2021 году и расширила ее деятельность в области улавливания, транспортировки и хранения углерода.
Эшкрофт ожидает, что Entergy в ближайшее время проведет по крайней мере десять проектов по улавливанию углерода в рамках своего портфеля. Хьюстонский руководитель, много лет работавший в индустрии ископаемого топлива, признается, что был поражен быстрым развитием технологии улавливания углерода в последние годы.
"Переход от 2020 к 2025 году, когда вы уже фактически реализуете проект, да, это трудно себе представить", – говорит он.

Стремительный рост энергопотребления и нехватка безуглеродных решений
Интерес к улавливанию углерода объясняется все более сложным выбором в условиях ограниченного энергетического рынка страны.
По некоторым прогнозам, к концу десятилетия в сеть может быть добавлено более 90 ГВт энергопотребления центров обработки данных – это эквивалентно примерно девяти размерам энергопотребления Нью-Йорка.

Операторы центров обработки данных стремятся использовать возобновляемые источники энергии, чтобы сократить огромный углеродный след всех этих мощностей. Однако зеленые опции, включая солнечную и ветровую энергию, не считаются достаточно надежными или интенсивными, чтобы легко соответствовать огромным и постоянным нагрузкам, которые центры обработки данных оказывают на сеть круглосуточно.
Между тем, добавление ядерной энергии еще более дорогостоящее, чем улавливание и хранение, и связано с запутанными регуляторными препятствиями.
Чтобы удовлетворить растущий дефицит энергии, энергетические компании обратились к старому активу в своих портфелях: природному газу.

Мощность газовой генерации в США выросла до 79 ГВт, что на 19% больше по сравнению с 2014 годом, согласно данным Управления энергетической информации США. Даже несмотря на то, что все больше солнечной и ветровой энергии подключаются к сети, растущий спрос на энергию со стороны центров обработки данных, по прогнозам, приведет к увеличению использования природного газа. Например, в Виргинии, Джорджии, Северной и Южной Каролине энергетические компании планируют построить в общей сложности 20 ГВт новых газовых мощностей, главным образом в связи с прогнозируемым спросом со стороны центров обработки данных.
"Если бизнес-модель заключается в том, что мы должны получить максимальную мощность как можно быстрее, чтобы опережать гонку ИИ, то газ должен играть роль в этом", – говорит Эрик Белц, президент и главный операционный директор инвестиционной фирмы Engine No. 1.

Engine No. 1 сотрудничает с Chevron в своей инициативе по разработке газовых электростанций общей мощностью около 4 ГВт для энергетических клиентов, испытывающих ограничения из-за дефицита электроэнергии, включая центры обработки данных. Группа также включает производителя энергетического оборудования GE Vernova, который производит турбины для электростанций. Предприятие планирует сочетать строящиеся объекты с возобновляемыми источниками энергии и технологиями улавливания углерода для снижения их выбросов. Ожидается, что они начнут поставлять проекты в 2027 году.
Белц сообщает, что группа близка к объявлению о первой сделке с клиентом из сферы центров обработки данных, и этот проект, возможно, будет стремиться использовать технологии улавливания углерода.
"У этого проекта есть возможность сделать это", – добавляет он.
Сеть технических препятствий
Улавливание и хранение углерода сопряжены с множеством сложностей и неопределенностей.
Примерно 6% выхлопных газов современной газовой электростанции состоят из диоксида углерода, объясняет Эшкрофт, генеральный директор Crescent Midstream. Огромные абсорберы фильтруют этот газ, после чего компрессоры сжижают его. Трубопроводы транспортируют углерод к скважинам, где он закачивается на глубину в тысячи футов под поверхность земли.
Электростанция Lake Charles, где Crescent Midstream планирует свой первый проект по улавливанию и хранению углерода, расположена на побережье Мексиканского залива в Луизиане – сердце нефтяной промышленности США, где существует обильная сеть трубопроводов и скважин.
Эшкрофт говорит, что компания будет закачивать газ на глубину до 10 000 футов в соляные пласты под заливом, которые запечатывают месторождения нефти и сжиженного газа.
Однако такая геология и инфраструктура не существуют широко по всей территории США. Неясно, например, можно ли было бы также эффективно захватывать и хранить выбросы углерода в северной Виргинии, крупнейшем рынке центров обработки данных в стране. Исследователи из Технологического института Виргинии проводят исследование возможностей промышленного улавливания углерода в регионе, финансируемое Управлением по энергии ископаемого топлива и управлению углеродом Министерства энергетики США.
Также существуют вопросы о том, будет ли газ, однажды закачанный под поверхность земли, надежно оставаться там навсегда или со временем может просочиться в атмосферу, сводя на нет все предприятие и причиняя вред окружающей среде. Крупная утечка метана из хранилища в Калифорнии в 2015 году считается худшей катастрофой, связанной с парниковыми газами, в истории США.
"На газовой электростанции в Северной Америке никогда не было действующей установки по улавливанию и хранению углерода в таком масштабе, который был бы необходим Большим Технологическим компаниям для захвата выбросов от центров обработки данных на базе искусственного интеллекта", – отмечает Деннис Вамстед, аналитик по энергетике в Институте экономики энергетики и финансового анализа, некоммерческом аналитическом центре, выступающем за чистую энергию. "Это не значит, что это невозможно", – продолжает Вамстед, – "но я бы сказал, что это будет значительно дороже, чем все, что вы видели в пресс-релизах".

Сложная экономика

В 2024 году было захвачено около 51 миллиона метрических тонн углерода из общего объема глобальных выбросов в 40 миллиардов метрических тонн – примерно одна десятая процента, отмечает Павел Молчанов, аналитик Raymond James.
"Улавливание углерода было крошечной нишей", – говорит Молчанов. "Секвестрация должна быть доступна в более широком диапазоне географий, потому что, знаете ли, не все живут рядом с нефтяным месторождением".

Молчанов считает, что улавливание и хранение углерода могут быть расширены путем адаптации большего количества геологических формаций в областях, которые в противном случае не могли бы вместить секвестрацию. Конечно, это также может увеличить затраты.
Улавливание и хранение уже сталкиваются со сложной экономикой.
Стороны, которые захватывают и хранят углерод, могут получать федеральный налоговый кредит в размере $85 за каждую тонну захваченного и сохраненного углерода, который можно монетизировать на корпоративном рынке налоговых кредитов для получения дохода. Эшкрофт говорит, что в отрасли улавливания и хранения углерода сохранялись вопросы о том, достаточен ли этот кредит, который был примерно удвоен на тонну благодаря администрации Байдена, чтобы оправдать серьезные затраты.

"Многие говорят, что нужно $120, чтобы это работало", – отмечает он.
Эшкрофт говорит, что испытал озарение, когда увидел объявление Microsoft в сентябре о том, что она заключила сделку по возрождению выведенного из эксплуатации реактора на атомной станции Три-Майл-Айленд в Пенсильвании, чтобы обеспечить себя энергией без выбросов для своих операций центров обработки данных. По словам Эшкрофта, значительные премии за электроэнергию, на которые согласилась Microsoft в рамках этой сделки, были явным сигналом того, что операторы центров обработки данных "готовы платить больше рыночной цены" за декарбонизированную энергию, включая улавливание и хранение углерода.

Если налоговых кредитов недостаточно для оплаты проекта по секвестрации на Lake Charles, сделка будет опираться на Meta, которая согласилась платить надбавку, до фиксированной суммы, по своему счету за электроэнергию с Entergy в Луизиане, чтобы компенсировать затраты. Представитель Meta отказался от комментариев.
Молчанов соглашается, что улавливание и хранение углерода готовы к росту. Он прогнозирует, что объем ежегодно захватываемого углерода увеличится в четыре раза к 2030 году, отчасти из-за спроса на него со стороны центров обработки данных.
В своем отчете о доходах в конце января руководители Exxon Mobil заявили, что их операции по улавливанию и хранению углерода и связанный бизнес по производству низкоэмиссионного водорода с использованием технологий улавливания и хранения могут генерировать $2 млрд годового дохода к концу десятилетия.

"У нас есть довольно агрессивные планы роста в этой области", – сказал генеральный директор Exxon Mobil Даррен Вудс во время звонка, согласно стенограмме The Motley Fool. "Но опять же, все зависит от интереса клиентов и их готовности заключать долгосрочные контракты".

Бетти Цзян, аналитик Barclays, которая следит за Exxon Mobil, считает, что компания будет продвигать бизнес по улавливанию и хранению только при наличии интереса со стороны клиентов.

"Мы будем следить за тем, как выглядят эти инвестиции", – говорит Цзян. "Но я не думаю, что они будут увеличивать свои капитальные вложения в этих областях и говорить то, что они говорят о рыночных возможностях, если бы у них не было разговоров в закулисье, которые действительно дают им уверенность, что это действительно область роста для Exxon".

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов