アメリカの電力不足はデータセンターのせいか?

アイドル状態のVMが原因でしょうか? まあ、おそらくアイドル状態のVMではなく、暗号通貨のマイニング、ゲームサーバーの稼働、Webアプリの提供に使用しているすべてのシステムが原因かもしれません。
データセンターやクリーンテクノロジー工場の急増により電力需要が急増し、米国は広範囲にわたる電力不足に陥る可能性に直面しています。この状況を受け、電力会社と規制当局は、老朽化する電力網を強化するための信頼できる解決策を急いで模索しています。
ジョージア州では産業用電力需要が急増し、前例のない水準に達しています。今後10年間の同州の電力消費予測は、近年の記録の17倍に達しています。アリゾナ州では、最大の電力会社であるアリゾナ・パブリック・サービスが、増大する電力需要への対応に苦戦しており、大規模な改修が行われない限り、10年末までに送電容量が枯渇すると予測しています。
バージニア州北部では、計画中および建設中のすべてのデータセンターを支えるために、大型原子力発電所数基分に相当する追加電力が必要です。テキサス州は既に猛暑の夏季に電力不足に悩まされており、同様の難問に直面しています。
需要の増加により、古い送電網からより多くの電力を引き出そうとする動きが急激に広がり、企業は独自の発電所を建設するなど、エネルギー資源を確保するために異例の動きを見せている。
ジョージア州電力公益事業委員会の委員長、ジェイソン・ショー氏は、「数字は驚くべきものです。どうしてこのような状況に至ったのか、理解に苦しみます。どうして予測がこれほど外れたのでしょうか。この状況は、私たちがこれまでに直面したことのない課題を突きつけています」と述べた。
需要急増の大きな要因は、人工知能(AI)の急速な進歩です。これは、従来のデータセンターよりもはるかに多くの電力を消費する巨大なサーバーファームの開発を促しています。AIはまた、クラウドコンピューティングの急速な拡大にも貢献しています。Amazon、Apple、Google、Meta、Microsoftといったテクノロジー企業は、全国で新たなデータセンターの立地を探しています。それほど有名ではない多くの企業も同様に探しています。
ビットコインなどの暗号通貨の売買と生成を行う暗号通貨マイニングも、データセンターの増加を助長する要因の一つです。これは、過負荷状態にある送電網(全国に電力を供給する送電線と発電所のインフラ)にさらなる負担をかけています。特にクリーンエネルギーを中心とした新興エネルギー事業者と、大規模な電力消費者の双方が、ボトルネックの拡大により接続遅延の増加に直面しています。
この問題は、新たな電源の費用を誰が負担するかをめぐって全国的な論争を引き起こしています。規制当局は、高額な設備更新費用が家庭の顧客に転嫁される可能性があることを懸念しています。エネルギー会社は化石燃料発電所の廃止を延期し、そのような施設の導入を主張しているため、この問題はより環境に優しい電源への移行を遅らせる可能性があります。さらに、エネルギー不足は、州政府と連邦政府が設定した気候変動対策目標の達成に必要な、無数の電気自動車の充電や多数の家電製品の稼働に必要な電力を供給できる能力を制限してしまうリスクがあります。
国際エネルギー機関(IEA)によると、2022年には国内2,700のデータセンターが国内総電力の4%以上を消費しました。国際エネルギー機関(IEA)の予測によると、この値は2026年までに6%に達するとされています。業界予測では、今後数年間でこれらのデータセンターの電力消費量は増加すると予想されていますが、家電製品や冷暖房システムの効率向上により、家庭や中小企業からの需要はほぼ一定に維持されると予想されています。
データセンタープロバイダーは、バイデン政権の産業政策により、企業が米国に工場を建設する動きが数十年ぶりの高水準に達していることを受け、地域の電力網への接続にも注力している。このリストに含まれる企業には、魅力的な連邦政府支援策によって優遇されている太陽光パネルや電気自動車用バッテリーといった「クリーンテクノロジー」生産に携わる企業も含まれている。業界に特化したシンクタンクである電力研究所(Electric Power Research Institute)によると、バイデン政権の前半では、企業が米国内に155以上の工場を新設または拡張する意向を表明した。同研究所の調査結果によると、米国の建設支出全体に占める工場建設の比率がこれほど高くなったのは、1990年代初頭以来だという。
調査機関グリッド・ストラテジーズが評価した規制書類によれば、エネルギー会社の今後5年間の電力需要の見積りはほぼ2倍になっており、さらに上昇すると予想されている。
データセンターは伝統的に、充実したインターネットインフラ、豊富な技術系人材、そして魅力的な政府優遇措置を備えた地域に設置されてきました。しかし、こうした人気スポットは現在、急速に枯渇しつつあります。
かつてテクノロジー業界とは無縁だった地方のコミュニティが、今や不動産ブームの渦中に巻き込まれている。データセンター開発業者は、電力網への接続を求める要請をこれらの地域に殺到させている。オハイオ州コロンバス、アイオワ州アルトゥーナ、インディアナ州フォートウェインといった都市の公務員も、これらの開発業者から精力的に誘致されている。テクノロジー業界向けサービスを専門とする商業不動産会社JLLによると、これらの非主要市場では電力供給が急速に減少しており、開発業者は郊外、場合によっては未利用農地へと進出を迫られている。
グリッド・ストラテジーズは報告書の中で、送電網が需要に追いつかなければ、一部の地域では収入増加の機会を逃す潜在的リスクがあると警告している。
「幅広い電力会社が『この需要に対応できるかどうか分からない。供給能力を見直さなければならない。これほど供給が逼迫した状況はかつてない』と懸念を表明している」と、JLLデータセンター市場担当マネージングディレクターのアンディ・クベングロス氏は述べた。「今や誰もが電力を求めている。電力を求めてあらゆる場所を探し回っているのだ。」
アマゾンはバージニア州ウォーレントンで購入した土地にデータセンターを建設する計画を立てている。
「コロンバスの一部地域では地価が4倍に上昇し、シカゴの一部地域では3倍に上昇した」と指摘されている。「これは土地の問題だけでなく、電力へのアクセスの問題でもある」。また、高値で土地を購入した一部の開発業者が、送電網への接続ラッシュによって公共事業が過負荷状態になったため、損失を出して転売せざるを得なかったという報告もある。
これは、多くのアメリカ人が、これまで化石燃料で動いていた自動車、ヒートポンプ、IHコンロ、その他様々な家電製品の電力供給を電力網に頼るようになっている中で起きています。ホワイトハウスが推進するグリーン水素を生産するには、相当量のクリーンエネルギーが必要です。そのため、開発業者は、連邦政府からの多額の補助金に後押しされ、この強力なゼロエミッション燃料を生産できる工場の建設に奔走しています。
計画者の間では、電力網が環境に優しくなく、これらの要件を満たすほど強力ではないのではないかという懸念が高まっている。
エネルギー消費量の増加により、カンザス州、ネブラスカ州、ウィスコンシン州、サウスカロライナ州の石炭施設の閉鎖が滞っている。
ジョージア州の大手エネルギー会社ジョージア・パワーは最近、自社の予測がいかに外れていたかを明らかにして規制当局に衝撃を与えた。その主因はデータセンターであると特定された。
こうした需要の増加を受け、ジョージア州当局は、コンピューティング施設誘致のためのインセンティブ戦略の見直しを迫られています。コンピューティング施設は雇用創出には至らないものの、高額な固定資産税の支払いによって地域財政に大きく貢献する可能性があります。州議会の上院と下院の両院議員(いずれも共和党)は、データセンター誘致へのインセンティブを一時的に停止することを提案しています。
ジョージア州の規制当局は、料金支払者を保護すると同時に、最も重視する新規入居企業であるクリーンテクノロジーに注力する企業に十分な電力供給を保証する方法を検討している。電気自動車やグリーンエネルギー工場は、手頃な価格で安定した電力供給が期待できることから、ジョージア州への進出を熱望している。
新たなデータセンターハブの探索が始まった際、CBREのデータセンターソリューション責任者であるパット・リンチ氏は、「アトランタは歓迎してくれました。しかし、ジョージア・パワーは現在、潜在的な制約について警告しています…ほぼすべての市場で、これらのデータセンターの需要により電力供給不足に陥っています。」と述べました。
料金支払者の保護と、ジョージア州の新たな高価値テナントであるクリーンテクノロジー企業への十分な電力の確保の間でバランスを取る必要性が、ジョージア州の規制当局に課せられている。
同様の状況にあるもう一つの地域は、太平洋岸北西部です。オレゴン州では、ポートランド・ゼネラル・エレクトリック社が最近、今後5年間の新規電力需要予測を倍増させました。この予測では、データセンターの開発と急速な産業成長を需要増加の要因として挙げています。
この電力不足は、経験豊富なデータセンター開発業者であるマイケル・ハラブルダ氏とアーマン・カリリ氏の計画に影響を与えています。彼らの最新の事業は、ポートランドにある使われていないタイル工場の改修です。数ヶ月前、彼らは事業運営に電力供給は問題にならないと考えていました。しかし、電力会社から、施設に60メガワットの電力を供給できるかどうかを確認するために「回線と負荷の調査」が必要だと告げられました。これは4万5000世帯の消費電力に相当します。
ハラブルダ氏とカリリ氏が手掛けるポートランドの開発プロジェクトでは、主にオフグリッドの先進燃料電池を活用し、天然ガスを低排出電力に変換する予定です。このシステムは、送電網から得られる電力で増強されます。両氏は、南テキサスでの今後の事業において、送電網への依存を完全に排除することを決定しました。その代わりに、地中深くを掘削して地熱エネルギーを利用する予定です。
ハラブルダ氏によると、この拡張は国家と経済の両方にとって有益です。彼は、「将来の成長に向けた包括的な計画の欠如は、不利な状況につながる可能性があります。今後数年間、送電網の強化と強化に向けた真剣な取り組みが行われなければ、必要な電力供給を提供できないため、特定の機会が活用されない可能性があります」と主張しています。
米国の主要電力網のボトルネックに対する不満が高まるにつれ、複数の企業がオフグリッドの代替手段を徐々に実験し始めています。これらの企業の中でも、マイクロソフトとグーグルは、特定地域に設置された小型原子力発電所を通じて、エネルギー集約型産業機械への電力供給に期待を寄せています。マイクロソフトは、煩雑な原子力発電所の承認手続きを簡素化するためにAIを導入しています。さらに、ゼロエミッションの核融合エネルギー発電を目指す企業から電力を購入する契約を締結しました。しかし、オフグリッドへの挑戦には、規制や土地取得に関する重大な懸念が伴います。注目すべきは、計画されている種類の原子力施設は現在、米国では稼働していないということです。現時点では、核融合発電はまだ開発段階にあり、現実には実現していません。
Cormint Data Systems によるビットコイン採掘施設は、テキサス州フォートストックトンにあります。
大手テクノロジー企業は、より効率的な電力網運用のためにAIの活用に着手しています。これらの企業は、電力需要が急増した際に、コンピューティングタスクとそれに伴うエネルギー使用を、電力網がカーボンフリーエネルギーを利用できる時間帯と場所へ移行できるシステムを開発しています。これはGoogleの戦略に基づいています。しかし、データセンターのエネルギー需要の高まりに伴い、ゼロエミッションへの取り組みとAIイノベーションへの取り組みのバランスを取ることがますます困難になっています。
メキシコに拠点を置くことでボトルネックの回避を目指している米国企業、レイヤー9データセンターのCEO、マイケル・オルティス氏は、「これらの問題は消え去ることはありません。データセンターはより効率的にする必要があり、原子力のような再生可能で効率的なエネルギー源をより多く活用すべきです」と述べています。
世界最大級のデータセンター企業であるエクイニクスは、バックアップ電源として燃料電池を試験していると発表した。しかし、同社は将来の事業においても電力網を主力電源として維持できると楽観視している。
このボトルネックにより、全国の多くの主要空港でクリーンエネルギーへの移行を担当する担当者は、既に電力網の代替手段の検討を迫られています。電気レンタカーや地上整備トラックの充電だけでも膨大なエネルギー需要があります。ある調査によると、デンバー空港とミネアポリス空港の電力需要は2030年までに倍増すると予測されています。レンタカー大手のエンタープライズ、エクセル・エナジー、コンサルティング会社ジェイコブスが委託したこの調査では、2040年までに現在の3倍以上の電力が必要になると予測されています。
AlphaStruxureの交通担当バイスプレジデント、クリスティン・ウェイディグ氏は、電力会社は必要な容量を迅速に供給するために必要な機敏性を備えていない可能性があると主張しています。彼女はインフラ不足への懸念を指摘し、多様な対策が不可欠になると主張しています。また、空港が敷地内に構築されたクリーン電力「マイクログリッド」の大規模な増強を検討していることにも言及しています。
バイデン政権は、送電網のボトルネック緩和を主要目標に掲げています。しかしながら、これは政治的に議論の多い問題であり、連邦政府の権限は制限されています。必要な送電所と送電線の建設には、徹底的な環境調査、大規模な土地取得、そして費用分担に関する複雑な交渉が伴います。
このプロセスは州の規制機関と交差しています。費用負担や送電線の設置場所をめぐる州間の紛争が、将来のプロジェクトを度々阻害し、遅延させています。米国では2013年以降、新規送電線の設置が大幅に減少しています。現在、米国では年間1,000マイル(約1600キロメートル)の新規建設さえも困難になっています。プリンストン大学のジェシー・ジェンキンス教授率いる科学者グループは報告書の中で、バイデン大統領のインフレ抑制法によって得られる潜在的な排出量削減効果の80%は、現在の送電線建設率が急上昇しなければ、2030年までに無駄になる可能性があると警告しています。
データセンターの急増は、各州に新たな送電線を認可する新たな要求を課す一方で、その作業を複雑化させています。例えば、メリーランド州当局は、バージニア州ラウドン郡の主要データセンターに電力を供給することを目的とした52億ドル規模のインフラ整備計画に異議を唱えています。料金支払者の擁護機関であるメリーランド州人民評議会事務局は、送電事業者PJMの提案を「本質的に不公平」と非難しています。彼らは、この提案はメリーランド州の電力消費者にデータセンターへの送電コストの負担を強いる可能性があると主張しています。バージニア州はこれらのデータセンターの建設を熱心に求めており、州の税収増加に寄与していました。
住宅街の近くに位置するマイクロソフトとアマゾンのデータセンターは、バージニア州北部のかつての農地を占めている。
供給が減少するにつれ、電力網からの電力供給とその配給を誰が受けるかをめぐるストレスは増大するだろう。
テキサス州では、仮想通貨マイニング用のデータセンターの増加に伴い、逼迫した電力網に高額な負担をかけるのではないかという議論が巻き起こっている。コンサルティング会社ウッド・マッケンジーの分析によると、電力網との統合を目指す仮想通貨機能に必要な電力は、ピーク需要時にテキサス州で消費される電力の4分の1に相当するという。GoogleやMetaといった大手テクノロジー企業が運営するデータセンターとは異なり、仮想通貨マイニング事業者は、事業運営に必要なゼロエミッション電力を電力網に供給することを目的とした再生可能エネルギープロジェクトの設立を一般的に控えている。
ウッド・マッケンジー研究所の調査報告書の著者であるベン・ヘルツ=シャーゲル氏は、暗号通貨による電力網資源の消費が、イノベーションと経済成長を促進する可能性のある他のエネルギー消費活動を支えるテキサス州の能力を阻害する可能性があると指摘した。例えば、排出ガスゼロのグリーン水素燃料を製造する工場や、バスやトラックの電動化のための産業用充電ステーションなどだ。
長年にわたり、電力へのアクセスは問題となっていませんでしたが、全国の規制当局や電力会社のリーダーには、どのプロジェクトに電力供給の優先順位を与えるかを決定する権限が与えられていません。供給は先着順で行われており、順番待ちの列は長引いています。この問題に対処するため、一部の州では、仮想通貨マイニングによる膨大な電力へのアクセスを確保するための法律を制定しています。
「議員たちはこれを考慮しなければならない」と、ますます逼迫する電力供給の割り当てについてヘルツ=シャーゲル氏は述べた。「各州で設立したい戦略的産業は、これらの地域での設立に困難を経験する可能性がある。」
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