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エネルギー貯蔵

データセンターが電力を供給したらどうなるでしょうか?

次世代のコンピューティング キャンパスは、周囲のコミュニティのエネルギー インフラとなる可能性がある

データセンター、オンサイト太陽光発電、モジュール式蓄電池、安定電源、系統連系、双方向の電力潮流を持つ周辺コミュニティで構成されたエネルギーキャンパスの概念図。
負荷制御により、住宅全体のバックアップを協調運転計画へと変えます。
この記事の内容
  1. 水は文脈に値する - そして地元のエンジニアリング
  2. 「データセンター」はたくさんの仕事をしています
  3. エッジデータセンター
  4. エンタープライズデータセンター
  5. ハイパースケール データセンター
  6. 古いモデルには非常に大きな矢印が 1 つあります
  7. コンピューティングでパワーを発揮
  8. 太陽光発電、電池、タービンは同じ役割を争っているわけではない
  9. 太陽光発電は安価なエネルギーを供給する
  10. BESS は時間を管理します
  11. しっかりした発電が耐久力を供給
  12. BESS はデータセンターの成長に合わせて成長する必要があります
  13. ストレージは実際の負荷に追従可能
  14. 電力とエネルギーは独立して拡大可能
  15. メンテナンスのためにフリートを停止する必要はありません
  16. ハイパースケールでは、エネルギー システムは SLA のように見え始めます
  17. 太陽光発電は SLA の一部ですが、異なります。
  18. 柔軟な相互接続により、実際にはそれが必須になる可能性があります
  19. バッテリーには 2 人の顧客が必要です
  20. コミュニティは 3 番目の顧客であるべきです
  21. 「グリッドポジティブ」はクリエイティブカーボンアカウンティングよりも有用です
  22. テキサスは延長コード モデルの限界に達しました
  23. カリフォルニアは、別の方向から同じ質問に到達しました
  24. テキサス州とカリフォルニア州は偶然何かに合意した
  25. 将来のデータセンターは地域のエネルギー資産になる可能性があります

新しいデータセンターに関するほぼすべての会話のどこかで、誰かが非常に大きな数字をスライドに載せます。

通常、それはありますMWその後。

そのとき、公共事業プランナーは変電所について考え始め、電気技術者は頭の中で計算をし始め、そして他の誰もが近所のエアコンが人工知能との入札合戦に突入するのではないかと疑問に思い始めるのです。

その懸念は理解できます。

ローレンス・バークレー国立研究所の 2026 年の最新情報では、U.S. データセンターがおよその電力を消費する可能性があると推定されています。2030 年までに年間 649 TWh基準ケースでは、不確かさの範囲は521 ~ 843 TWh。それはおおよそ次のようになりますU.S. の総電力消費量の 9.5% ~ 15.3%、業界の発展次第です。[1]

それが本当の負荷です。

これが、次世代のデータセンターが異なる前提に基づいて設計される必要があると私が考える理由でもあります。

十分に大規模なコンピューティング キャンパスは、ローカルの電力システムに数百メガワットを要求するだけで到着するべきではありません。

より良い質問に対する信頼できる答えが得られるはずです。

私たちはどのようなエネルギーインフラをもたらしているのでしょうか?

適切に実行すると、その結果は、異常に大規模な電気顧客というよりも、たまたま大量のコンピューティング機器を備えた民間資金によるエネルギーキャンパスのように見え始めます。

そして、最大規模では、その区別によって、どのプロジェクトが構築され、どのプロジェクトが相互接続され、どのコミュニティが実際にそれを望んでいるのかが決まる可能性があります。

水は文脈に値する - そして地元のエンジニアリング

水は大規模なデータセンター開発に関して最初に提起される反対意見の 1 つであるため、この規模についてはある程度の文脈が必要です。

バークレー研究所は、U.S. データセンターが直接消費したのは約2023 年には 660 億リットルの水、またはおおよそ174億ガロン。ハイパースケールおよびコロケーション施設は、直接消費の 84% を占めました。[2]

EPA の推定では、アメリカ人はほぼシャワーを浴びるだけで年間 1 兆 2000 億ガロンの水が消費される[3]

これらの数字を並べると、その基準年の U.S. データセンター フリート全体のオンサイトでの直接的な水の消費量はおおよそ次のようになります。アメリカの年間シャワー水消費量の 1.5%

どうやら、アメリカンシャワーは国家インフラ計画の驚くほど有用な単位であるようです。

それで水の問題が消えるわけではありません。

水は非常に局地的なものです。

バークレー研究所自身もその点を指摘しています。蒸発冷却は地域の水利用に関する当然の懸念を引き起こす可能性があり、施設内の水消費量の削減と冷却エネルギー需要の増加の間には実際のトレードオフが存在します。空冷、液体冷却、ドライクーラー、エコノマイザー、再生水戦略はすべて異なる動作をします。[2]

したがって、有益な質問は単に「データセンターは水を使用しますか?」というものではありません。

ほぼすべてのことが当てはまります。

役立つ質問は次のとおりです。

  • いくらですか?
  • どこから?
  • どのような季節条件下でしょうか?
  • どのような冷却アーキテクチャを採用していますか?
  • 実際に引き出されるのではなく消費されるものは何ですか?
  • どれくらいが回収または再利用されますか?
  • そして、その数字は、地元の水の予算は?

テキサス州の現在のデータセンター監査では、水の予測消費量、水源、再利用、冷却技術など、基本的に開発者と同じ質問をしている。[22]

それが問題に対処する正しい方法です。

水は立地およびエンジニアリング上の制約であり、データセンターが存在すべきかどうかを示す特に有用な国家的略語ではありません。

「データセンター」はたくさんの仕事をしています

500 個程度の MW 番号を無造作に投げ始める前に、確立する価値のあるコンテキストがもう 1 つあります。

データセンターはサイズではありません。

電気的特性が桁違いに異なる設備に対しても同じ用語を使用します。

それは、「ボート」を漁船と空母を同じ意味で使いながら海洋工学について議論するのと少し似ています。

両方とも浮いてます。その後、用語はあまり役に立たなくなります。

すべてのカテゴリを分ける普遍的に受け入れられているメガワットの境界はありません。これは、用語が電気容量と同様に所有権、ワークロード、アーキテクチャ、レイテンシ、および動作モデルを表すためです。

ただし、エネルギー設計の観点からは、大きく 3 つのグループが役立ちます。

エッジデータセンター

エッジ施設は、コンピューティングを、それを使用するユーザー、マシン、またはアプリケーションに物理的に近づけます。

通常、遅延が原因です。

2025 年の国立研究所の研究では、20 MW 未満エッジ データ センターの実用的な定義として、多くの個々のサイトが以下にあることに注意してください。5 MW。同じ調査では、グリッドに関する重要な問題を指摘しています。小規模なエッジ設備が同じ配電フィーダに蓄積され、個別にささやかな負荷が集まると、非常に大きな局所的な問題が発生する可能性があります。[5]

ただし、このサイズクラスは電気的にも興味深いものです。

数メガワットのコンピューティングを十分な BESS、ローカル発電、および制御と組み合わせることで、独立した電力会社に似たものを構築することなく、真にレジリエントなローカルマイクログリッドを構築できる可能性があります。

エンタープライズデータセンター

エンタープライズ データ センターは主に、容量ではなく所有権によって定義されます。

DOE はそれらを施設として説明しています単一の会社によって所有および運営されている、その組織の運営にとって重要であり、多くの場合は大型ですが、通常はハイパースケール施設よりも小規模です。[6]

銀行、大学、製造業者、医療システム、大企業のキャンパスがこの世界に該当することがよくあります。

その電気アーキテクチャは、マイクログリッドを扱う人にとってはますます馴染みのあるものに見えてきます。

公共サービス、UPS、BESS、スタンバイまたはプライム発電、適切な場合は再生可能発電、優先負荷、全体の配置の上に位置するエネルギー管理システム。

ハイパースケール データセンター

ハイパースケールは、権力に関する会話が性格を変え始める場所です。

ハーバード大学主導の最近の研究で検証された403 のハイパースケール施設が稼働中、平均電気容量は約40 MWそのデータセット内にあります。一方、国家研究所の計画作業では、米国内に出現しているハイパースケール施設について説明しています。100 MW からマルチギガワット範囲。[16]

この明らかな広がりは、有益なことを教えてくれます。つまり、業界の変化が非常に速く、語彙が追いつくのに苦労しているということです。

提案されている最新のキャンパスは、運営されている多くのハイパースケール施設よりも大幅に大きい。

そして、ストレージの演算はすぐに楽しくなります。

5 MW の設備が全負荷で 4 時間を必要とするということは、20 MWh利用可能な貯蔵エネルギーの量。

50 MW では、200 MWh

500 MW では、2 GWh

500 MW で 8 時間は 4 GWh です。

丸 1 日は 12 GWh です。

同じ掛け算です。

非常に異なる土木工事パッケージ。

これは、住宅関連で説明した電力とエネルギーの区別と同じです。家全体のバックアップは一度にすべての負荷を意味するべきではありません:kW は一度に実行できる量を決定します。 kWh は実行できる時間を決定します。ハイパースケールは物理を変更しません。むしろゼロをさらに追加するだけです。

これが、単一の一般的な「データセンター エネルギー戦略」が存在できない理由です。

エッジ施設の場合、BESS は合理的に停止耐久性のかなりの部分を担う可能性があります。

企業施設の場合、蓄電設備は事業継続、ピーク管理、発電方式の移行に役立ちます。

ハイパースケールでは、BESS はますます電源システム自体

そして、そこがこの機会が興味深いところです。

エッジ、エンタープライズ、ハイパースケールの各データセンターについて、一般的な役割、立地、エネルギー構成を比較した図。
スケールは電気的な戦略を変えます。エッジ、エンタープライズ、およびハイパースケール施設はすべてデータ センターと呼ばれますが、相互接続、復元力、エネルギー インフラストラクチャの問題は大きく異なります。サイズ範囲は業界の普遍的な定義ではなく、例示的なものです。

古いモデルには非常に大きな矢印が 1 つあります

データセンターの従来の電気図は簡単に作成できます。

左側がユーティリティ。

右側がデータセンター。

それらの間にある非常に大きな矢印。

個々のキャンパスが数百メガワット、ギガワットに近づくにつれて、このモデルを守るのはさらに難しくなります。

より良い図には、両方向に向かう矢印があります。

DOE の電力局は現在、データセンターなどの大規模な負荷を従来の送電と配電の拡張だけよりも早く統合する方法としてマイクログリッドを明確に検討しています。 DOE は、これらの施設が周囲の電力システムもサポートできる方法として、オンサイトの発電、貯蔵、デマンド レスポンス、周波数調整、およびその他の付随サービスを特定します。[4]

将来のコンピューティング キャンパスでは、次のものが組み合わされる可能性があります。

  • 専用または電気的に近接して供給可能な発電。
  • 大規模太陽光発電。
  • モジュラーBESS;
  • 制御可能な機械的負荷とコンピューティング負荷。
  • グリッド対応のマイクログリッド コントロール。
  • 電力網から独立して動作する能力。
  • 定義された回復力の予備力。
  • 柔軟な相互接続契約。そして
  • 周囲の送電網に支援が必要な場合に電力の輸出入を削減できる機能。

この時点では、単に負荷がかかっているわけではありません。

私たちは、非常に大きなコンピューターが接続されたエネルギーキャンパス

コンピューティングでパワーを発揮

このアーキテクチャの初期の例はすでに現れています。

DOE のケンタッキー州パデューカ拠点では、2026 年 7 月に発表されたプロジェクトで、およそ1.8 GW AI とハイパフォーマンス コンピューティング キャンパス、によってサポートされています2 GW 系統接続型の新しい天然ガス発電、トランスミッションのアップグレードなど、2.6 バッテリーストレージのGW

特に興味深い設計上の選択は、DOE が、発電とエネルギー貯蔵が目的であると述べていることです。キャンパス独自の要件を超える、余剰電力を地域の送電網に供給できるようになります。[18]

サバンナ・リバー・サイトでは、DOE/NNSA が以下を組み合わせた提案を選択しました。約 2 GW のオンサイト発電を備えた 1 GW データセンター、当初は原子力発電への経路を意図した天然ガスを使用していました。繰り返しになりますが、このプロジェクトは、既存の電力網が単に新しい負荷を吸収すると仮定するのではなく、専用の発電を中心に構成されています。[19]

明らかに、発表からプラントの稼働までの間にいくつかの会議室を占有し続けるには、許可、排出ガス、伝送に関する調査、燃料インフラ、資金調達、および十分な規制上の事務手続きが必要です。

Power プロジェクトには、直線をフローチャートに変える素晴らしい能力があります。

しかし、アーキテクチャは重要です。

ギガワット規模では、自分の電力の持ち込みは、変電所の持ち込みに代わる信頼できる選択肢になりつつあります

太陽光発電、電池、タービンは同じ役割を争っているわけではない

すべてのテクノロジーがすべてを実行できることを証明することを要求するのをやめると、エネルギーに関する会話が大幅に改善されることがよくあります。

それはできません。

太陽光は、資源が利用可能なうちに限界費用の低いエネルギーを生産するのに非常に役立ちます。

バッテリーストレージは、エネルギーを時間の経過とともに移動させ、送電網や負荷の状態の変化に迅速に対応するのに非常に役立ちます。

安定発電は、停電、気象現象、または送電網の制約が貯蔵エネルギーの予算を超えて続く場合に非常に役立ちます。

それらの仕事は重なっています。

それらは同じではありません。

太陽光発電は安価なエネルギーを供給する

十分に大規模な太陽光発電設備を設置すれば、日中のキャンパスの需要を相殺し、蓄電器を充電し、燃料消費量を削減できます。

DOE は、太陽光発電と蓄電器を組み合わせることで、生産量が多いときに過剰な太陽光発電を回収し、負荷が高いときや太陽光が利用できないときに後で電力を供給できると指摘しています。貯蔵はまた、短期的な太陽光変動を抑制し、回復力のある電力を供給するのに役立ちます。[12]

追加の燃料を調達せずに電力を生み出せることには、経済的な合理性があります。

サンの請求部門は依然として著しく人員が不足している。

BESS は時間を管理します

BESS は迅速な作業を処理します。

次のことが可能です。

  • 滑らかなランプ。
  • ピークをクリップします。
  • 過剰な太陽光発電を吸収します。
  • ブリッジジェネレータが起動します。
  • 必ずしも別の燃焼機械をオンラインにしておく必要がなく、回転に相当する予備を提供します。
  • キャンパスインポートを数秒で削減します。
  • 周波数と電圧をサポートします。
  • マイクログリッドを電力網から独立した運用に移行する。そして
  • データセンター自体のために保護されたエネルギー予備を保持します。

2026 年の査読済みの国立研究所のデモンストレーションでは、70 MW グリッドインタラクティブ データセンターBESS とマイクログリッド コントロールを使用します。このシステムは、公共需要の柔軟な要求に約 1 時間以内に応答しました。10秒、電圧および周波数イベントをサポートし、電力網から独立した運用に移行し、コンピューティング サービス レベル要件を維持しました。[7]

これは、「大きな UPS」よりもはるかに興味深い職務内容です。

しっかりした発電が耐久力を供給

しかし、最終的には、数日にわたる停電は電力の問題ではなくなり、エネルギーの問題になります。

ここでは調整可能な発電設備が引き続き有効です。

天然ガスタービンは、地元の企業に相当な生産能力を提供できるため、一部の大規模キャンパスにとっては明らかに短期的な選択肢です。 DOE のパデューカ川とサバンナ川のプロジェクトは、これがすでにギガワット規模で検討されていることを示しています。[18]

それはそうですそうではないつまり、単にタービンが存在するというだけの理由で、タービンは 1 日 24 時間フル出力で稼働し続ける必要があるということです。

適切に制御されたプラントでは、適切な場合に太陽光および送電網エネルギーを使用し、エネルギーが豊富なときにバッテリーを充電し、ピーク時に蓄電器を放電し、耐久性のあるリソースとして供給可能な発電を維持できます。

長期的には、企業の資源はガス、原子力、地熱、その他の資源になる可能性があります。

マシンのロゴよりも機能が重要です。

太陽光発電はエネルギーを供給します。

BESS は時間を管理します。

安定電源が長時間の供給を担います。

それぞれのテクノロジーに実際に得意な仕事を与えてください。

BESS はデータセンターの成長に合わせて成長する必要があります

ストレージがデータセンターに異常に適合する理由はもう 1 つあります。

データセンターはすでにモジュール化されています。

500 MW のマスター プランは、通常、誰かが火曜日の朝に最後の 500 MW のコンピューティングをインストールすることを意味するものではありません。

建物は委託されています。

ホールには人が集まっています。

変電所が追加されます。

冷却能力が高まります。

ユーティリティ容量は段階的に現れる可能性があります。

BESS も同じ開発曲線をたどることができます。

オークリッジ国立研究所は、ユーティリティ規模のストレージの重要なアーキテクチャとして、モジュラー システムと調整された自動構成制御について説明しています。パシフィック・ノースウェスト国立研究所は、バッテリー要素を独立して制御し、故障を分離できるモジュール式の再構成可能な BESS コンセプトを個別に実証しました。[8][9]

大規模なデータセンター キャンパスの場合、これによりいくつかの利点が生まれます。

ストレージは実際の負荷に追従可能

究極のキャンパスのための電気バックボーンと制御アーキテクチャを構築します。

フェーズ 1 で最初の BESS ブロックをインストールします。

コンピューティングが到着したらさらに追加します。

予測モデルに対する信頼を示すためだけに、初日から 10 年用バッテリーを購入するメリットはほとんどありません。

AI ハードウェアはおそらく 10 年後も同じではないでしょう。

バッテリー技術もそうではないかもしれない。

しかし、コンジットはまだ比較的予測可能です。

電力とエネルギーは独立して拡大可能

新しい計算フェーズでは追加のコンポーネントが必要になる場合がありますMWさらに 4 時間のキャンパス全体のストレージを必要とせずに、高速応答のバッテリー電力を利用できます。

新しいレジリエンス基準には、さらに多くのことが必要になる可能性がありますMWhインバータ電力を比例的に増加させることなく、

太陽光発電の拡張は、単に生産を確保するために、より多くのエネルギー貯蔵容量を正当化する可能性があります。

新しい送電網サービス契約により、相互接続点で必要な放電電力が増加する可能性があります。

これらは異なる設計ドライバーです。

ストレージ アーキテクチャは、選択したテクノロジーが許す限り、独自に進化する余地を残すべきです。

メンテナンスのためにフリートを停止する必要はありません

モジュール式プラントは、障害を考慮して設計することもできます。

なぜなら、最終的には何かが失敗するからです。

機器を所有している人であれば、これは驚くべきことではありません。

PNNL のモジュラー研究は、有用な原理の 1 つを実証しています。それは、障害が発生した要素を隔離しながら、残りのシステムは動作を継続できるということです。[9]

キャンパス規模では、その哲学はバッテリー エンクロージャ、PCS ブロック、変圧器、保護ゾーン、制御、および熱システムに拡張できます。

2 GWh ストレージ プラントは、1 つの 2 GWh アプライアンスのように動作しないでください。

艦隊のように動作する必要があります。

これにより、段階的な再電力供給やライフサイクル交換もはるかに管理しやすくなります。

保護予備力、運用可能容量、障害分離、フリート運用、拡張性を示す、3段階のモジュール式蓄電池増設図。
モジュール式ストレージにより、BESS は 10 年目の想定を 1 年目の機器に強制するのではなく、実際のキャンパスの構築に従うことができます。追加のブロックが派遣可能容量とメンテナンスの柔軟性を生み出す一方で、予備義務は保護されたままになります。

ハイパースケールでは、エネルギー システムは SLA のように見え始めます

これは私が特に重要になると思う部分です。

データセンターはすでにサービスレベル契約の世界に住んでいます。

可用性。

応答時間。

容量。

回復。

パフォーマンス。

お客様は、電気室が大変な午後を過ごしたことなど気にしていません。サービスは義務を果たしたか、果たさなかったかのどちらかです。

ハイパースケールでは、キャンパスと電気システムの間の関係はますます同じように発展する可能性があります。

DOE はすでにこの用語を使用しています「回復力アップタイム保証」定義されたレベルの電力サービスを維持するために分散型エネルギー リソースが使用される構成、特にデータ センターを、その保証が価値のある重要なインフラストラクチャの種類として特定します。[11]

それはエネルギー SLA に非常に近づいています。

次のような内容を定義する相互接続またはサービス契約を想像してください。

保護された予約:重要なコンピューティングのために、指定された量以上の使用可能な BESS エネルギーを維持します。

グリッド応答機能:対象となるイベントの 10 秒以内に、ユーティリティのインポートを定義されたメガワット数だけ削減します。

抑制機能:指定されたグリッド インポートしきい値を 2 時間下回ったままになります。

ライドスルー:定義された周波数または電圧の変動を通じて重要なコンピューティングを維持します。

島の移行:コンピューティング可用性要件に違反することなく、指定されたキャンパスの負荷をマイクログリッド運用に移行します。

回復ランプ:熱心な 1 回の手順ですべてを再接続するのではなく、制御されたシーケンスで数百メガワットの負荷を電力会社に戻します。

国立研究所のテストでは、データセンター アーキテクチャにおけるこれらの動作のいくつかがすでに実証されています。[7]

つまり、BESS は単なるバックアップ機器ではありません。

バッテリーは、キャンパスの送電網へのサービス提供を強化するマシンの 1 つになります。

太陽光発電は SLA の一部ですが、異なります。

太陽光発電には少し異なる処理が必要です。

太陽電池アレイは、雷雨中の午前 2 時に特定のメガワット数を保証することはできません。

天候は伝統的に契約交渉に抵抗してきました。

したがって、太陽光発電自体は稼働時間を保証するものではありません。

しかし、それは間違いなくキャンパスの一部を形成することができますエネルギー性能義務:

  • 設置された再生可能容量。
  • 年間の再生可能エネルギー生産量。
  • 敷地内の発電によって供給されるキャンパスエネルギーの割合。
  • BESS の再生可能充電要件。
  • 年間最大グリッドインポート。
  • 排出原単位の約束。または
  • 資格条件中の輸出約束。

DOE は、太陽光発電と蓄電を組み合わせると、発電したエネルギーを蓄電池から後で利用でき、太陽光発電の出力や建物負荷が変化しても安定した電力を維持できるため、太陽光発電単独よりもレジリエンスが高まると指摘しています。[13]

したがって、私はそれを次のように組み立てます。

BESS は、応答性と可用性 SLA をサポートします。

ソーラーはエネルギーパフォーマンス SLA をサポートします。

太陽光発電 + BESS + 配電可能な発電 + 制御により、キャンパスレベルのエネルギー SLA をサポートします。

十分に大規模になると、これらのリソースは持続可能性の付属品ではなくなります。

これらは、コンピューティング能力の存在を可能にするものの一部です。

柔軟な相互接続により、実際にはそれが必須になる可能性があります

これは、ユーティリティ サービス自体が条件付きの場合に特に興味深いものになります。

プリンストン ゼロ ラボのフレキシブル データセンターに関する 2025 年の取り組みでは、フレキシブルな相互接続とデータ センターの組み合わせを評価しています。自分の容量を持ち込む、電池、太陽光、企業リソースなど。そのモデル化された構成は、伝送容量または発電容量が制限されている比較的短い時間中に、データセンターがオンサイトまたは契約リソースを使用しながら、ほぼ継続的なグリッド サービスをどのように受けられるかを示しています。この研究は Google によって後援されており、公開する価値はありますが、この研究では確立された電力システム モデリング アプローチが使用されており、仮定が明確になっています。[14]

概念的には、将来の合意は次のようになります。

300 MW のしっかりとしたグリッド サービス。

指定されたグリッド制約が発生したときにキャンパスが正味需要を削減できる場合は、さらに 200 MW が利用可能です。

現在、BESS はオプションではありません。

コントロールはオプションではありません。

発電計画は必須です。

これらは、商用利用可能な追加の 200 MW のコンピューティングをサポートするインフラストラクチャです。

1 つのバッテリー ブロックがメンテナンス中である場合、制御はそれを認識する必要があります。

タービンが利用できない場合、予備必要量が変化します。

太陽光発電の生産量が予測を上回り、バッテリーが満杯になった場合、輸出能力は変化します。

その時点で、有益な質問は次のとおりではなくなります。

バッテリーの大きさはどれくらいですか?

それは次のとおりです。

現時点でキャンパスはどの程度の電力とエネルギーを安全に約束できるでしょうか?

それはコントロールの問題です。

そして、データセンターは制御の問題に非常に慣れています。

バッテリーには 2 人の顧客が必要です

データセンターのそばに数百、数千メガワット時のストレージを設置すると、別の結果が生じます。

バッテリーはデータセンターのみに役立つ必要はありません。

その最初の顧客は間違いなくコンピューティング負荷です。

システムは、回復義務を満たすために必要な保護された予備を維持する必要があります。

今日の市場スプレッドを改善するために明日の緊急準備金を販売する施設は、エネルギー取引とエンジニアリングを混同しています。

ただし、その予備量を超えると、ストレージが経済的にアクティブになる可能性があります。

FERC 注文番号 841 により、組織的な卸売に参加する資格のある蓄電リソースへの障壁が取り除かれました容量、エネルギー、および付帯サービスの市場[20]

現地の市場、料金プラン、および相互接続契約に応じて、キャンパス BESS は以下を通じて価値を提供する可能性があります。

  • 卸売エネルギー。
  • 周波数調整。
  • その他の付随サービス。
  • 能力または資源の適切な取り決め。
  • 要求応答。
  • ピークの低減。
  • 混雑管理。
  • 催告請求を回避した。または
  • 二国間公共事業契約。

DOE と国立研究所の研究も同様に、最新の BESS を単一目的の緊急機器ではなく、マルチサービス グリッド インフラストラクチャとして扱います。[10]

バッテリーの最初の顧客はデータセンターです。

2 番目の顧客はグリッドになる可能性があります。

そして、3番目があってもいいと思います。

コミュニティは 3 番目の顧客であるべきです

データセンターが発電、ストレージ、伝送の改善に資金を提供する場合、公的利益が以下にとどまらなければならない特別な理由はありません。

「電気代は増やさないことをお約束します。」

これは、数十億ドルのインフラストラクチャに対するかなり控えめなセールストークです。

保護された回復力予備力を確立したキャンパスを考えてみましょう。

BESS は健全です。

太陽光発電は好調だ。

安定電源を利用できます。

グリッドは午後のピークに達します。

500 MW をインポートする代わりに、おそらくキャンパスは 300 をインポートします。

あるいは100。

おそらく電気的に中性になるのでしょう。

十分な発電とエネルギー貯蔵があれば、おそらく矢印は逆転するでしょう。

それにより、測定可能な経済価値が生まれます。

一部はデータセンター運営者に属します。

一部は電力市場で収益化される可能性があります。

一部は、より高価な代替手段を避けた公益事業者またはシステム運営者に属します。

なぜその一部がコミュニティのエネルギーの配当?

それは次のことを意味するかもしれません:

  • 近くの顧客に対するピークイベントクレジット。
  • 地方自治体のエネルギー強靱化基金。
  • コミュニティ BESS インストール。
  • インフラの改善。
  • 年間の地域エネルギークレジット。
  • 低所得の料金支払者への直接支援。または
  • 定義された輸出イベント中の現地のエネルギー料金が削減されます。

そして、はい、特に優れたバージョンでは、時折発生する可能性があると思いますエネルギーチャージゼロのコミュニティデイ

必ずしも文字通りの公共料金が 0 ドルになるわけではありません。

バッテリーが特に生産性の高い火曜日だったため、顧客の固定料金、税金、送電、流通コストが消えるわけではありません。

しかし、エネルギー部分は?

それは少なくとも技術的には想像可能です。

コーネル大学の研究者は現在、別の関連する概念を研究しています。抑制クレジット市場これにより、データセンターは他の柔軟な負荷を支払って制約のある期間の消費を削減し、高価値のコンピューティングの経済的価値の一部を料金支払者に還元することができます。[17]

仕組みが違う。

同じ興味深い原理:

コンピューティングは並外れた経済価値を生み出します。その価値の一部は、電気システムの他の場所で柔軟性を得ることができます。

通常運転、系統ピーク時の受電削減、保護予備力を維持しながら地域を支援する電力輸出という、データセンター・エネルギーキャンパスの運転状態。
1 つのキャンパス、3 つの動作モード。同じ資産で最初にサイトにサービスを提供し、制約のあるイベント中の送電網需要を削減し、保護されたレジリエンス予備量が満たされた後にエネルギーを輸出する可能性があります。

「グリッドポジティブ」はクリエイティブカーボンアカウンティングよりも有用です

このアーキテクチャは、業界にさらに優れた公開ストーリーも提供します。

しかし、私はそれを「ネット・ゼロ」の創造的にハイフンでつながれた別のバージョンに変えようとすることに抵抗します。

天然ガスを現場で燃焼させると、直接排出が発生します。

数えてみてください。

太陽光発電や蓄電池が、より高価な、または排出量の多い限界電力発電に取って代わられるのであれば、それも考慮に入れてください。

システムのピーク時にキャンパスがエクスポートする場合は、それを測定します。

システムに余裕がある午前 3 時にキャンパスでインポートが大量に行われ、午後 5 時にエクスポートするとします。誰もが電力を必要とするとき、年間の MWh だけでは、その電力網の価値を特に適切に表すことはできません。

本格的なプロジェクトではスコアボードを公開する必要があります。

  • 年間送電網エネルギーの輸入。
  • 年間エネルギー輸出。
  • 最大電力網需要。
  • 最大輸出。
  • BESS 電力と使用可能なエネルギー;
  • 保護された回復力の予備。
  • 制御可能な電力需要の削減。
  • オンサイトでの再生可能発電。
  • 企業による発電燃料の使用。
  • 水の消費量。
  • 再生水の割合。
  • 直接燃焼による排出物。
  • 推定回避限界排出量。
  • プロジェクトによって資金提供された送電投資。そして
  • コミュニティにエネルギーの恩恵をもたらします。

次に、特に有用なメトリクスを 1 つ追加します。

年間でグリッドの最も拘束された 50 時間または 100 時間の間に、キャンパスは何をしましたか?

この点で、制御可能なデータセンターは通常の大きな負荷とは区別できます。

施設は、電力システムに最も負荷がかかるときに正確に需要を削減または反転することで、年間相当量のエネルギーを消費しながらも、意味のあるグリッド価値を提供できます。

これは、サーバーラックの横に緑の葉っぱを置くよりもはるかに有益な主張です。

EPA の AVERT ツールは、再生可能発電、エネルギー効率、および貯蔵配電の変化に伴う限界排出量の影響を推定する確立された方法の 1 つを提供します。[27]

テキサスは延長コード モデルの限界に達しました

テキサス州は規模の問題を異常に明確に示している。

2026 年 8 月 3 日、グレッグ アボット知事は、テキサス州公共事業委員会と ERCOT に対し、ERCOT の相互接続プロセスを通過するデータセンター プロジェクトをさらに進める前に監査するよう指示しました。

ERCOT は以上のものを検討していました474 GW の接続リクエスト- システムの記録的なピーク需要の 5 倍以上 - と知事室は次のように述べています。新規電力リクエストの 90% はデータセンターに関連していました[22]

474ギガワットというのは、テキサス州ですら「ちょっと待って」と言わせるのに十分だ。

その結果、ERCOT は、検証プロセスが完了している間、関連するバッチ ゼロの進行を一時停止しました。[23]

重要なのは、これはデータセンターに対する全面的な禁止ではないということです。

ERCOT の大負荷フレームワークは、オンサイト発電を提案する顧客と削減義務を喜んで受け入れる顧客を特に認識しますが、真に島にある施設は通常、通常の系統相互接続プロセスの外にあります。[28]

まさにそれが重要な区別です。

500 MW の柔軟性のない負荷と、自己供給、削減、系統サポートが可能な 500 MW のエネルギー キャンパスは、同じ計画上の問題ではありません。

彼らを同じように扱ってはなりません。

カリフォルニアは、別の方向から同じ質問に到達しました

カリフォルニア州では、この問題への対応がかなり異なっています。

これには、どちらの州にも詳しくない人は驚かないだろう。

CAISO は 2026 年に大負荷イニシアチブを開始し、データセンターや他の大手電力顧客が送電システムに接続し、やり取りする方法に対処しました。この取り組みには、信頼性、需要の柔軟性、コスト配分、他の顧客へのコスト転嫁の防止が明確に含まれています。[24]

カリフォルニア州の現在の計画資料は別のことを予測している2030 年までにデータセンター負荷が 1.8 GW、2040 年までに 4.9 GWCAISO バランス領域内。[29]

CPUC は、大負荷の顧客を個別に処理する可能性を含め、新しいデータセンターやその他の大規模な負荷に、それらが引き起こすコストをどのように割り当てるべきかを同時に検討しています。[25]

カリフォルニア州の数字の 1 つも、権力に関する議論で驚くほど頻繁に取り上げられるため、説明する価値があります。

50 MW は、データセンターが突然「ユーティリティになる」一般的なしきい値ではありません。

カリフォルニア州エネルギー委員会の 50 MW しきい値は、主に発電所の立地と火力発電施設の認可基準。カリフォルニア州には、特定の大規模なクリーン エネルギーおよび貯蔵プロジェクトに対して個別のオプトイン許可規定もあります。[26]

50メガワットは重要です。

昼食時に時々割り当てられる法的機能をすべて実行するわけではありません。

テキサス州とカリフォルニア州は偶然何かに合意した

政治的には、テキサス州とカリフォルニア州がエネルギー政策で合意するのは珍しいことであり、私は通常、計器類をチェックするだろう。

はっきり言っておきますが、彼らは同じ政策を採用していません。

テキサス州は、大規模な相互接続キューに異例の監査および検証プロセスを課しました。

カリフォルニア州は、伝送要件、料金設計、柔軟性、コスト配分に取り組んでいます。

FERC は現在、全国的に同じ議論に参加しています。 2026年6月、欧州委員会は管轄下の地域送電事業者6社すべてに対し、大規模負荷の統合に関するルールの正当化または改革を命じた。 FERC が具体的に特定した 5 つの分野には、コスト転嫁の防止、メーター内発電への対応、柔軟な送電サービス、電気的に近接した大きな負荷に対応する発電プロセスが含まれます。[21]

異なる政治。

さまざまな市場。

さまざまな規制構造。

しかし、その根底にある工学原理は驚くほど似ています。

非常に大きな新しい負荷によってシステムの信頼性が損なわれてはなりません。また、既存の顧客がインフラストラクチャの料金を黙って継承すべきではありません。

AI と U.S. グリッドを研究しているハーバード大学の研究者らは、行き詰まったインフラストラクチャ、メーター内リソース、柔軟性、急速に増大するコンピューティング需要に対応するコストを最終的に誰が負担するかという点に関して、同様の新たな疑問を浮き彫りにしました。[15]

エレクトロンは超党派の立場を確立したようだ。

将来のデータセンターは地域のエネルギー資産になる可能性があります

今から 10 年後、最も説得力のあるハイパースケールの提案は、次のようなスライドでは提供されないのではないかと思います。

「これが私たちが必要とする電力量です。」

それはこう言って届きます:

計算負荷は次のとおりです。

これが私たちの整備する発電設備です。

これがモジュール式の BESS アーキテクチャです。

ここでは、フェーズ 1 で設置されたストレージ容量とフェーズ 5 までの拡張パスを示します。

こちらが当社の太陽光発電の様子です。

こちらが当社の派遣可能発電です。

ここには経済派遣には決して参加しないレジリエンス予備軍がある。

10 秒間に除去できる電力網の需要の量は次のとおりです。

10分間持続できるのは次のとおりです。

4時間持続できるのはこれです。

停止から 3 日目に何が起こったかを次に示します。

我が家の水道予算はこちらです。

これが私たちの排出量です。

これが私たちが支払っているインフラストラクチャです。

これが最大インポートです。

これが最大輸出額です。

こちらは省エネ性能のSLAです。

これはグリッド応答の SLA です。

そして、ホストコミュニティがその見返りとして受け取るものは次のとおりです。

この時点で、プロジェクトを単に「データセンター」と呼ぶことは、そのプロジェクトを過小評価し始めます。

これは、エネルギー キャンパス内に組み込まれたコンピューティング インフラストラクチャです。

マイクログリッドを運用する可能性がある。

卸電力市場に参加する可能性がある。

それは地域の公益事業を支援するかもしれない。

ピーク時に電力を輸出する可能性があります。

それがなければ存在しなかったはずの発電設備への資金となる可能性があります。

最終的にはコミュニティのエネルギークレジットを提供する可能性があります。

電気的な観点から見ると、必ずしも法的には電力会社ではなくても、電力会社のように動作し始めます。

そしておそらくそれは業界にとって有益な方向性です。

今日、公の場で話題になっているのはどのデータセンターか消費する:

パワー。

水。

土地。

送信。

インフラストラクチャー。

より優れたプロジェクトには、別の列を追加する機会があります。

発電。

保管。

グリッドの柔軟性。

回復力。

インフラ投資。

コミュニティのエネルギー。

500 MW データセンターには常に膨大な電気負荷がかかります。

算術を変更する賢い制御パッケージはありません。

しかし、単純に電力を消費する 500 MW 施設と、十分な発電量 BESS と、それが系統負荷であるべきか、系統にはほとんど見えないのか、あるいは供給の一部であるべきかを秒単位で決定する制御能力に囲まれた 500 MW 施設との間には、非常に大きな違いがあります。

後者はかなり興味深いマシンです。

また、発電、モジュラー BESS、制御、ユーティリティ要件、復元力をすべて 1 つのシステムとして扱う必要があるほど負荷が大きくなったプロジェクトに取り組んでいる場合は、お気軽にお問い合わせください。

私たちは、矢印が両方向を指す電気システムに取り組んできました。

それらは楽しいものになる傾向があります。

出典

  1. ローレンス・バークレー国立研究所. 米国データセンターのエネルギー使用量レポート: 2025 年最新情報 (2026 年)

  2. ローレンス・バークレー国立研究所. 2024 年米国データセンターのエネルギー使用量レポート

  3. U.S. 環境保護庁. WaterSense: シャワーヘッド

  4. U.S. エネルギー省電力局. マイクログリッド、大規模電力負荷、送電網サポート (2026)

  5. DOE OSTI. 分散型エッジ データセンターと大規模相互接続をサポートするための構築負荷の使用に関する考慮事項 (2025 年)

  6. DOE より良い建物. エンタープライズデータセンター

  7. DOE OSTI. Talukdar 他、C-HIL セットアップを使用した柔軟なグリッド資産としてのデータセンターのデモンストレーション (2026)

  8. オークリッジ国立研究所 / DOE OSTI. 実用規模のモジュール式バッテリーアーキテクチャの研究

  9. 太平洋岸北西部国立研究所. Farakhor et al.、新しいモジュール式で再構成可能なバッテリーエネルギー貯蔵システム: 設計、制御、実験

  10. U.S. エネルギー省. バッテリーエネルギー貯蔵システムレポート

  11. U.S. エネルギー省、連邦エネルギー管理プログラム. 公益事業レジリエンス プログラム (2025)

  12. U.S. エネルギー省. ソーラーインテグレーション: 太陽エネルギーと蓄電の基礎

  13. U.S. エネルギー省. 太陽光発電とレジリエンスの基礎

  14. プリンストン ZERO Lab、カミュ、アンコール. 柔軟なデータセンター: より速く、より手頃な価格で電力を供給 (2025)

  15. ハーバード ケネディ スクール / ハーバード SEAS. AI、データセンター、および U.S. 電力網: 分岐点の瞬間 (2026)

  16. ハーバード大学主導の研究. U.S. データセンターの環境フットプリント (2026 年)

  17. コーネル アトキンソン持続可能性センター. 抑制クレジット市場の設計(2026年)

  18. U.S. エネルギー省. パデューカ アメリカン エネルギー ハブの発表 (2026)

  19. U.S. エネルギー省 / NNSA. サバンナ リバー サイト AI データセンターおよびエネルギー プロジェクト (2026)

  20. 連邦エネルギー規制委員会. 注文番号 841

  21. 連邦エネルギー規制委員会. 大負荷表示原因命令 (2026)

  22. テキサス州知事のオフィス. 2026 年のデータセンター監査

  23. ERCOT. バッチゼロマーケット通知

  24. カリフォルニア ISO. 大負荷イニシアチブ (2026)

  25. カリフォルニア公共事業委員会. 先進的電気料金設計・大負荷訴訟(2026年)

  26. カリフォルニア州エネルギー委員会. 発電所のライセンスとオプトイン認証

  27. U.S. 環境保護庁. AVERT

  28. ERCOT. PUCT が ERCOT の大負荷フレームワークを承認

  29. カリフォルニア ISO. 大負荷考慮に関する論文

次のステップ

この知見を実際のプロジェクト条件に適用します。

予備範囲を作成