"Brak 70 GW mocy"! Amerykańska sieć energetyczna, obywatele i giganci AI – ktoś musi ustąpić, gigantyczne nakłady kapitałowe są "niemożliwe do zrealizowania"

Eksplozja sztucznej inteligencji gwałtownie zderza się z fizycznymi ograniczeniami amerykańskiej sieci energetycznej, a powstała z tego powodu ogromna luka w dostępie do energii stanowi realne zagrożenie dla planów ekspansji infrastrukturalnej światowych gigantów technologicznych. Poważna dysproporcja pomiędzy popytem a podażą oznacza, że oczekiwane na rynku rekordowe nakłady inwestycyjne na AI stoją w obliczu poważnego ryzyka „niemożliwości realizacji”, a gra między siecią energetyczną, społeczeństwem i gigantami technologicznymi wkroczyła w fazę zaognioną.

Według najnowszych szacunków analityka Morgan Stanley, Stephena Byrda, deweloperzy centrów danych w USA do 2028 roku będą zmagać się z luką energetyczną sięgającą 70 GW. Nawet biorąc pod uwagę wszystkie potencjalne rozwiązania, w tym energię jądrową, ogniwa paliwowe oraz przeniesienie części zapotrzebowania do Azji, netto luka pozostaje na poziomie 43 GW. Wartość ta w ciągu zaledwie roku wzrosła ponad dwukrotnie, co podkreśla twarde ograniczenia, jakie stawia fizyczna infrastruktura dla rozwoju sektora AI.

Ta nierównowaga podaży i popytu szybko przekształca sposób wyceny rynku i przepływ kapitału. Z jednej strony dostawcy sprzętu oferujący rozwiązania “czas dostawy energii” (time to power) uzyskują rekordowe premie, a ceny kluczowych urządzeń, takich jak turbiny gazowe, wzrosły już trzykrotnie; z drugiej strony, wraz ze wzrostem cen energii i narastającą lokalną opozycją, rynek kredytowy staje się coraz bardziej wybredny w stosunku do zadłużenia związanego z AI. Inwestorzy coraz bardziej obawiają się, że część ogromnych projektów budowy centrów danych może ostatecznie zostać opóźniona lub anulowana.

Wobec gwałtownego wzrostu kosztów energii, opór Amerykanów wobec nowych centrów danych rośnie, a wiele stanów zaczęło wprowadzać moratoria na wydawanie zezwoleń na projekty. Rynek staje wobec brutalnej rzeczywistości: albo giganci technologiczni zostaną zmuszeni do ograniczenia swoich ambitnych planów rozbudowy mocy, albo będą musieli ponieść niespotykane dotąd opóźnienia i koszty związane z pozyskaniem energii.

Pomimo że najnowsze dane Amerykańskiej Agencji Informacji Energetycznej (EIA) wskazują na najsilniejszy wzrost mocy sieci energetycznej USA od dekady, to jednak ukrywa to głęboki kryzys strukturalny. Rodzaj, lokalizacja geograficzna oraz czas podłączenia nowych mocy zupełnie nie pokrywają się z surowymi wymaganiami centrów danych działających 24/7. Cały sektor wpada w spiralę wielokrotnych wąskich gardeł, spowodowanych brakiem urządzeń, niedoborem siły roboczej i barierami politycznymi.

70 GW luki: najistotniejszym ograniczeniem pozostaje energia

Badanie AlphaWise Morgan Stanley wyraźnie ukazuje rdzeń tego kryzysu.

Z badania wynika, że „szybkość uzyskania dostępu do energii” to kluczowa bariera wskazywana przez operatorów centrów danych na całym świecie (27%); w USA odsetek ten sięga aż 45% – zdecydowanie wyżej niż gdziekolwiek indziej. „Dostępność uzbrojonych w energię gruntów” plasuje się na drugim miejscu, a USA z 26% również wyprzedzają świat.

Ramy obliczeń Morgan Stanley są następujące: Do 2028 roku, deweloperzy centrów danych w USA będą potrzebowali łącznie 116 GW mocy. Ośrodki w budowie (wliczając projekty z własnymi źródłami energii) pokrywają 25 GW, a dostęp do sieci – kolejne 21 GW, co pozostawia 70 GW brutto luki. Nawet po uwzględnieniu szybkich rozwiązań – odpowiednie lokalizacje dla elektrowni jądrowych (2 GW), ogłoszone turbiny i silniki (20 GW), ogniwa paliwowe Bloom (5 GW), eksport amerykańskiego zapotrzebowania do Azji (5 GW) – wciąż zostaje netto luka 38 GW, co stanowi 33% całkowitego zapotrzebowania na energię.

Amerykański zespół centrów danych Morgan Stanley ujmuje sprawę z perspektywy firm energetycznych: do 2028 roku popyt na 180 GW wobec 137 GW podaży, a luka 43 GW jest niemal trzykrotnie większa niż obecna (15 GW).

Eksplozja popytu i „nieskuteczna” podaż: niedopasowanie struktury sieci

Banki inwestycyjne z Wall Street niespotykanym tempem podnoszą prognozy zapotrzebowania na energię.

Analityczka Bernstein, Sunaina Ocalan, podniosła swoją prognozę CAGR zapotrzebowania na energię elektryczną w USA do 2030 roku z 3% na 4%.

Instytucja prognozuje, że w latach 2025–2030 USA zwiększą zapotrzebowanie o około 1000 TWh, z czego ponad połowa przypadnie na centra danych.

Model Goldman Sachs pokazuje również, że do 2030 roku zapotrzebowanie centrów danych w USA skoczy z 39 GW w 2025 roku do 108 GW.

Jednakże, strukturalne niedopasowanie po stronie podaży czyni ten wzrost zapotrzebowania bardzo wątpliwym. Dane Goldman Sachs pokazują, że we wrześniu sieć energetyczna USA netto zwiększyła moc wytwórczą o 5,6 GW, głównie dzięki fotowoltaice (3,0 GW) oraz magazynom energii (1,6 GW). Dla centrów danych wymagających nieprzerwanej pracy przez 24 godziny dobę, współczynnik mocy fotowoltaiki to zaledwie ok. 25% i nie zapewnia ona stabilnej energii podstawowej.

Budowa mocy gazowych, która mogłaby pokryć te potrzeby, poważnie kuleje. We wrześniu, jako główne źródło energii bazowej, nowe moce w elektrowniach gazowych z cyklem skojarzonym wyniosły zero. Goldman Sachs wskazuje, że okres skumulowanej dostawy nowych bloków gazowych przypadnie dopiero na lata 2028–2030, co rozmija się z prognozowanym przez Morgan Stanley szczytem luki energetycznej. To przesunięcie w czasie oznacza, że ​​w najbliższych latach sieć energetyczna nie będzie w stanie zapewnić wystarczająco stabilnej i adekwatnej mocy dla ekspansji AI.

Podwójne kajdany: łańcuch dostaw i rynek pracy

Nawet przy znacznych środkach finansowych, rzeczywistość fizyczna – łańcuchy dostaw i brak siły roboczej – pozostaje trudno przezwyciężalną barierą.

Po stronie urządzeń Morgan Stanley zwraca uwagę, że zamówienia na turbiny gazowe GE Vernova są realizowane dopiero na rok 2029, a ich cena wzrosła z 1000 dolarów na kW na początku lat 2020. do 3000 dolarów. Na duże transformatory trzeba czekać 3–4 lata, a na rozdzielnice 1–2 lata. Powszechny wzrost cen urządzeń winduje koszty budowy centrów danych i szacuje się, że do końca dekady koszt budowy 1 GW wzrośnie z 30 mld do 50–60 mld dolarów w porównaniu z latami 2022/23.

Mniej rozwiązywalnym problemem niż sprzęt jest brak kadry. Goldman Sachs szacuje, że do 2030 roku sektor energetyczny w USA będzie potrzebował ponad 500 tys. nowych pracowników. Nawet przy najbardziej optymistycznych założeniach dotyczących szkolenia uczniów, w sektorze przesyłu i dystrybucji pozostanie luka 78 tys. pracowników do 2030 roku.

Model analityka Bernstein, Chada Dillarda, oparty na fizycznych możliwościach obecnych elektryków, hydraulików i techników HVAC, pokazuje, że brak siły roboczej może się okazać najsilniejszym ograniczeniem i ustali górną granicę wdrożeń IT w 2030 roku na poziomie 142 GW, wyraźnie poniżej optymistycznych oczekiwań rynku.

Samopomoc gigantów i rozwój „produkcji energii za licznikiem”

W obliczu opóźnień w sieci, giganci technologiczni podejmują działania samopomocowe, omijając tradycyjną sieć. Goldman Sachs szacuje, że do 2030 roku niezależne źródła energii (Behind-the-Meter, BTM, czyli bezpośrednia produkcja prądu dla użytkownika, z pominięciem sieci) zasilą 25% centrów danych. Morgan Stanley przewiduje jeszcze bardziej agresywny scenariusz – do 2030 roku zapotrzebowanie BTM w USA sięgnie 47 GW.

Scenariusz bazowy Morgan Stanley zakłada do 2028 roku dodatkowe 20 GW BTM w silnikach i turbinach gazowych (przedziały od 6 do 38 GW), plus około 6 GW trwających inwestycji, oraz 6 GW ogniw paliwowych Bloom. Amerykański zespół ds. centrów danych tej firmy odnotowuje zamówienia u producentów na lata 2026–2028 na 25–30 GW i przewiduje, że deweloperzy po 2028 roku będą mogli dodawać ponad 15 GW mocy BTM rocznie. Jednak nawet najoptymistyczniejsza kombinacja szybkich rozwiązań pozostawia 17 GW netto luki (w scenariuszu bazowym – 38 GW).

Energia jądrowa staje się kolejną bardzo pożądaną opcją. Tacy giganci jak Google i Amazon ostatnio coraz częściej podpisują umowy z operatorami elektrowni jądrowych, jak Constellation, próbując zdobyć energię poprzez wznowienie pracy reaktorów lub zwiększenie mocy istniejących. Jednak to rozwiązanie nie przynosi szybkich efektów. Morgan Stanley podkreśla, że czas realizacji budowy dużych elektrowni jądrowych to około 15 lat, a komercjalizacja SMR (małych reaktorów modułowych) będzie możliwa dopiero w połowie lat 30. XXI w., więc nie rozwiąże to problemu luki w 2028 roku.

W tym układzie giganci technologiczni są praktycznie nieczułe na ceny energii. Analizy Morgan Stanley wykazują, że nawet podwyżka ceny prądu o 17% (ze 120 do 140 USD za MWh) powoduje spadek rentowności kapitałowej centrum danych AI o mocy 100 MW tylko o ok. 60 punktów bazowych, przy czym nadal utrzymuje się ona powyżej 30%. Ta niska wrażliwość na ceny przenosi presję na zwykłych podatników i system sieci energetycznej.

Społeczny sprzeciw i opór polityczny: kto za to zapłaci?

Giganci technologiczni są gotowi płacić wysokie ceny za energię, ale zwykli obywatele i wyborcy nie chcą za to płacić. Morgan Stanley szacuje, że w tym roku światowe ceny prądu wzrosły o ok. 20%. W ostatnich czterech aukcjach pojemności w PJM (największym operatorze sieci w USA) centra danych odpowiadały za 46% kosztów.

Wzrost rachunków za prąd wywołuje silną reakcję polityczną. Najnowsze badanie Gallupa pokazuje, że 70% Amerykanów sprzeciwia się budowie centrów danych w swojej okolicy, przy czym opór ten przekracza podziały partyjne. Władze stanowe już reagują: Teksas we wrześniu wydał moratorium na nowe centra danych i rozpoczął audyt wszystkich projektów połączeń do sieci ERCOT; Pensylwania zniosła szybkie ścieżki zgód, a Nowy Jork zamroził wydawanie zezwoleń środowiskowych dla centrów danych powyżej 50 MW.

Opór polityczny prowadzi bezpośrednio do zamrożenia wydatków inwestycyjnych. Dane Morgan Stanley pokazują, że w 2023 roku anulowano lub opóźniono projekty centrów danych warte około 156 mld USD, a w I kwartale 2024 roku – kolejne 130 mld USD. W miarę jak emisja długu związanego z AI w tym roku osiągnie 471 mld USD, rynek długu staje się coraz bardziej ostrożny.

Jeśli fizyczna infrastruktura energetyczna nie zostanie zapewniona, olbrzymie plany inwestycyjne będą musiały zostać zamrożone. Zakładając, że w 2030 roku centra danych skonsumują 1/7 całej energii w USA, jedno jest pewne – sieć energetyczna, społeczeństwo lub giganci AI będą musieli pójść na kompromis.