هوش مصنوعی باعث رونق توسعه مراکز داده شده است که عمدتاً توسط گاز طبیعی تامین می‌شوند.
شرکت‌های بزرگ فناوری که از تبدیل شدن به آلوده‌کننده‌های بزرگ می‌ترسند، شروع به بررسی استفاده از جذب کربن کرده‌اند.
تکنیک جذب و دفن انتشار کربن، اثبات نشده و نوپاست.
شرکت‌های بزرگ فناوری مانند آمازون، متا، مایکروسافت و گوگل قول داده‌اند که از منابع انرژی تجدیدپذیر یا کم کربن مانند خورشیدی، بادی و هسته‌ای برای تامین انرژی موج بی‌سابقه توسعه مراکز داده در سراسر کشور استفاده کنند.
با این حال، بخش عمده‌ای از برق شبانه‌روزی مورد نیاز این تاسیسات پرمصرف، توسط سوخت‌های فسیلی، از جمله مجموعه‌ای از نیروگاه‌های جدید و موجود گاز طبیعی، تولید شده است و احتمالاً به تولید ادامه خواهد داد.
برای تلاش در جهت دستیابی به اهداف زیست‌محیطی خود، این شرکت‌های فناوری در حال بررسی تجارت نوظهور جذب کربن در مقیاس صنعتی قبل از انتشار آن در جو و انتقال دائمی آن به زیر زمین هستند.
Exxon Mobil، که اخیراً از ابتکاری برای تامین انرژی مراکز داده با نیروگاه‌هایی خبر داده است که قصد دارد انتشار کربن آنها را جدا کند، تخمین زده است که مراکز داده تا سال 2050، 20 درصد از بازار جذب و ذخیره‌سازی کربن را تشکیل خواهند داد.
در دسامبر، متا اولین نام بزرگ در این صنعت شد که این فناوری را پذیرفت، زمانی که شرکت بزرگ خدمات شهری Southern Entergy اعلام کرد که این شرکت با تامین مالی یک پروژه بزرگ جذب و ذخیره‌سازی کربن در لوئیزیانا موافقت کرده است. این توافق قصد دارد به متا در جبران انتشار گازهای گلخانه‌ای از یک پردیس مرکز داده 10 میلیارد دلاری که در این ایالت برنامه‌ریزی می‌کند، کمک کند، که قرار است توسط سه نیروگاه جدید با سوخت گاز طبیعی تامین شود.
ماه گذشته، شورون اعلام کرد که نیروگاه‌های گاز طبیعی با استفاده از جذب کربن خواهد ساخت و به افزایش تقاضا از سوی مشتریان مراکز داده اشاره کرد.
مفهوم لوله‌کشی انتشار کربن به زیر زمین چیز جدیدی نیست. شرکت‌های استخراج نفت و گاز دهه‌هاست که دی‌اکسید کربن مایع فشرده را به چاه‌ها پمپ می‌کنند تا به بیرون راندن سوخت‌های فسیلی بیشتر کمک کنند. استفاده از این تکنیک در مقیاسی به اندازه کافی بزرگ برای شروع کاهش قابل توجه انتشار گازهای گلخانه‌ای گرم‌کننده آب و هوا، هم بسیار پرهزینه و هم پیچیده در نظر گرفته شده است.
رونق مراکز داده، ناشی از رقابت برای توسعه و تجاری‌سازی هوش مصنوعی، ناگهان چشم‌انداز را روشن کرده است. سازندگان پیشرو مراکز داده شامل ثروتمندترین شرکت‌های جهان هستند. به نظر می‌رسد برخی از آنها مایل به پرداخت حق بیمه‌های سنگینی برای برق بدون انتشار هستند که هزینه‌های جذب و ذخیره‌سازی را توجیه می‌کند.
جری اشکرافت، مدیر عامل شرکت Crescent Midstream، که برای طراحی و ساخت سیستم جذب کربن برای نیروگاه لوئیزیانا که متا قصد دارد به پرداخت هزینه آن کمک کند، انتخاب شده است، گفت: «ما یک لحظه "آها" داشتیم که در واقع آمازون، مایکروسافت، متا به این نیروگاه‌ها بسیار علاقه‌مند هستند.» اشکرافت گفت که هزینه ساخت این پروژه در نیروگاه 1 گیگاواتی Lake Charles حدود 1 میلیارد دلار تخمین زده می‌شود و افزود که برآورد هزینه نهایی در حال انجام است.
اشکرافت گفت که Crescent Midstream در حال مناقصه برای توسعه یک سیستم جذب کربن در مقیاس خدمات شهری دیگر برای یک نیروگاه گازی جدید است که Entergy قصد دارد در Greenville، می سی سی پی بسازد. قرار است این ایستگاه به تامین انرژی یک پردیس مرکز داده 10 میلیارد دلاری در نزدیکی آن کمک کند که آمازون در اوایل سال گذشته اعلام کرد.
شرکت سرمایه‌گذاری Carlyle Group در سال 2021 سهام اکثریت Crescent Midstream، یک شرکت خط لوله، را به دست آورد و آن را به تجارت جذب، انتقال و جداسازی کربن گسترش داد.
اشکرافت گفت که پیش‌بینی می‌کند Entergy حداقل 10 پروژه جذب کربن را در سراسر سبد خود در کوتاه‌مدت دنبال کند. این مدیر اجرایی مستقر در هیوستون که سال‌ها در صنعت سوخت‌های فسیلی بوده است، گفت که از پیشرفت سریع اخیر جذب کربن شگفت‌زده شده است.
او گفت: «رفتن از سال 2020 به 2025، جایی که اکنون در واقع در حال انجام یک پروژه هستید، بله، تصورش بسیار سخت است.»
افزایش تقاضای انرژی و راه‌حل‌های بدون کربن اندک
در پس علاقه به جذب کربن، مجموعه‌ای از انتخاب‌های دشوار فزاینده در بازار محدود انرژی کشور قرار دارد.
برخی از پیش‌بینی‌ها تخمین می‌زنند که تا پایان دهه، بیش از 90 گیگاوات تقاضای مرکز داده می‌تواند به شبکه ملی اضافه شود - معادل حدود 9 بلوک با اندازه شهر نیویورک برق.
اپراتورهای مراکز داده به دنبال منابع انرژی تجدیدپذیر برای کاهش ردپای کربن عظیم این ظرفیت هستند. با این حال، گزینه‌های سبز، از جمله خورشیدی و بادی، به اندازه کافی قابل اعتماد یا شدید در نظر گرفته نمی‌شوند که به راحتی با فشارهای عظیم و ثابتی که تاسیسات داده در شب و روز بر شبکه وارد می‌کنند، مطابقت داشته باشند.
در همین حال، افزودن انرژی هسته‌ای حتی پرهزینه‌تر از جذب و ذخیره‌سازی و پر از موانع نظارتی پیچیده است.
برای رفع کمبود فزاینده برق، شرکت‌های خدمات شهری به یک دارایی قدیمی در سبد خود روی آورده‌اند: گاز طبیعی.
ظرفیت تولید برق با سوخت گاز طبیعی در ایالات متحده به 79 گیگاوات رسیده است که بر اساس اعلام اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، 19 درصد از سال 2014 افزایش یافته است. حتی با اتصال بیشتر انرژی خورشیدی و بادی به شبکه، انتظار می‌رود افزایش تقاضای انرژی از مراکز داده باعث افزایش استفاده از گاز طبیعی شود. برای مثال، در ویرجینیا، جورجیا، کارولینای شمالی و کارولینای جنوبی، شرکت‌های خدمات شهری در حال برنامه‌ریزی برای ساخت مجموعاً 20 گیگاوات تولید جدید گاز طبیعی هستند که عمدتاً در نتیجه پیش‌بینی تقاضای مراکز داده است.
اریک بلز، رئیس و مدیر ارشد عملیات شرکت سرمایه‌گذاری Engine No. 1، گفت: «اگر مدل کسب‌وکار این باشد که ما باید سریع‌ترین برق را برای پیشی گرفتن در مسابقه هوش مصنوعی به دست آوریم، گاز باید نقشی در آن ایفا کند.»
Engine No. 1 در ابتکار خود برای توسعه نیروگاه‌های گاز طبیعی با ظرفیت کل حدود 4 گیگاوات برای مشتریان انرژی که با کمبود برق محدود شده‌اند، از جمله مراکز داده، با شورون همکاری می‌کند. این گروه همچنین شامل شرکت سازنده تجهیزات انرژی GE Vernova است که توربین‌های نیروگاه‌ها را تولید می‌کند. این سرمایه‌گذاری قصد دارد تاسیساتی را که می‌سازد با منابع انرژی تجدیدپذیر و جذب کربن جفت کند تا انتشار گازهای گلخانه‌ای آنها را کاهش دهد. انتظار می‌رود که تحویل پروژه‌ها را در سال 2027 آغاز کند.
این گروه در آستانه اعلام اولین قرارداد خود با یک مشتری مرکز داده است و این پروژه ممکن است به دنبال استفاده از جذب کربن باشد.
او افزود: «این یکی توانایی انجام آن را دارد.»
شبکه‌ای از موانع فنی
جذب و ذخیره‌سازی کربن با عوارض و ابهامات بی‌شماری همراه است.
اشکرافت، مدیرعامل Crescent Midstream، گفت: حدود 6 درصد از گازهای خروجی از یک نیروگاه گاز طبیعی مدرن از دی‌اکسید کربن تشکیل شده است. جاذب‌های بزرگ این گاز را قبل از اینکه کمپرسورها آن را مایع کنند، فیلتر می‌کنند. خطوط لوله کربن را به چاه‌هایی منتقل می‌کنند که هزاران فوت زیر سطح زمین پمپ می‌شوند.
نیروگاه Lake Charles، جایی که Crescent Midstream در حال برنامه‌ریزی اولین پروژه جذب و ذخیره‌سازی خود است، در ساحل خلیج لوئیزیانا، مقر صنعت نفت آمریکا قرار دارد، جایی که شبکه فراوانی از خطوط لوله و چاه‌ها وجود دارد.
اشکرافت گفت که این شرکت گاز را تا 10000 فوت زیر زمین به بسترهای نمکی زیر خلیج که رسوبات نفت و گاز مایع را در خود جای می‌دهند، می‌فرستد.
زمین‌شناسی و زیرساخت‌های این کار به طور گسترده در سراسر ایالات متحده وجود ندارد. برای مثال، مشخص نیست که آیا انتشار کربن را می‌توان به راحتی در ویرجینیای شمالی، بزرگترین بازار مراکز داده کشور، جدا کرد یا خیر. محققان Virginia Tech در حال انجام یک مطالعه امکان‌سنجی در مورد جذب کربن صنعتی در این منطقه با بودجه دفتر انرژی فسیلی و مدیریت کربن وزارت انرژی هستند.
همچنین سؤالاتی در مورد اینکه آیا گاز پس از انتقال به زیر سطح زمین، به طور قابل اعتمادی برای همیشه در آنجا باقی می‌ماند یا اینکه در نهایت می‌تواند به جو نفوذ کند، کل سرمایه‌گذاری را باطل کند و باعث آسیب زیست‌محیطی شود، وجود دارد. نشت بزرگ گاز متان از یک چاه ذخیره‌سازی در کالیفرنیا در سال 2015 بدترین فاجعه گازهای گلخانه‌ای در تاریخ ایالات متحده محسوب می‌شود.
دنیس وامستد، تحلیلگر انرژی در موسسه اقتصاد انرژی و تحلیل مالی، یک اندیشکده غیرانتفاعی که از انرژی پاک حمایت می‌کند، گفت: هرگز یک واحد جذب و ذخیره‌سازی کربن در یک نیروگاه گازی در آمریکای شمالی در اندازه‌ای که Big Tech برای جذب انتشار گازهای گلخانه‌ای از یک مرکز داده هوش مصنوعی به آن نیاز دارد، فعالیت نکرده است. وامستد گفت: «این بدان معنا نیست که نمی‌توان آن را انجام داد، اما من می‌گویم که این کار به طور قابل توجهی گران‌تر از هر چیزی خواهد بود که در یک بیانیه مطبوعاتی دیده‌اید.»
اقتصاد دشوار
پاول مولچانوف، تحلیلگر Raymond James، گفت: تنها حدود 51 میلیون تن متریک کربن در سال 2024 از مجموع 40 میلیارد تن متریک انتشار جهانی جذب شد - تقریباً یک دهم درصد.
مولچانوف گفت: «جذب کربن یک جایگاه کوچک بود. جداسازی باید در طیف وسیع‌تری از جغرافیاها در دسترس باشد، زیرا حدس بزنید چه کسی در همسایگی یک میدان نفتی زندگی نمی‌کند.»
مولچانوف گفت که جذب و ذخیره‌سازی را می‌توان با تطبیق زمین‌شناسی‌های بیشتر در مناطقی که در غیر این صورت ممکن است جداسازی را در خود جای ندهند، گسترش داد. البته، این ممکن است هزینه‌ها را نیز افزایش دهد.
جذب و ذخیره‌سازی در حال حاضر با اقتصاد دشواری مواجه هستند.
طرف‌هایی که کربن را جدا می‌کنند می‌توانند برای هر تن متریک کربن جذب و ذخیره شده، 85 دلار اعتبار مالیاتی فدرال دریافت کنند که می‌تواند در بازار اعتبار مالیاتی شرکت‌ها برای تولید درآمد به پول تبدیل شود. اشکرافت گفت که سوالاتی در مورد اینکه آیا اعتبار مالیاتی که تقریباً به ازای هر تن متریک توسط دولت بایدن دو برابر شده است، برای توجیه هزینه‌های گزاف کافی است یا خیر، در تجارت جذب و ذخیره‌سازی همچنان پابرجا بوده است.
او گفت: «بسیاری از مردم می‌گویند برای اینکه این کار جواب دهد به 120 دلار نیاز دارید.»
اشکرافت گفت که زمانی که در ماه سپتامبر اعلامیه مایکروسافت را دید که به توافقی برای احیای یک راکتور از رده خارج در نیروگاه هسته‌ای Three Mile Island در پنسیلوانیا دست یافته است تا برق بدون کربن را برای عملیات مرکز داده خود تامین کند، یک مکاشفه داشته است. اشکرافت گفت که حق بیمه‌های سنگین برق که مایکروسافت به عنوان بخشی از این توافق با آن موافقت کرده است، سیگنال روشنی بود مبنی بر اینکه اپراتورهای مراکز داده "مایل به پرداخت بیشتر از بازار برای" انرژی کربن‌زدایی شده، از جمله جذب و ذخیره‌سازی هستند.
اگر اعتبارات مالیاتی به تنهایی برای پرداخت هزینه پروژه جداسازی Lake Charles کافی نباشد، این معامله به متا متکی خواهد بود که موافقت کرده است تا یک سواری، تا یک مبلغ ثابت، در قبض خدمات خود با Entergy در لوئیزیانا بپردازد تا هزینه‌ها را جبران کند. سخنگوی متا از اظهار نظر خودداری کرد.
مولچانوف موافق است که جذب و ذخیره‌سازی قرار است رشد کند. او پیش‌بینی کرد که میزان کربن جدا شده سالانه تا سال 2030 چهار برابر شود که بخشی از آن به دلیل تقاضای مراکز داده برای آن است.
مدیران Exxon Mobil در تماس تلفنی خود در اواخر ژانویه گفتند که عملیات جذب و ذخیره‌سازی کربن و تجارت مرتبط تولید هیدروژن کم انتشار با فناوری جذب و ذخیره‌سازی می‌تواند تا پایان دهه سالانه 2 میلیارد دلار درآمد ایجاد کند.
دارن وودز، مدیرعامل Exxon Mobil، بر اساس رونوشتی از The Motley Fool، در این تماس گفت: «ما برنامه‌های رشد نسبتاً تهاجمی در این فضا داریم. اما باز هم، همه چیز بستگی به علاقه مشتری و تمایل مشتریان به مشارکت در قراردادهای بلندمدت دارد.»
بتی جیانگ، تحلیلگر Barclays که Exxon Mobil را پوشش می‌دهد، گفت که معتقد است این شرکت تنها در صورتی از تجارت جذب و ذخیره‌سازی استقبال می‌کند که از مشتریان علاقه نشان دهد.
جیانگ گفت: «ما در مورد اینکه این سرمایه‌گذاری‌ها دقیقاً چگونه به نظر می‌رسند، منتظر خواهیم ماند. اما من فکر نمی‌کنم که آنها سرمایه خود را در این زمینه‌ها افزایش دهند و آنچه را که در مورد فرصت‌های بازار می‌گویند، اگر مکالمه‌ای در پس‌زمینه نداشته باشند که واقعاً به آنها این اطمینان را بدهد که این واقعاً یک زمینه رشد برای Exxon است.»
اصلاحیه: 20 فوریه 2025 - نسخه قبلی این داستان نام یک سازمان دولتی را اشتباه بیان کرده بود. این دفتر انرژی فسیلی و مدیریت کربن است، نه وزارت انرژی فسیلی و مدیریت کربن.