Boom Supersonic wil ’s werelds eerste commerciële supersonische vliegtuig bouwen. Het bedrijf, opgericht in 2014, wilde het vliegverkeer dramatisch sneller maken (tot tweemaal de snelheid van de huidige passagiersvliegtuigen) en tegelijkertijd streven naar een kleinere ecologische voetafdruk. Boom concentreert zich al jaren op de ontwikkeling van de krachtige motortechnologie die nodig is om supersonische vluchten mogelijk te maken.
Hoewel het bedrijf zijn revolutionaire vliegtuig nog niet heeft geïntroduceerd, heeft het vorig jaar een nieuwe en potentieel lucratieve toepassing voor zijn nieuwe technologie geïdentificeerd: het opwekken van elektriciteit voor de datacentra die de kunstmatige intelligentie boom.
Veel van deze datacentra willen het soort flexibele, 24-uurs energie die gepaard gaat met aardgasturbines met een gecombineerde cyclus. Deze zware machines verbranden gas om turbines te laten draaien en elektriciteit op te wekken, en vangen vervolgens de bijbehorende warmte op en gebruiken deze om de turbines nog meer te laten draaien. Wat de opwekking van fossiele brandstoffen betreft, behoren ze tot de meest efficiënte opties voor schakelbare basislastenergie. Maar nu de vraag naar deze turbines stijgt en het aanbod steeds krapper wordt, wenden ontwikkelaars zich tot creatieve alternatieven.
Het resultaat van al deze creativiteit is duidelijk: een groot deel van de datacenters zal op aardgas draaien – en de gevolgen voor het klimaat die daarmee gepaard gaan.
Boom Supersonic heeft een overeenkomst ter waarde van $1,25 miljard getekend met een ontwikkelaar genaamd Crusoe, die een reeks datacenters bouwt voor de kunstmatige intelligentie-startup OpenAI. Het turbinebedrijf stemde ermee in om Crusoe te voorzien van 29 gasturbines met straalmotoren die de ontwikkelaar in datacentra in de VS zou kunnen plaatsen.
De deal is slechts één voorbeeld van hoe ontwikkelaars en technologiebedrijven zich inspannen om stroombronnen te vinden voor de datacenters die landelijk opkomen. Meta’s datacenter in El Paso, Texas, zal brandstof halen uit meer dan 800 verschillende mobiele mini-turbines. Ondertussen heeft het bouwmaterieelbedrijf Caterpillar gasmotoren geleverd aan een datacenter in West Virginia. En de ontwikkelaar Crusoe gebruikte ‘aeroderivatieve’ turbines gebaseerd op vliegtuigmodellen voor zijn enorme Stargate-datacentercampus in Abilene, Texas, waar de stroomvraag maar liefst 1,2 gigawatt bedraagt.
Het is niet alleen de VS. De nieuwe voorgestelde aardgascapaciteit is het afgelopen jaar wereldwijd enorm gestegen. Het energieanalysebureau Global Energy Monitor meldt dat projecten voor een totaal van meer dan 1.000 gigawatt aan gasgestookte energie nu wereldwijd in ontwikkeling zijn – een stijging van grofweg 31 procent in het afgelopen jaar. De Verenigde Staten zijn koploper en nemen ongeveer een kwart van die pijplijn voor hun rekening. Ruim een derde van de nieuwe Amerikaanse capaciteit zal datacenters van stroom voorzien. Uit de analyse blijkt ook dat tweederde van de gasprojectontwikkelaars in de VS nog niet heeft vastgesteld wie hun aardgasturbines gaat produceren.
Deze haast om de aardgasproductie uit te breiden zal ernstige gevolgen hebben voor het klimaat. Vroege aanjagers van de hausse in datacenters suggereerden dat nieuwe AI-faciliteiten stroom zouden halen uit hernieuwbare bronnen zoals zonne- en windparken. Hoewel dat in sommige gevallen is gebeurd, zijn ontwikkelaars ook snel bezig met jaren van extra gebruik van fossiele brandstoffen. Een analyse van onderzoekers van Cornell University ontdekte dat de uitbouw tegen 2030 maar liefst 44 miljoen ton kooldioxide aan de atmosfeer zou kunnen toevoegen, wat overeenkomt met de jaarlijkse uitstoot van ongeveer 10 miljoen personenauto’s.
“Dit is een enorme voorgestelde uitbreiding”, zegt Cara Fogler, adjunct-directeur onderzoek, strategie en analyse bij de non-profitorganisatie Sierra Club, die is het volgen van uitbreidingen van gasfabrieken door nutsbedrijven. “Bestaande steenkool die niet offline komt, en gepland gas dat wel online probeert te komen, kunnen schone energie in de weg staan.”
Terwijl de AI-explosie in Silicon Valley de vraag naar steeds meer rekenkracht doet toenemen, hebben datacenterontwikkelaars moeite om bij te blijven, grotendeels omdat het veiligstellen van de enorme hoeveelheden elektriciteit die nodig zijn om deze faciliteiten te laten draaien zo moeilijk is geworden. De haast heeft geleid tot lange wachttijden om de stroom van traditionele nutsvoorzieningen veilig te stellen. Als gevolg hiervan nemen ontwikkelaars en technologiebedrijven steeds meer het heft in eigen handen door ter plaatse stroom op te wekken. Volgens een analyse van Cleanview, een databedrijf dat de energietransitie volgt, gebruiken minstens 46 datacenters met een gecombineerde capaciteit van 56 gigawatt (equivalent aan die van grofweg 27 Hoover Dams) deze ‘achter de meter’-aanpak, zoals die in het vakjargon bekend staat.
De CEO van Bloom Energy, een startup die brandstofcellen achter de meter bouwt voor datacenters, zei in een recente oproep met investeerders dat de orderportefeuille van de startup het afgelopen jaar meer dan verdubbeld is.
“Elektriciteit ter plaatse is van een laatste redmiddel uitgegroeid tot een essentiële zakelijke noodzaak”, zegt bedrijfsleider KR Sridhar. Hij merkte op dat terwijl het grootste deel van de vroegere activiteiten van het bedrijf zich afspeelde in staten als Californië met hoge elektriciteitskosten, nu “staten waar we het snelst groeien een robuuste aardgasinfrastructuur hebben en gunstige regelgevings- en beleidskaders voor energieopwekking ter plaatse.”
Eén van die staten is Texas, het epicentrum van de uitbreiding tot nu toe. Onconventionele gasenergie zal campussen verankeren zoals die van Titus Low Carbon Ventures, die een zestal datacenterparken bouwt in de Lone Star State. In september tekende het bedrijf een overeenkomst met energieontwikkelaar Gruppo AB om Jennbacher gasgenererende motoren te kopen, die elk slechts een paar megawatt aan stroom leveren. Het bedrijf zal honderden van deze boxy-generatoren aansluiten om naast zonne- en windenergie basislaststroom te leveren.
“We hadden ervoor kunnen kiezen om voor gasturbines te gaan”, zegt Jeff Ferguson, de president van Titus, in een interview met Grist. In plaats van traditionele gasturbines aan te schaffen, koos hij ervoor om ‘zuigermotoren’ te kopen, dit zijn kleinere gasaangedreven generatoren die vergelijkbaar zijn met motoren van personenauto’s.
“Wij denken dat zuigermotoren een betere oplossing zijn voor datacenters”, zei hij, eraan toevoegend dat “het verschil zit in het vermogen om tijdelijke belastingen te beheren”, of snelle schommelingen in de stroomvraag die heel gebruikelijk zijn in de faciliteiten.
Het is niet alleen onwaarschijnlijk dat 200 generatoren ooit in één keer offline zullen gaan, maar de motoren starten en stoppen ook veel sneller dan turbines: ze kunnen binnen een minuut online komen, in tegenstelling tot een uur voor een traditionele energiecentrale. Ferguson vergeleek het met het verschil tussen accelereren in een Corvette en een straalvliegtuig.
Maar experts zeggen dat deze vervangende gasbronnen nog slechter zijn voor het klimaat dan traditionele energiecentrales, die efficiëntere turbines met gecombineerde cyclus gebruiken die zowel gas als stoom gebruiken. De ergste overtreders zijn helemaal niet de turbines, maar eerder verbrandingsmotoren zoals die in de meeste auto’s.
“Interne verbrandingsmotoren (motoren) hebben betere op- en afschakeltijden, maar zijn minder efficiënt in vergelijking met een gasturbine”, zegt Jenny Martos, een onderzoeker die de gasfabriektracker voor Global Energy Monitor beheert. “Alle technologieën op gas produceren emissies, maar over het algemeen produceren motoren meer emissies dan de andere.”
Volgens de laatste schattingen van Global Energy Monitor beschikt Texas over bijna 58 gigawatt aan aardgasstroom in verschillende stadia van planning en bouw. Dat is meer dan de volgende vier staten samen, en meer dan elk land op aarde behalve China. Bijna de helft van de energiecentrales die in aanbouw zijn in Texas zal uitsluitend stroom leveren aan datacenters, zonder verbinding te maken met regionale energienetwerken. Deze projecten bestrijken de staat, van OpenAI’s Stargate-campus in het centrum van Abilene tot Meta’s datacenter in El Paso, waar het bedrijf een contract heeft gesloten met een in Houston gevestigde microgrid-ontwikkelaar om 813 modulaire generatoren op te zetten.
De projecten duiken ook op in plattelandsgebieden van het land waar weinig andere economische ontwikkelingsvooruitzichten bestaan. Een ontwikkelaar genaamd BorderPlex stelt een datacentercampus ter waarde van 165 miljard dollar voor, Project Jupiter genaamd, in het zuiden van New Mexico, aangedreven door twee microgrids die werken op gasturbines met een eenvoudige cyclus, die alleen maar gas verbranden om energie op te wekken zonder hun afvalwarmte op te vangen en in te zetten. De 2.880 megawatt aan opwekking van het project is meer dan de volledige opwekkingscapaciteit van het belangrijkste nutsbedrijf in centraal New Mexico.
“Ik heb nog nooit zoiets groots gezien, zowel qua dollar als qua omvang”, zegt Colin Cox, advocaat bij het Center for Biological Diversity, dat tegen het project is. “Om dit een microgrid te noemen, tart het gezond verstand.” Door achter de meter te blijven, kan het project voorkomen dat het om goedkeuring vraagt van toezichthouders die de naleving van de klimaatwetten van de staat willen afdwingen – ook al zou de CO2-uitstoot van Project Jupiter op zichzelf zwaarder kunnen wegen dan de acties die New Mexico de afgelopen jaren heeft ondernomen om de uitstoot te verlagen.
De ontwikkelaar van het project heeft banen en belastinginkomsten beloofd aan het landelijke Doña Ana County, maar de toekomst is somber. Het blijft onduidelijk of de vraag naar kunstmatige-intelligentieproducten gelijke tred zal houden met de historische kapitaaluitgaven van bedrijven als OpenAI. Als de zeepbel zou knappen, zou de staat achterblijven met een gasturbine die geen enkele gebruiker zou bedienen – een bezit dat de staat niet nodig zou hebben en dat hij volgens zijn klimaatwetten niet zou mogen gebruiken.
‘Het zullen gewoon gestrande bezittingen zijn,’ zei Cox. “Je kunt met een gasturbine niets anders doen dan er gas doorheen laten stromen om hem te laten draaien.”
