Data Merkezleri - Enerji meselesi

Yapay zeka devrimi kapıda derken, kimse faturanın bu kadar ağır olacağını tahmin etmiyordu

Şu an piyasada devasa bir enerji krizi yaşanıyor.

Sebebi basit, yapay zeka veri merkezleri inanılmaz bir iştahla elektrik tüketiyor.

Elektrik şebekeleri ise bu talebi karşılayamıyor, çünkü sistemler eski ve yorgun.

2023'te yaklaşık 3 gigawatt olan yapay zeka enerji talebinin, 2026'ya kadar 28 gigawattı aşması bekleniyor.

Bu durum, şirketleri şebekeyi beklemek yerine kendi enerjilerini üretmeye zorluyor.

Oyunun kuralları tamamen değişiyor ve hız her şeyden önemli hale geliyor.

Talep patladı

Texas'taki durumu gösteren grafik her şeyi özetliyor.

Her ay on binlerce megawattlık yeni talep geliyor.

Ancak onaylanan enerji miktarı bunun çok küçük bir kısmı.

Örneğin, Nisan 2025'te 36.000 megawatt talep varken, sadece 473 megawatt'a onay çıkmış.

Kısacası, sistem tamamen dolmuş durumda.

ABD genelinde veri merkezlerinden gelen talep yaklaşık bir terawatt'a ulaştı.

Bu taleplerin hepsi gerçek değil.

Piyasada bir "altına hücum" paniği var.

Şirketler, yer kapmak için birden fazla eyalette, hatta arazi sahibi bile olmadan spekülatif başvurular yapıyor.

AEP Ohio'ya yapılan 35 gigawattlık başvurunun %68'inin arazi kontrolü bile yoktu.

Bu spekülatif talepler, gerçek projelerin de önünü tıkayarak bir kısırdöngü yaratıyor.

Şebekenin bu taleplere cevap vermesi yıllar sürüyor.

Bir projenin başvurusundan faaliyete geçmesi ortalama beş yılı buluyor.

*

Yapay zeka şirketleri için beş yıl beklemek bir seçenek değil.

Hatta altı ay beklemek bile milyarlarca dolarlık fırsat kaybı demek.

Bir yapay zeka bulutu, gigawatt başına yılda 10-12 milyar dolar gelir getirebiliyor.

400 megawattlık bir veri merkezini altı ay erken devreye almak, milyarlarca dolar kazanç anlamına geliyor.

Ekonomik zorunluluk, şebekenin yetersizliği gibi sorunları gölgede bırakıyor.

*

Bu soruna karşı geliştirilen felsefenin adı BYOG: Bring Your Own Generation, yani "Kendi Jenerasyonunu Getir".

Felsefenin özü basit: Şebekeyi beklemeden kendi enerjini üreterek faaliyete başla.

Bu akımın öncüsü Elon Musk'ın xAI şirketi oldu.

Şirket, 100.000 GPU'luk dev bir kümeyi sadece dört ayda kurarak endüstriyi şok etti.

Bunu, şebekeyi tamamen bypass edip, kamyonlara monte edilmiş gaz türbinleri ve motorlarla kendi elektriğini üreterek başardı.

Bu stratejiye "köprü gücü" deniyor.

Önce kendi enerjinle başlıyorsun, yıllar sonra şebeke bağlantısı geldiğinde ise bu jeneratörleri yedek güç kaynağına dönüştürüyorsun.

Artık bütün büyük oyuncular bu yolu izliyor.

OpenAI ve Oracle, Texas'ta 2.3 gigawattlık devasa bir tesis için sipariş verdi.

xAI, izin süreçlerini hızlandırmak için yaratıcı bir çözüm buldu.

Veri merkezini Tennessee ve Mississippi eyaletlerinin sınırına kurdu.

Tennessee'de izinler gecikince, Mississippi hızla onay verdi ve tesis faaliyete geçti.

*

Peki şirketler hangi enerji üretim cihazını seçeceklerine nasıl karar veriyor?

Kararı etkileyen faktörler şunlar: maliyet, teslim süresi, devreye girme hızı, verimlilik ve kapladığı alan.

Ancak günün sonunda en önemli kriter teslimat süresi oluyor.

Sipariş defteri açık olan ve hızlı teslimat yapabilen üretici, ihaleyi kazanıyor.

Piyasada üç ana kategori öne çıkıyor: gaz türbinleri, pistonlu motorlar ve yakıt hücreleri.

Aerotürevler (jet motorları)

Bunlar aslında yere monte edilmiş jet motorlarıdır.

GE Vernova, Siemens Energy gibi devler bu alanda lider.

En büyük avantajları hızları.

Soğuk durumdan tam güce sadece 5-10 dakikada çıkabiliyorlar.

Bu hız, şebeke bağlantısı sağlandıktan sonra mükemmel bir yedek güç kaynağı olmalarını sağlıyor.

Ayrıca kompakt ve hafif oldukları için standart tırlarla taşınıp haftalar içinde kurulabiliyorlar.

Ancak verimlilikleri tam yükte çalışmadıklarında düşüyor.

En büyük sorunları ise teslim süreleri.

Şu an 18-36 aya varan bekleme süreleri var ve fabrikalar tamamen dolu.

Bu türbinlerin kanatları renyum, kobalt, tantal, tungsten ve itriyum gibi egzotik ve nadir metaller gerektiriyor.

Bu metallerdeki tedarik zinciri sıkıntıları, üretimi yavaşlatan en önemli nedenlerden biri.

Pistonlu motorlar (RICEs)

Bunlar, otomobil motorlarına benzeyen ama çok daha büyük ölçekli devasa motorlardır.

Dört zamanlı yanma prensibiyle çalışırlar.

Aerotürevler kadar hızlıdırlar, yaklaşık 10 dakikada tam güce ulaşırlar.

Bu da onları iyi birer yedek güç seçeneği yapar.

Türbinlere göre yakıt kirliliğine, toza ve sıcak iklimlere daha dayanıklıdırlar.

Ayrıca kısmi yükte (%50-80) çalıştıklarında türbinlerden daha verimlidirler.

Bakımları daha sık yapılır ama daha öngörülebilirdir.

Örneğin, 2.000 saatte bir küçük bir servis gerekir.

Bu, büyük bir tesiste haftada onlarca servis anlamına gelse de, türbinlerdeki gibi tüm çekirdeği değiştirmeyi gerektiren büyük revizyonlardan daha yönetilebilirdir.

En büyük avantajlarından biri de nadir metallere olan bağımlılıklarının daha az olması.

Teslim süreleri 15-24 ay civarında.

Yakıt hücreleri (SOFC)

Bu teknoloji, Bloom Energy tarafından popüler hale getirildi.

Çalışma prensibi tamamen farklı, ortada bir yanma süreci yok.

Doğalgazdan ayrıştırılan hidrojen, oksijenle elektrokimyasal bir reaksiyona girerek elektrik, su ve karbondioksit üretiyor.

En büyük avantajı bu.

Yanma olmadığı için karbondioksit dışında hava kirletici emisyonu yok.

Bu sayede çevre izinlerini almak çok daha kolay ve hızlı.

Kurulum hızları da inanılmaz.

Haftalar içinde devreye alınabiliyorlar ki bu da yapay zeka çağında paha biçilmez bir özellik.

Verimlilikleri de oldukça yüksek, neredeyse büyük kombine çevrim santralleriyle yarışıyor.

Dezavantajları ise yüksek maliyetleri ve bakım gereksinimleri.

Kurulum maliyeti, türbinlerin ve motorların neredeyse iki katı.

Ayrıca, içindeki hücrelerin ömrü 5-6 yıl ve bu sürenin sonunda değiştirilmeleri gerekiyor.

Bu değişim, servis maliyetlerinin yaklaşık %65'ini oluşturuyor.

Yavaş devreye girdikleri için de yedek güç kaynağı olarak uygun değiller.

Dalgalanmalar ve dengeleme sistemleri

Yapay zeka, özellikle eğitim sırasında, enerjiyi çok dalgalı bir şekilde çeker.

Saniyenin altında gerçekleşen megawatt'lık güç artışları ve düşüşleri olur.

Bu durum, şebekeden bağımsız çalışan bir enerji santrali için büyük bir sorundur, çünkü frekansın sabit kalması gerekir.

Bu dalgalanmaları yönetmek için yardımcı sistemler kullanılır.

Senkron kondansatörler yüksüz çalışan jeneratörlerdir ve sisteme atalet kazandırarak voltajı saniyeler boyunca dengelerler.

Volanlar büyük bir dönen diskten oluşan sistemlerdir ve 5-30 saniye boyunca sisteme enerji verebilir veya sistemden enerji çekebilir.

Kısa süreli dalgalanmaları yumuşatırlar.

Batarya enerji depolama sistemleri ise yükteki değişikliklere anında tepki vererek "sentetik atalet" sağlarlar.

xAI, tesislerinde Tesla'nın Megapack bataryalarını kullanarak bu sorunu çözüyor.

Üretim neden artmıyor

Talep bu kadar yüksekken, türbin üreticilerinin neden yeni fabrikalar kurmadığı merak edilebilir.

Bunun temel nedeni, geçmişte yaşanan travmalar.

Gaz türbini endüstrisi, 90'ların sonundan beri iki büyük "patlama ve çöküş" döngüsü yaşadı.

İlki, 2000'lerdeki dot-com balonuyla geldi ve ardından büyük bir çöküş yaşandı.

İkincisi ise 2017-2022 arasında, talebin tarihi dip seviyelere inmesiyle gerçekleşti.

GE Vernova ve Siemens Energy gibi devler bu döngülerden çok etkilendi ve şimdi temkinli davranıyorlar.

Mevcut fabrikalarının kapasitesini artırıyorlar ama yeni bir fabrika yatırımına girmiyorlar.

Üretimin önünde fiziksel engeller de var.

Türbin kanatları, modern endüstrinin ürettiği en karmaşık parçalardan biridir.

Üretimleri inanılmaz bir metalurji ve işleme hassasiyeti gerektirir.

Bu kanatları üreten sadece bir avuç uzman firma var ve onlar da yeni yatırım yapmakta isteksiz.

Ayrıca, büyük türbinlerin lojistiği de devasa bir sorundur.

300-500 tonluk çekirdekleri taşımak için özel mavnalar, tren vagonları ve tırlar gerekir.

Kısıtlamalara yaratıcı çözümler

Bu darboğazlara karşı piyasada yaratıcı çözümler de ortaya çıkıyor.

ProEnergy adlı bir firma, Boeing 747 uçaklarından sökülen jet motoru çekirdeklerini alıp, bunları kara tipi aerotürev gaz türbinlerine dönüştürüyor.

Daha çarpıcı bir örnek ise Boom Supersonic.

Süpersonik jetler geliştiren bu şirket, kendi jet motoru tasarımını temel alarak "Superpower" adında bir aerotürev türbin geliştirdi.

Şirket, Crusoe'dan şimdiden 1.2 gigawattlık bir sipariş aldı bile.

Bu yeni oyuncular, geleneksel üreticilerin yavaşlığına bir cevap olabilir.

Piyasa, gemi motoru üreticilerinin de bu alana daha fazla girmesini bekliyor.

Sonuçta, gemilerde kullanılan devasa pistonlu motorlar, veri merkezlerine güç veren motorlarla neredeyse aynı.

Eski gemi motorlarının veri merkezlerini çalıştırmak için yeniden kullanıldığı günleri görmek sürpriz olmayacak.