AIブームを支えるデータセンターの電力源：天然ガスの陰、気候への影響とは

人工知能（AI）の急速な発展により、その処理能力を支えるデータセンターの電力需要は急増しています。しかし、その電力源として、多くのテック企業が天然ガスへの依存を強めている現状があります。この記事では、AIブームの裏側で進むデータセンターの電力確保の動きと、それに伴う気候への影響について、元記事の情報を基に解説します。

AIブームを加速させるデータセンターの電力事情

AI技術の進化は、膨大な計算能力を必要とするデータセンターの需要を爆発的に増加させています。しかし、これらの巨大な施設に安定した電力を供給することは、従来の電力インフラにとって大きな課題となっています。そのため、大手テック企業やデータセンター開発者は、独自の発電設備を設置するなど、電力確保のために創造的なアプローチを模索しています。

天然ガスへのシフト：AI時代を支える「頼れる」電源？

多くのデータセンターは、天然ガスを利用した複合サイクル発電タービンに代表されるような、柔軟かつ常時稼働可能な電源を求めています。これらのタービンは、ガスを燃焼させて発電し、その排熱を再利用することで高い効率を発揮します。化石燃料発電の中では比較的効率の良い選択肢とされていますが、需要の急増と供給の逼迫から、開発者は代替案に活路を見出しています。

データセンター開発の現状と電力確保の工夫

Boom Supersonic社は、AIスタートアップOpenAI向けのデータセンターを開発するCrusoe社と12.5億ドルの契約を結び、ジェットエンジンをベースにしたガス・タービン29基を供給することで合意しました。これは、データセンター開発者やテック企業が、全米で急増するデータセンターに必要な電力源を確保しようと奮闘している一例に過ぎません。Meta社はテキサス州エルパソのデータセンターに800基以上の小型モバイル・タービンから電力を供給し、建設機器メーカーCaterpillar社もウェストバージニア州のデータセンターにガスエンジンを供給しています。Crusoe社は、テキサス州アビリーンにある大規模な「Stargate」データセンター・キャンパスで、航空機モデルを基にした「エアロ・デリバティブ」タービンを使用しています。

世界的な天然ガス発電能力の増加

米国だけでなく、世界的に見ても、天然ガス発電能力の増加は顕著です。エネルギー分析企業Global Energy Monitorによると、世界中で1,000ギガワットを超えるガス火力発電プロジェクトが開発段階にあり、これは過去1年で約31％増加しています。米国はこの増加分の約4分の1を占め、そのうち3分の1以上がデータセンター向けです。

AIブームがもたらす気候への影響

データセンターの電力需要を満たすために天然ガスへの依存を深める動きは、気候変動に対して深刻な影響を及ぼす可能性があります。当初、AI施設の電力は太陽光や風力などの再生可能エネルギーから供給されると期待されていましたが、実際には化石燃料の使用を長期にわたって固定化する動きが急速に進んでいます。

データセンターの増加によるCO2排出量増加の試算

コーネル大学の研究者による分析では、このデータセンターの建設ラッシュにより、2030年までに最大4,400万メトリックトンの二酸化炭素が排出される可能性があり、これは約1,000万台の乗用車の年間排出量に相当します。非営利団体Sierra Clubの副ディレクター、Cara Fogler氏は、「これは巨大な建設計画であり、既存の石炭火力発電所の稼働停止や、新たに稼働しようとしているガス火力発電所が、クリーンエネルギーの導入を妨げる可能性があります」と警鐘を鳴らしています。

「メーターの裏側」での発電：効率と環境負荷のジレンマ

シリコンバレーのAIブームがコンピューティング能力への需要を押し上げる中、データセンター開発者は電力確保に苦慮しています。従来の電力会社からの電力供給には長い待ち時間が発生するため、開発者やテック企業は自社で発電する「メーターの裏側（behind-the-meter）」アプローチを increasingly採用しています。Cleanviewの分析によると、少なくとも46のデータセンター、合計56ギガワット（約27基のフーバーダムに相当）の容量がこのアプローチを採用しています。

代替電源としての天然ガスエンジンの台頭

Bloom Energy社のCEOは、同社のバックログが過去1年で倍増したことを明らかにし、「オンサイト発電は、最後の手段から不可欠なビジネス要件へと変化しました」と述べています。同社は、特に天然ガスインフラが整備され、オンサイト発電を支援する規制や政策が有利なテキサス州などで急速に成長しています。テキサス州では、Titus Low Carbon Ventures社が、数メガワットの出力を持つ多数の小型ガス発電エンジンを導入し、太陽光や風力と組み合わせてベースロード電力を供給する計画です。同社の社長は、従来のガス・タービンではなく、乗用車エンジンに似た「レシプロエンジン」を採用した理由として、電力需要の急激な変動（トランジェントロード）に対応しやすい点を挙げています。これらのエンジンは、タービンよりも起動・停止が速く、約1分で稼働できるため、データセンターの需要変動に迅速に対応できます。

より環境負荷の高い代替技術

しかし、専門家によれば、これらの代替的な天然ガス源は、排熱を再利用する複合サイクル・タービンを使用する従来の発電所よりも、気候にとってさらに悪い影響を与える可能性があります。特に、自動車のような内燃機関（レシプロエンジン）は、ガス・タービンよりも効率が低く、一般的に排出量が多くなります。Global Energy MonitorのJenny Martos氏は、「内燃機関は起動・停止時間が速いですが、ガス・タービンと比較して効率が劣ります。すべてのガス発電技術は排出物を発生させますが、一般的にエンジンは他のものよりも排出量が多くなります」と指摘しています。

テキサス州におけるデータセンターと天然ガス発電の集中

テキサス州は、天然ガス発電の計画・建設段階にあるものが約58ギガワットと、他の州を合わせたよりも多く、世界でも中国に次ぐ規模となっています。建設中の発電所の約半数は、地域の電力網に接続せず、データセンター専用の電力を供給する予定です。これらのプロジェクトは、OpenAIのStargateキャンパスから、エルパソのMeta社データセンターまで、州全体に広がっています。

将来への懸念：整備されたインフラと需要の不確実性

ニューメキシコ州では、BorderPlex社が「Project Jupiter」と呼ばれる大規模なデータセンター・キャンパスを計画しており、単純サイクル・ガス・タービンを動力源とする2つのマイクログリッドで電力を供給する予定です。このプロジェクトの発電能力は、ニューメキシコ州の主要電力会社の総発電能力を上回ります。Center for Biological Diversityの弁護士、Colin Cox氏は、「これほど大規模なものを見たことがない」と述べ、このプロジェクトが州の気候変動対策を凌駕する可能性を指摘しています。開発業者は雇用と税収を約束していますが、AI製品の需要がこれらの巨額な投資に見合うかは不透明です。もし需要が期待通りに伸びなければ、州には利用者のいないガス・タービンが「座礁資産」として残される可能性があります。

考察：AI時代のエネルギー戦略と持続可能性への問い

AIブームを支える天然ガス：短期的な解決策か、長期的なリスクか

AIの急速な進化は、データセンターの電力需要を前例のないレベルに押し上げており、天然ガスは短期的な電力供給の解決策として注目されています。しかし、この記事で示されたように、天然ガスへの依存は、メタン排出による気候変動への影響を増大させるリスクを伴います。特に、効率の低い内燃機関の利用や、再生可能エネルギー導入の遅れは、長期的な持続可能性の観点から大きな懸念材料となります。

「メーターの裏側」発電の功罪：規制回避と環境責任

データセンターが電力供給を自社で賄う「メーターの裏側」アプローチは、電力会社からの供給遅延を回避し、迅速な事業展開を可能にする一方で、規制当局の監督を逃れる手段ともなり得ます。これにより、環境規制の遵守が甘くなる可能性があり、プロジェクトの環境影響評価が不十分になるリスクも指摘されています。AIの急速な発展を支えるためには、技術革新だけでなく、環境への責任を伴うエネルギー調達戦略が不可欠です。

未来のデータセンター：持続可能な電力供給への道筋

AIブームが続く中で、データセンターの電力需要は今後も増加し続けるでしょう。この需要を、再生可能エネルギーの導入拡大、エネルギー効率の向上、そして可能であれば核融合や高度な地熱発電などの革新的なクリーンエネルギー技術の開発と実装によって満たすことが、持続可能な未来への鍵となります。短期的な電力確保のために化石燃料に頼るのではなく、長期的な視点に立った、真に持続可能なエネルギー戦略への転換が急務です。