Uutiset

Tekoälyn supertietokoneet ovat käynnistäneet energiajärjestelmien vallankumouksen

26
elo

Maailman sähköjärjestelmissä on käynnissä syvä muutos, jota vauhdittaa tekoälyn (AI) nopea nousu ja sen lähes rajaton laskentatehon tarve. Monella tapaa tämä muistuttaa uutta teollista vallankumousta – datakeskuksista ja supertietokoneista on tullut digitaalisen aikakauden tehtaita, jotka kuluttavat valtavia määriä sähköä ja muuttavat tapaa, jolla energiaa tuotetaan ja käytetään.

Tämä murros näkyy erityisen selvästi Pohjoismaissa, joissa tekoälyyn keskittyneet datakeskukset nousevat uusiutuvan energian lähteiden viereen. Muutokset ulottuvat kuitenkin paljon pidemmälle kuin pelkkään sähkönkulutukseen: palvelimien hukkalämpöä otetaan talteen koteihin ja kasvihuoneisiin, sähkökattilat ja vesivarastot varastoivat ylijäämäistä uusiutuvaa energiaa, ja datakeskukset rakentavat omia voimaloitaan varmistaakseen omavaraisuuden. Energiasektori ja datateknologia sulautuvat yhteen – ja sijoittajat, poliitikot sekä energia-ammattilaiset joutuvat sopeutumaan tähän uuteen todellisuuteen.

Tekoäly ja superlaskenta mullistavat energiajärjestelmiä – niin Suomessa, Pohjoismaissa kuin muualla maailmassa. Tällä suuri merkitys energialle, teollisuuspolitiikalle ja sähköverkon tulevaisuudelle.

Tekoäly ja datakeskukset paisuttavat sähkönkulutusta

Tekoälyn ja korkean suorituskyvyn laskennan buumi on johtanut datakeskusten sähkönkulutuksen räjähdysmäiseen kasvuun. Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) mukaan datakeskusten sähkönkulutus yli kaksinkertaistuu vuoteen 2030 mennessä, nousten noin 945 terawattituntiin (TWh) vuodessa – enemmän kuin Japanin koko kulutus.

Suurin syy on tekoäly: tekoälylaskennan sähkönkulutuksen odotetaan nelinkertaistuvan vuoteen 2030 mennessä. Kehittyneissä maissa tämä kääntää vuosien pysähtyneisyyden jälkeen sähkönkulutuksen takaisin kasvuun. Esimerkiksi Yhdysvalloissa datakeskukset muodostavat vuoteen 2030 mennessä lähes puolet sähkönkulutuksen kasvusta. Tuolloin datan käsittelyyn käytetään enemmän sähköä kuin kaikkien energiaintensiivisten tuotteiden – alumiinin, teräksen, sementin ja kemikaalien – valmistukseen yhteensä.

Britanniassa datakeskukset kuluttavat jo nyt arviolta 4 % maan sähköstä, ja osuuden arvioidaan nousevan 10 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä – mikä herättää huolta ilmastotavoitteiden saavuttamisesta.

Haaste on valtava: datakeskukset tarvitsevat ympärivuorokautista, erittäin luotettavaa sähköä, ja ne kuormittavat paikallisia verkkoja keskittymällä samoille alueille. Siksi valtioiden ja yritysten on nopeasti lisättävä tuotantokapasiteettia – etenkin puhtaista lähteistä – sekä vahvistettava siirtoverkkoja.

Euroopan komissio on käynnistänyt InvestAI-aloitteen, jonka tavoitteena on 200 miljardin euron investoinnit tekoälyyn ja superlaskentaan. Ydinajatuksena on rakentaa “tekoälygigatehtaita”: valtava laskentateho yhdistettynä energiatehokkaisiin datakeskuksiin. Kyse on uudesta infrastruktuurista, aivan kuten teollisen aikakauden alussa rakennettiin rautateitä ja voimalaitoksia.

Tekoälyä puhtaalla energialla ja kylmällä ilmastolla

Pohjoismaat ovat nousseet edelläkävijöiksi tekoälyn ja energian risteyskohdassa. Suomi, Ruotsi ja Norja tarjoavat yhdistelmän edullista uusiutuvaa energiaa, viileän ilmaston joka vähentää jäähdytystarvetta sekä vahvan infrastruktuurin.

Suomessa datakeskusinvestoinnit ovat suorastaan vyöryneet. Vuonna 2024 ilmoitettiin 22 uudesta datakeskushankkeesta, ja vuoden 2025 alussa ainakin 15 lisää. Fingridin mukaan uusia kuormituskyselyjä on tullut 24 000 MW:n edestä – viisinkertaisesti Suomen ydinvoimakapasiteettiin verrattuna.

Taustalla on edullinen tuulivoima. Suomen tuulivoimakapasiteetti on noussut nollasta yli 8 GW:iin kymmenessä vuodessa, ja tuulisina öinä myllyt kattavat jopa puolet maan sähkönkulutuksesta. Spot-hinnat painuvat Euroopan halvimpien joukkoon – keskimäärin 56 €/MWh vuonna 2023, ja jopa satoja tunteja negatiivisia hintoja. Tämä houkuttelee energiaintensiivistä laskentaa.

Lisäksi Suomen kylmä ilmasto vähentää jäähdytyskustannuksia. Useimmat keskukset voivat hyödyntää ulkoilmaa tai merivettä, saavuttaen PUE-suhteen alle 1,2. Googlen Haminan merivesijäähdytteinen keskus toimii jopa 1,1 PUE:lla – maailman tehokkaimpia lukemia.

Ruotsin Luulajassa ja Norjan vuonoilla on vastaavia esimerkkejä: halpa vesivoima ja viileä sää houkuttelevat. Norjassa yli 75 % vesivoimasta on joustavaa, ja yhtiöt markkinoivat datakeskuksiaan täysin CO₂-neutraaleina.

Yksi pohjoismaisen mallin lippulaiva on LUMI-super­tietokone Kajaanissa. Se toimii täysin päästöttömällä sähköllä ja syöttää hukkalämpönsä kaupungin kaukolämpöverkkoon. LUMI on nimetty “maailman vihreimmäksi supertietokoneeksi” – esimerkki siitä, miten laskenta ja puhdas energia voidaan yhdistää.

Hukkalämpö käyttöön

Yksi merkittävimmistä innovaatioista on datakeskusten hukkalämmön hyödyntäminen. Suomessa ja Ruotsissa kaukolämpöverkot tekevät sen helpoksi.

Espoossa Microsoft rakentaa kampusta, jonka hukkalämpö kattaa jopa 40 % kaupungin kaukolämmöstä, mahdollistaen viimeisen hiilivoimalan sulkemisen. Fortumin mukaan kyse on maailman suurimmasta hukkalämmön kierrätyshankkeesta – ja sen arvioidaan vähentävän CO₂-päästöjä 400 000 tonnia vuodessa.

Kajaanissa paikallinen energiayhtiö Loiste investoi kymmeniä miljoonia uusiin lämpöpumppuihin. Tavoitteena on, että vuoteen 2026 mennessä yli 80 % kaupungin kaukolämmöstä tulisi datakeskusten hukkalämmöstä. Uusien suurhankkeiden myötä lähes koko kaupunki voitaisiin lämmittää datakeskuksilla.

Samankaltaisia ratkaisuja kehitetään Ruotsissa, Kanadassa ja muualla. EU on jo säätänyt, että suurten datakeskusten on arvioitava ja toteutettava hukkalämmön hyödyntämistä, jos se on mahdollista. Saksassa laki velvoittaa käyttämään 20 % hukkalämmöstä vuoteen 2028 mennessä. Suomessa datakeskukset saavat verohelpotuksia, jos ne luovuttavat lämpöä ulkoiseen käyttöön.

Energiaintensiiviset klusterit ja omavaraiset kampukset

Datakeskusten kasvu synnyttää uudenlaisia energiakeskittymiä – moderneja “teollisuuskaupunkeja”, jotka muistuttavat vanhoja kaivos- ja teräskaupunkeja. Niissä yhdistetään datakeskuksia, vetytehtaita, akkuteollisuutta ja muuta energiaintensiivistä tuotantoa.

Syy on selvä: sähköverkoilla on pullonkauloja. Suomessa Fingrid arvioi, että sähkönkulutus kaksinkertaistuu vuoteen 2035 mennessä, ja uudet 400 kV -linjat vievät 7–8 vuotta valmistua. Pääkaupunkiseudulla on jo asetettu väliaikainen katto uusille liitännöille.

Siksi monet hankkeet sijoitetaan suoraan suurten voimaloiden tai tuulipuistojen viereen – aivan kuten sata vuotta sitten teollisuus asettui kaivosten ja koskien äärelle.

Joissakin tapauksissa rakennetaan omia voimalaitoksia kampusten yhteyteen. Esimerkiksi Ohiossa uutta datakeskusta varten rakennetaan 282 MW kaasumoottorivoimala, jonka toimittaa suomalainen Wärtsilä. Nämä laitokset voivat myöhemmin siirtyä vihreisiin polttoaineisiin, kuten metanoliin tai vetyyn.

Tavoitteena on energiaylijäämäiset teollisuuspuistot, joissa datakeskus käyttää sähköä, hukkalämpö lämmittää koteja tai kasvihuoneita, ja ylimääräinen sähkö muunnetaan vedyksi tai synteettisiksi polttoaineiksi.

Uudet energian varastointiratkaisut

Tekoälyn vaihtelevat kuormat ja uusiutuvan energian epäsäännöllisyys luovat tarpeen joustolle. Pohjoismaissa rakennetaan nyt massiivisia sähkökattiloita ja lämpövarastoja.

Helsingin Helen rakentaa Hanasaareen Euroopan suurimman sähkökattilalaitoksen ja 1000 MWh:n lämpövaraston. Vantaalla louhitaan valtavaa maanalaisluolaa, joka varastoi kesästä talveen jopa parlamenttitalon kokoisen määrän kuumaa vettä.

Näin sähkö voidaan muuttaa lämmöksi silloin, kun sitä on runsaasti ja halpaa, ja käyttää se myöhemmin. Fingridin mukaan Suomeen on tulossa sähkökattilakapasiteettia lähes pienen ydinvoimalan verran.

Lisäksi tutkitaan synteettisiä polttoaineita, kuten vihreää metanolia, pitkän aikavälin varastointiin. Metanolia voidaan valmistaa vedystä ja hiilidioksidista ja varastoida tavallisissa tankeissa – paljon helpommin kuin vetyä. Se tarjoaa kausivarastoinnin, jolla voidaan tasata pitkiäkin tuulettomia jaksoja.

Uudet globaalit strategiat

Tekoälyn ja energian kietoutuminen pakottaa hallitukset uudelleenarvioimaan politiikkaansa. EU on sisällyttänyt datakeskukset ilmastopolitiikkaan ja digitaaliseen suvereniteettiin – muun muassa AI Gigafactory -suunnitelmien kautta. Suomi pyrkii isännöimään yhtä näistä keskuksista LUMI:n kokemuksella.

Yhdysvalloissa pohditaan jo tekoälyn energiavaikutuksia, ja esimerkiksi Virginiassa harkitaan vaatimuksia uusille datakeskuksille investoida uusiutuviin.

Teknologiayritykset itse ovat sitoutuneet käyttävänsä sataprosenttisesti uusiutuvaa energiaa. Microsoft kokeilee jo fuusiovoiman käyttöä tulevaisuuden datakeskuksille ja vetykennoja dieselgeneraattorien sijasta.

Kehittyvissä maissa datakeskukset voivat vauhdittaa uusiutuvan energian rakentamista. Persianlahden maat rakentavat jättimäisiä aurinkopuistoja AI-keskusten rinnalle.

Samalla datakeskuksista on tullut kriittistä infrastruktuuria, jonka energiavarmuus nähdään strategisena kysymyksenä. Tulevaisuudessa ne voivat saada omia pienydinvoimaloita tai saariverkko-ominaisuuksia kriisitilanteiden varalle.

Energia ja digitaalisuus kietoutuvat yhteen

Tekoäly ja laskentainfrastruktuuri muuttavat energiajärjestelmiä perustavanlaatuisesti. Datakeskuksista ei enää ajatella pelkkinä kuluttajina, vaan ne voivat olla energiantuotannon osia: ne tuottavat lämpöä, vakauttavat verkkoa ja houkuttelevat teollisia klustereita ympärilleen.

Pohjoismaissa muutos on jo todellisuutta: paperitehtaiden ja kaivosten paikoille syntyy datakeskusklustereita, joiden hukkalämpö lämmittää koteja ja kasvihuoneita. Massiiviset vesisäiliöt ja kallioluolat varastoivat energiaa talvea varten.

Globaalisti ne alueet, jotka osaavat yhdistää teknologisen kasvun älykkääseen energiasuunnitteluun, hyötyvät taloudellisesti ja saavuttavat ilmastotavoitteita. Ne, jotka eivät onnistu, kärsivät pullonkauloista ja vastareaktiosta.

Kyse on uudesta paradigmasta: energiatehokkuus tarkoittaa nyt enemmän kuin vain wattien säästöä – se tarkoittaa myös hukkalämmön hyödyntämistä, joustavuutta ja ympäristöjalanjäljen minimointia. Tekoälyn vallankumous ja vihreän energian vallankumous ovat saman kolikon kaksi puolta. Niiden täytyy edetä rinnakkain. Pohjoismaiset esimerkit osoittavat, että se on mahdollista – ja että tästä voi syntyä aidosti kestävä digitaalinen aikakausi.

Lue lisää: