AIデータセンターが電力網を圧迫、日本の電力インフラは準備できているか？

米国でAI用データセンターの急増により電力網への負荷が深刻化。日本の電力インフラへの影響と対策を専門家が分析。

24時間365日稼働するAIデータセンターが、米国の電力網に前例のない負荷をかけている。ピッツバーグを中心としたペンシルベニア州では、この新たな電力需要が既存のインフラを限界まで押し上げ、一般住民の停電リスクを高めているという警告が専門家から発せられた。

AIが変える電力消費の常識

従来のデータセンターとAI専用データセンターの違いは歴然としている。ウェブサイトのホスティングやファイル保存を行う一般的なデータセンターは、需要の変動に応じてハードウェアを低電力モードに切り替えることができる。

しかし、AI用データセンターは異なる。高性能コンピューターが24時間連続で稼働し続けるため、電力消費量は一般的な施設の数倍に達する。カーネギーメロン大学のシクシャン・ジュー助教授によると、「単一の現代的なAI施設は、数万世帯分の電力を消費する」という。

この電力需要の特徴は、電力会社が通常行っている計画的なインフラ整備のタイムラインを大きく狂わせている。電力会社は通常、新しい発電所や送電線の建設に数年を要するが、データセンター開発者は数ヶ月での電力接続を期待している。

電力網の信頼性問題は、大規模停電だけでなく、より微細な形で現れる。電圧変動、設備の過熱、嵐や熱波後の復旧時間の延長など、日常生活に影響を与える問題が増加している。

インディアナポリスでの研究事例では、同一電力網に接続された地域が悪天候時に連鎖的な停電を経験したことが報告されている。特定地域に電力需要が集中すると、単一の設備故障がドミノ効果を引き起こす可能性が高まるのだ。

ピッツバーグや他のペンシルベニア州の都市も同様の構造的特徴を持っている：高い電力需要、老朽化した変電所、電力網拡張のための限られたスペース。この状況下で複数のデータセンターを追加することは、リスクを大幅に増大させる。

最も困難な問題の一つは、電力網アップグレードのコスト配分だ。従来、電力会社はインフラコストを全顧客に分散させてきた。しかし、少数の大口顧客によってアップグレードが必要になった場合、この手法は論争を呼ぶ。

バージニア州、オレゴン州、オハイオ州などでは、データセンター開発者により多くの前払いコストを要求する実験的な取り組みが始まっている。ペンシルベニア州とミズーリ州では、大口電力ユーザーに対する特別料金制度の導入を検討している。

日本の電力インフラも同様の課題に直面する可能性が高い。特に東京、大阪などの大都市圏では、AI需要の急増により電力網への圧迫が予想される。

日本の電力会社は、米国の事例から学ぶ機会がある。予測ツールを活用し、歴史的停電データ、気象パターン、予測負荷成長を組み合わせることで、ボトルネックとなりそうな変電所や送電線を特定できる。これにより、広範囲で高額な全面改修ではなく、的を絞ったアップグレードが可能になる。

また、データセンターの電力消費をより柔軟にする取り組みも重要だ。オンサイト発電、バッテリー蓄電、非重要な計算タスクのオフピーク時間への移行などの措置は、電力網への影響を軽減できる。