Аннотация:
Альянс морских технологий «Optimal Transit», созданный совместно оффшорной инжиниринговой компанией InMar Technologies и разработчиком энергетических систем OptiFuel Systems, недавно объявил о создании крупномасштабной концептуальной платформы морской инфраструктуры под названием «Blue Economic VITAL 100 MW Kraaken».
План объединяет морское энергетическое оборудование, опреснительные установки и центры обработки данных искусственного интеллекта в корабль с возможностями автономной навигации. Он утверждает, что не требует земельных ресурсов, не полагается на наземные электросети и не требует потребления традиционного ископаемого топлива в повседневных операциях.
Согласно техническим характеристикам, опубликованным участником проекта, многоцелевой корабль рассчитан на общую мощность генерации 100 мегаватт. В конфигурации «VITAL» вся мощность корабля будет задействована комплексно: 40 МВт мощности будут непрерывно передаваться на сушу по подводным кабелям, чего достаточно для обеспечения круглосуточной потребности в электроэнергии около 32 000 домохозяйств; система пресной воды корабля может использовать технологию вакуумной вспышки для производства 30 миллионов литров (приблизительно 7,9 миллионов галлонов) пресной воды в день, что может ежедневно обеспечивать водой около 150 000 человек; оставшиеся 60 МВт мощности специально используются для поддержки корабельного вычислительного кластера искусственного интеллекта высокой плотности. Это решение представляет собой модернизацию и развитие морского плавучего центра обработки данных, запущенного командой проекта в июле этого года (первоначально планировалось иметь несколько версий мощностью от 10 до 100 МВт). При сохранении исходной системы энергоснабжения, конструкции корпуса и причала часть вычислительных мощностей будет передана на коммунальное обеспечение прибрежных жилых районов или зон стихийных бедствий.
Основная мощь Kraken основана на запатентованном механизме «Цифровая разница температур океана» (DOT), который является значительным улучшением по сравнению с традиционной технологией преобразования энергии разницы температур океана (OTEC). Обычные системы OTEC испаряют рабочие жидкости с низкой температурой кипения (например, аммиак) через теплую тропическую морскую воду для привода турбин для выработки электроэнергии, а затем используют холодную воду, добываемую из морских глубин, для конденсации рабочих жидкостей для образования цикла. Что отличается от прошлого, так это то, что Kraken подключает отходящее тепло (около 45 градусов по Цельсию), вырабатываемое серверами с жидкостным охлаждением на корабле, к системе циркуляции для подогрева и повышения давления газообразного аммиака перед входом в турбину турбины; затем глубокая морская вода температурой 5 градусов Цельсия восстанавливает отходящие газы в конденсаторе. Опираясь на рекуперацию отходящего тепла серверов, многоступенчатый цикл Ренкина и технологию рекуперации энтальпии, разработчики утверждают, что система может уменьшить размер турбины примерно на 70%, а размер трубопровода холодной воды и нагрузку насоса холодной воды также можно уменьшить на 70%, тем самым значительно снижая физический порог отбора холодной воды в традиционных проектах выработки электроэнергии с разницей температур океана. В то же время этот тепловой цикл сочетается с технологией вакуумной вспышки низкого давления, позволяющей использовать горячие и холодные жидкости для совместного опреснения и самоконденсации морской воды, образуя тройной замкнутый цикл «выработка электроэнергии-вычисление электроэнергии-производство воды».
Что касается конструкции корпуса, Kraken использует конструкцию катамарана с малой гидроплоскостью (SWATH), длина которого составляет около 91 метра (300 футов), а водоизмещение - около 50 000 длинных тонн. Размещая основную плавучую конструкцию в глубоководной зоне, где волны меньше раскачиваются, корпус достигает чрезвычайно высокой устойчивости для морских операций. Бортовое оборудование центра обработки данных имеет модульную конструкцию с жидкостным охлаждением, что облегчает своевременную разборку и модернизацию в соответствии с итерацией вычислительного оборудования. При развертывании у берега судно подключается к наземной трубопроводной сети через быстросъемную систему шлангокабелей; При угрозе урагана или сильного шторма корабль может в течение нескольких часов оторваться от швартовки, уйти в безопасную морскую зону на максимальной скорости почти 16 узлов, а затем вернуться на место для сброса после шторма. Такая высокая мобильность позволяет ему не только обслуживать отдаленные острова или прибрежные промышленные районы, но и служить в качестве линии экстренной помощи в случае стихийных бедствий. Команда проекта даже предполагает собрать 5 таких кораблей в пределах 3 квадратных километров морской акватории для создания «морского суверенного энергетического парка» общей мощностью 200 мегаватт электроэнергии, 151 миллиона литров пресной воды и 300 мегаватт вычислительной мощности.
Оценки показывают, что общая стоимость строительства судна VITAL мощностью 100 МВт оценивается в 587 миллионов долларов. Участник проекта отметил, что если бы на суше были построены электростанция мощностью 40 мегаватт, установка по опреснению морской воды производительностью 30 миллионов литров в день и компьютерный зал центра обработки данных искусственного интеллекта мощностью 60 мегаватт, общий объем инвестиций составил бы от 750 до 1,33 миллиарда долларов США; Морское интегрированное решение может сэкономить от 22% до 56% средств на строительство и сократить период поставки наземной инфраструктуры с 6 до 10 лет примерно до 3 лет.
Несмотря на многообещающую концепцию, проект сталкивается с множеством практических проблем, когда дело доходит до строительства. Во-первых, проект все еще находится на стадии разработки схемы и проверки цифрового двойника. Финансирование серии А используется только для завершения инженерных чертежей, соответствующих спецификациям классификационного общества. График строительства кораблей зависит от запланированного финансирования серии Б в 2027 году. Готового предприятия в море нет. Во-вторых, чистая мощность в 100 МВт представляет собой беспрецедентный инженерный объем термоэлектрической энергии океана. Теоретический КПД традиционных OTEC обычно составляет менее 4%, а для обработки сотен мегаватт энергии обычно требуется перекачивать десятки миллиардов литров морской воды в день и подвешивать огромную трубу холодной воды, которая простирается под водой на тысячи метров и имеет диаметр несколько метров. Хотя система DOT утверждает, что способна уменьшить диаметр труб, подробные данные о физическом соединении и усталостной прочности трубопроводов глубоководного водозабора во время аварийного покидания и сброса корабля еще не опубликованы. Кроме того, 40 МВт внешнего источника питания и 60 МВт вычислительной нагрузки полностью заняли теоретическую установленную мощность, а точный энергетический баланс собственного энергопотребления, например, вакуумных насосов пресной воды и откачки холодной морской воды, все еще нуждается в публичной проверке; Утверждение о том, что корабль может действовать в морских районах, где отсутствуют значительные вертикальные перепады температур, например в Арктике, также несовместимо с географическими требованиями традиционной термодинамики к перепадам температур океана, и существуют теоретические детали, которые до конца не выяснены. В отрасли полагают, что все аспекты технологии, интегрированной Kraken, имеют зрелую физическую основу, но можно ли успешно интегрировать такие тепловые и вычислительные мощности высокой плотности в единый моторизованный корпус в рамках бюджета, еще необходимо проверить путем последующих фактических испытаний.
Комментарии