AI datacentra otevírají novou kapitolu poptávky po „věčných chemikáliích“ PFAS

Rozmach umělé inteligence vytváří dva propojené zdroje nové poptávky po PFAS: výrobu polovodičů pro AI hardware a systémy odvádění tepla z čím dál hustších serverů. Děje se to přitom v době, kdy regulátoři, ekologické organizace i část průmyslu hledají cesty, jak tyto mimořádně perzistentní látky omezit nebo nahradit.

Zářijová analýza organizace ChemSec uvádí AI a infrastrukturu datacenter, výrobu polovodičů a lithium-iontové baterie jako tři hlavní faktory plánovaného rozšiřování kapacit pro PFAS. Podle ní většina velkých výrobců kapacity navyšuje. Mezi firmami, které své investice spojují s AI infrastrukturou nebo výrobou čipů, jmenuje Chemours, Syensqo, Arkema, Solstice, Daikin a AGC. 31

Proč AI zvyšuje poptávku po PFAS

Více AI hardwaru znamená více polovodičových procesů

PFAS se při výrobě polovodičů používají například jako povrchově aktivní látky, při leptání a čištění nebo ve vysoce chemicky odolných trubicích a spojkách, uvádí ChemSec. Rostoucí poptávka po AI akcelerátorech, pamětech a výrobních zařízeních pro čipy tak může zvyšovat potřebu těchto specializovaných materiálů přímo ve výrobních závodech na polovodiče. 31

Souvislost nekončí u samotného serveru. Organizace NRDC upozorňuje, že PFAS mohou souviset s chlazením, protipožárními systémy i výrobou polovodičů a dalších elektronických součástek používaných v datacentrech. 12

Hustší servery nahrávají kapalinovému chlazení

S rostoucí výpočetní hustotou a tepelným výkonem přestává samotné chlazení vzduchem stačit. Při imerzním chlazení jsou elektronické součásti ponořeny do elektricky nevodivé dielektrické kapaliny.

U jednofázového systému kapalina necirkuluje přes změnu skupenství; běžně se používají například uhlovodíky typu polyalfaolefinů. U dvoufázového chlazení může fluorované chladivo u horké součástky vřít, odvést teplo ve formě páry, následně zkondenzovat a vrátit se do oběhu. 38

Právě druhý přístup představuje možný kanál růstu poptávky po PFAS. ChemSec výslovně označuje imerzní kapaliny a řízení tepla v AI a datacentrové infrastruktuře za jeden z důvodů rozšiřování výrobních kapacit. 31

Technická výhoda, environmentální problém

PFAS jsou pro náročné průmyslové použití atraktivní díky odolnosti vůči vysokým teplotám a chemikáliím, odpuzování vody a olejů i elektrické izolační schopnosti. To jsou vlastnosti, které jsou užitečné tam, kde je nutné bezpečně pracovat s agresivními chemikáliemi, vysokými teplotami a citlivou elektronikou.

Stejná odolnost je ale jádrem ekologického problému: PFAS se v prostředí snadno nerozkládají. Organizace Food & Water Watch popisuje chladicí systémy datacenter jako možnou další oblast jejich použití — i v případech, kdy mají tyto systémy snížit, nikoli však zcela odstranit spotřebu vody. 2

Neznamená to, že každá kapalina pro chlazení serverů obsahuje PFAS ani že každé datacentrum používá imerzní chlazení. Znamená to však, že volba technologie pro řešení tepelné zátěže AI může mít dlouhodobé dopady podle zvoleného materiálu.

Kdo rozšiřuje výrobu a kdo z trhu odchází

Chemours a další výrobci navyšují kapacity

Podle ChemSec většina velkých výrobců PFAS rozšiřuje kapacity s ohledem na AI a datacentra, výrobu polovodičů a baterie. Organizace mezi společnostmi, které relevantní investice explicitně stavějí do souvislosti s AI nebo výrobou čipů, uvádí Chemours, Syensqo, Arkema, Solstice, Daikin a AGC. 31

Nejkonkrétnější veřejně popsanou strategii spojenou s AI má Chemours:

• Firma uvedla, že v roce 2024 dokončila rozšíření kapacity výroby Teflonu PFA, materiálu označovaného za důležitý pro výrobu polovodičů. 21
• S indickou společností Navin Fluorine International uzavřela dohodu o výrobě své dvoufázové kapaliny pro imerzní chlazení Opteon. Projekt je součástí širší aktivity v kapalinovém chlazení zaměřené na nároky pokročilých datacenter a AI hardwaru na teplo, energii a vodu. 25
• S firmou DataVolt oznámila spolupráci na vývoji a demonstraci kapalinového chlazení, včetně dvoufázového chlazení přímo čipu a dvoufázových imerzních systémů. 24

Chemours očekávala komercializaci dvoufázového imerzního chlazení Opteon do roku 2026, ovšem s podmínkou příslušných regulatorních schválení. Firma ve své prezentaci propaguje i možnou úsporu energie na chlazení; jde však o její vlastní výkonnostní tvrzení, nikoli o nezávisle ověřený výsledek každé instalace. 21

Odchod 3M mění dodavatelský trh

Společnost 3M v roce 2022 oznámila, že výrobu PFAS ukončí do konce roku 2025. Její produktové řady Novec a Fluorinert se podle Data Center Dynamics používaly mimo jiné pro chlazení, výrobu polovodičů a protipožární ochranu. 28

Nejde tedy o jednoduchý celotržní ústup od PFAS. Spíše se mění rozložení dodavatelů: odchod 3M se časově překrývá se snahou dalších firem obsloužit poptávku polovodičového průmyslu a pokročilého chlazení. 2831

Jak velký je tento trh?

Ve veřejně dostupných podkladech není spolehlivý odhad té části poptávky po PFAS, kterou lze připsat výhradně AI infrastruktuře. Analýza ChemSec sleduje plány na rozšíření výroby a hlavní zdroje poptávky, nikoli objem produkce určený jen pro AI. 31

Určitou představu o dynamice trhu nabízí širší segment kapalin pro imerzní chlazení datacenter, který ale nelze zaměňovat s trhem PFAS. MarketsandMarkets odhaduje růst tohoto trhu ze 180 milionů USD v roce 2025 na 830 milionů USD v roce 2032, tedy při předpokládaném průměrném ročním růstu 23,9 %. Kategorie zahrnuje kapaliny pro přímé chlazení čipů i imerzní chlazení a není omezena na fluorované kapaliny či látky PFAS. 41

Regulace a alternativy bez PFAS

Regulační a nákupní tlaky vedou k hledání náhrad. Ve Spojených státech začala agentura EPA v rámci procesu podle zákona TSCA přednostně posuzovat nové chemické látky určené pro projekty datacenter nebo související výrobu. 16 Zároveň oznamovací povinnosti a možné budoucí restrikce vedou provozovatele k tomu, aby řešili rizika PFAS ve vlastním dodavatelském řetězci. 35

Pro část chladicích použití již alternativy existují. Jednofázové imerzní systémy často pracují s uhlovodíkovými dielektrickými kapalinami; širší trh rozvíjí nefluorované syntetické kapaliny, estery, silikony a kapaliny na biologické bázi. 3842 V některých nasazeních může potřebu dvoufázové imerze snížit také přímé chlazení čipu nebo zdokonalené vzduchové chlazení.

Dostupné podklady však nedokládají, že ne-PFAS řešení jsou bez dalších úprav plnohodnotnou náhradou pro každý polovodičový proces nebo každé vysoce výkonné dvoufázové chlazení. Rozhodují požadavky na kvalifikaci materiálu, spolehlivost, bezpečnost i konstrukci celého systému.

Zásadní volba pro AI infrastrukturu

Pro stavitele datacenter nejde jen o otázku, zda zavést více kapalinového chlazení. Jde o to, zda lze cíle energetické účinnosti a hospodaření s vodou naplnit bez dlouhodobě perzistentních fluorovaných materiálů — tam, kde jsou alternativy dostupné, teprve dozrávají nebo se pro konkrétní použití nehodí.

ChemSec varuje, že poptávka spojená s AI může upevnit novou generaci výrobních kapacit PFAS právě ve chvíli, kdy sílí snahy o jejich postupné ukončení. 31 NRDC zároveň připomíná, že problém PFAS nelze omezit na serverový sál: týká se také výroby čipů, chlazení, protipožárních systémů a nakládání se zařízením po skončení jeho životnosti. 12

Klíčové je proto rozlišovat mezi rychle rostoucí potřebou pokročilého odvodu tepla pro AI a předpokladem, že jedinou cestou k němu jsou PFAS. První trend zrychluje; druhý zůstává technickou, regulatorní a environmentální volbou.