データセンターは、エネルギーを生産するとともに消費するという意味で大規模な「プロシューマー」であり、電力網のレジリエンスに複雑な影響を及ぼします。
そのため、最もレジリエンスの高いデータセンターは、エネルギーシステムを保護するためにサイバーセキュリティと監視を導入しています。
データセンターのインフラを保護し、サイバー事案や停電の際に電力網の安定性を支えるため、事前に系統運用者とインシデント対応を調整しておくことが有効です。
データセンターは、最も急速に拡大しており、かつ最も複雑な電力需要の源の一つになりつつあります。2024年、国際エネルギー機関（IEA）によると、データセンターは世界の電力の1.5%を消費しました。また、そのエネルギー消費量は12%増加しました。しかし、系統運用者は、今後想定されるデータセンターの成長に備えて計画を立てる際、この需要の増加だけでなく、それ以外の点も考慮する必要があります。
データセンターは、大規模な負荷が突然系統に接続されたり、系統から切り離されたりする状況を生み出す可能性があり、電力網の安定性に関する課題をもたらします。
同時に、データセンターは、オンライン会議から電力会社のエネルギー予測や供給戦略に至るまで、あらゆる種類の経済活動を直接的かつ間接的に支えています。データセンターは、系統からの電力であれ、現地のバックアップ電源からの電力であれ、電力なしにはこうした支えを提供できません。
データセンターとエネルギーシステムの相互依存性により、データセンター施設内の自家発電を含め、エネルギーインフラに対するサイバーリスクを理解し、管理することが重要になります。データセンター、その現地エネルギーシステム、および地域の電力網との相互作用において、レジリエンスがどのようなものかを理解することは、現在および将来の重要インフラのレジリエンスを強化するでしょう。
レジリエントなデータセンターの構築
データセンターのレジリエンスは、オンライン広告から業務物流、請求処理、デジタルバンキングなどに至るまで、さまざまなデータサービスの可用性を支えています。そのため、データセンターは、これらのサービスを中断させることなく、サイバー脅威を撃退し、検知し、除去できなければなりません。サイバーセキュリティを考慮せずにデータセンターのエネルギーシステムを設計または運用すると、脆弱性を生み出したり、見落としたりする恐れがあります。
データサービスを提供するためには、データセンター施設の一部を外部ネットワークに接続する必要があります。インターネットへのこうした継続的な露出には、現地のエネルギーシステムを保護するセキュリティアーキテクチャが求められます。
このため、データセンターの発電設備やバックアップ用バッテリーシステムは、ファイアウォールや未使用ポートの閉鎖を含め、適切に構成されたデジタル制御によって保護、すなわち「ハードニング」されるべきです。また、セキュリティツールは時間の経過とともに効果が低下しがちであるため、定期的なセキュリティの見直しがベストプラクティスとなります。
サイバーリスクの理解とデジタルレジリエンスの強化において、フォーラムがリーダーを支援する方法
サイバーセキュリティセンターは、リーダーが集い、進化するサイバーリスクとそのシステミックな影響を理解するための信頼できるプラットフォームを提供しています。相互につながりを深めるデジタル社会において、理解と信頼の構築に重点を置いています。
セクターを越えた協働と知見の共有を通じて、同センターは、パートナーがサイバーレジリエンスを強化し、集団的な対応を必要とする課題に取り組むことを支援しています。
発電設備およびそのバックアップシステムも、デジタルで管理されるため、監視されなければなりません。センサーおよび生産データをセキュリティイベントデータと併せて監視することで、損害が発生する前に脅威や脆弱性を発見することができます。ハードニングされたシステムであっても、監視は必要です。
また、サイバーセキュリティには、システムの集合全体にわたる可視性が求められます。発電設備、バックアップ電源、冷却設備、物理的アクセスシステムにはそれぞれ、データセンターと電力網の安定性に影響を及ぼしかねない不正利用の可能性があります。これらのシステムを横断的に可視化することで、各システムを個別に監視する場合に比べて、影響の大きい異常をより迅速に特定し、対処することができます。
データセンターは大規模な需要負荷であるため、連携も重要です。バックアップ電源に切り替えたり、系統ベースの運用に戻ったりする際、系統管理上の課題が生じることがあります。バックアップ電源システムによる計画的かつ定期的な運用は、これらのシステム間で生じうる意図しない相互作用について、運用者が連絡、認識、管理の経験を積むのに役立ちます。
電力障害の管理
レジリエントなデータセンターのインフラは、データサービスの提供を継続しながら、系統電力の途絶に耐えられなければなりません。ほとんどのデータセンターにとっての目標は、最低限の12時間分のバックアップ電力および水を確保することです。複数のエネルギー源と同一設備の組み合わせを用いることで、冗長性を高め、単一障害点を排除することができます。
バッテリー貯蔵は、短期的なバックアップ電源の用途として一般的な解決策です。系統接続からバッテリーバックアップへの切り替えは、計画外の場合でも、ミリ秒単位で行うことができます。バッテリーによるバックアップは、電力会社が停電を解消するための時間を確保したり、データセンター運用者が、ガスタービンなど立ち上がりの遅い発電設備を稼働させるための時間を確保したりすることを可能にします。
設置するバッテリーの規模を決める際、データセンター運用者は放電率と総容量を考慮しなければなりません。設置後、運用者は、いつ電力を貯蔵し、いつ放出するかを判断しなければなりません。現地の発電や性能指標の層が追加される場合、これらの判断はさらに複雑になります。例えば、低排出または低コストを最適化する場合や、バッテリー電力を太陽光、風力、ガスタービンと組み合わせる場合です。
電力源の開発
データセンターは通常、電力を最優先に設計されます。現地の発電システムは、施設を無期限に全能力で稼働させることができます。日常の運用では、これらのデータセンターは、現地で発電するか、電力網から電力を引き込むかという経済的判断を行い、多くの場合、系統のより効率的な発電に依存しています。
米国のような規制の厳しい地域でデータセンターの導入が急速に進むと、現地での発電が促される傾向があります。新たな発電設備や送電線を必要な規制上の障壁を越えて進めるには時間がかかりますが、人工知能（AI）イノベーションへの投資家は迅速な対応を求めています。
同時に、サプライチェーンの制約により、ガスタービンのような大型設備の調達や配備が遅れることがあります。開発事業者は、建設に時間のかかるこれらのシステムが稼働するまでの間、すぐに利用可能な小型発電機から、風力、太陽光、原子力などの電源へ移行することができます。複数のエネルギー源を統合することはリスクの分散という利点がありますが、サイバーセキュリティ監視のためにシステムの集合全体にわたる可視性を確保するよう、慎重な配慮が必要です。
データセンターは、データサービスを地理的に分散させることで、局所的な電力障害のリスクをさらに低減することができます。ただし、これにはレイテンシーやデータ主権の要件との整合性など、いくつかの技術的課題があり、こうした戦略が非現実的または採算が合わないものとなる可能性があります。また、系統運用者の視点からは、データサービスがあるデータセンターから別のデータセンターへ切り替わる可能性があるため、ある地域での計画外の停止が、国内の他の地域での負荷の急激な増加につながることがあります。
電力とデータの双方のレジリエンス
データセンターと電力部門のレジリエンスは相互に関連しています。データセンターは系統停止時にバックアップ電源システムを稼働させなければならず、系統運用者はデータセンターの負荷変動に対応できるシステムを構築しなければなりません。電力網が途切れることなく低コストで電力を供給すれば、両部門とも恩恵を受けます。この相互の利益が、レジリエンスに関する協力を促すべきです。
停電とサイバー事案が同時に発生する可能性もあります。しかし、データセンターと電力部門との関係にレジリエンスを組み込み、各部門の要件が進化する中で部門を越えた関与を継続することは、こうした事象を大規模な緊急事態から小規模な事案へと転換させうる、解決可能なエンジニアリング上の課題への対応に役立ちます。
