Fuente: https://www.pv-magazine.com/
La dependencia mundial de Internet, la transición a la computación en la nube y la aparición de la inteligencia artificial alimentan la demanda de cada vez más centros de datos. La Agencia Internacional de la Energía (AIE) prevé que, para 2026, los centros de datos consumirán más de 800 TWh al año, más del doble de su consumo en 2022.
Tristan Rayner analiza el papel que desempeña la generación renovable en el suministro de energía a un mundo digital.
Los centros de datos son de distintos tamaños. El más grande, el Parque de Información de Mongolia Interior de China Telecom, ocupa 100 hectáreas y consume hasta 150 MW por hora. En Virginia del Norte, en Estados Unidos, hay alrededor de 300 instalaciones en un conjunto conocido como Data Center Alley, cada una de las cuales consume entre 10 y 50 veces la energía por metro cuadrado de una oficina comercial típica.
La empresa de servicios públicos Dominion Energy se vio obligada a pausar las conexiones a la red para los nuevos miembros de Data Center Alley en 2022 y ahora está construyendo nuevas líneas de transmisión para satisfacer la demanda.
Estados Unidos tiene más de 5.000 centros de datos y la consultora McKinsey & Company espera que su consumo de energía aumente desde un pico de 17 GW/hora en 2022 a 35 GW/hora en 2030.
Ampliar
Los centros de datos son cada vez más densos y consumen mayor cantidad de energía, pero también son más eficientes.
“Todos los proveedores de nube a gran escala parecen estar enfrascados en una carrera armamentista para construir la mayor cantidad de infraestructura lo más rápido posible”, dijo Dan Thompson, analista principal de investigación de S&P Global Market Intelligence. “Parte de esto son implementaciones de alta densidad y alto rendimiento de tipo computacional, pero gran parte también se debe a que los proveedores de nube construyen a gran escala. Las densidades en vatios por pie cuadrado están aumentando, pero creo que lo que estamos viendo ahora es solo la punta del iceberg”.
Los centros de datos tienen una relación de eficacia en el uso de la energía (PUE), que determina cuánta energía se necesita para la computación en comparación con otras actividades, como refrigeración, iluminación y pérdidas de energía. Una PUE de 1,5 indicaría que un centro de datos requiere 500 kW de energía adicional por cada MW necesario para fines informáticos.
Thompson, de S&P, afirmó que las densidades de potencia han caído desde un promedio de 1,58 en 2020, a medida que la densidad de potencia y la eficiencia de enfriamiento han aumentado. Sin embargo, los valores más bajos implican algunas compensaciones.
“Los centros de datos que estamos construyendo ahora están diseñados para PUE de 1,3 a 1,4, por lo que se puede ver cierta mejora en ese aspecto”, dijo Thompson. “Dicho esto, si bien están diseñados para esas PUE, muchos factores podrían hacer que el edificio nunca alcance esa PUE, dependiendo del clima y las operaciones. Hemos visto algunas construcciones con una PUE diseñada de 1,15 a 1,2, sin embargo, estas instalaciones requieren el consumo de grandes volúmenes de agua limpia para alcanzar esas cifras. Dados los problemas en torno al acceso al agua limpia, los hiperescaladores y las empresas que construyen centros de datos para ellos han tendido a construir centros de datos ligeramente menos eficientes con el fin de utilizar muy poca o ninguna agua”.
Computación más ecológica
Los gigantes tecnológicos del mundo son los mayores compradores corporativos de contratos de compra de energía (PPA) de energía renovable. El 1 de marzo de 2024, Microsoft y el administrador de activos Brookfield firmaron un acuerdo récord de 10,5 GW para entregar energía solar, eólica y “tecnologías de generación de energía libre de carbono nuevas o de gran impacto” a Microsoft entre 2026 y 2030.
Microsoft afirma que sus emisiones de CO2 han aumentado ahora un 30% desde que estableció su objetivo de cero emisiones netas para 2030, en 2020, y principalmente debido a los centros de datos.
“El aumento de nuestras emisiones de alcance 3 [de empresas de la cadena de suministro de terceros] proviene principalmente de la construcción de más centros de datos y el carbono incorporado asociado en los materiales de construcción, así como en los componentes de hardware como semiconductores, servidores y bastidores”, dijo Microsoft, y agregó que el PPA de energías renovables de 10,5 GW se suma a una cartera de energía limpia de 19,8 GW.
Simon Maine, director general de comunicaciones, energía renovable y transición de Brookfield, dijo a pv magazine que el acuerdo era ocho veces más grande que cualquier PPA anterior.
“Tenemos un negocio de energía renovable y transición muy grande, con más de 100 mil millones de dólares en activos solo en esa división y más de 30 años de experiencia en el sector”, dijo Maine. “Buscamos comprar activos o, más recientemente y con más probabilidad, comprar empresas. Las empresas tendrán equipos de gestión de alta calidad que tienen un espectro completo de capacidades. Tenemos proyecciones para instalar entre 5 GW y 7 GW por año [hasta 2030]. El acuerdo con Microsoft probablemente cubra alrededor del 30% de ese crecimiento y eso sin tener en cuenta futuras adquisiciones”.
Se informa que Brookfield ha adquirido una participación mayoritaria en Leap Green Energy de India por 500 millones de dólares, y también se dice que se está preparando para adquirir el desarrollador australiano de energía renovable WindLab, que tiene alrededor de 24 GW de proyectos en desarrollo o en construcción.
Anas Papazachariou, gerente senior de PPA en el desarrollador de energías renovables Cero Generation, explicó cómo la coubicación puede satisfacer la demanda energética del centro de datos.
“Una única solución en la que la energía solar cubra el aumento total de la cantidad y el tamaño de los centros de datos probablemente no sea la óptima y tengo que ser sincero al respecto”, afirmó. “Por eso, muchos compradores buscan crear carteras virtuales, mientras que la energía eólica y solar, y las baterías combinadas, son parte de su cartera porque en realidad están optimizando sus perfiles sobre esa base”.
La combinación de energía solar y almacenamiento implica acuerdos de compra de energía más costosos, pero un riesgo reducido, dijo Papazachariou.
Clústeres eficientes
Los centros de datos de “hiperescala” se agrupan para lograr eficiencia. Sin embargo, en lo que respecta a la latencia, muchos otros centros de datos, especialmente los que brindan servicios de Internet y de red, están distribuidos más cerca de los centros de población. Estos son más pequeños y experimentan una mayor variación en la demanda.
Mike Bates, director general del Centro de Excelencia Energética de Intel, dijo que los centros de datos están utilizando software de gestión de cargas de trabajo que puede responder a las condiciones energéticas en tiempo real. Intel está implementando software dentro de los centros de datos para gestionar los flujos de trabajo y las cargas, al mismo tiempo que realiza un seguimiento de las huellas de carbono de las cargas de trabajo para las auditorías de las empresas que afirman tener flujos de trabajo con bajas emisiones de carbono o cero emisiones netas.
“Uno de mis clientes es el grupo [interno] de Intel Data Center y trabajamos para implementar estas mismas soluciones que estamos llevando fuera del mercado, asegurándonos de que hemos reforzado los centros de datos para los impactos climáticos y al mismo tiempo abriendo nuevas oportunidades”, dijo Bates. “Por ejemplo, nuestro software también puede adaptar las cargas de trabajo para ciertas condiciones. Si puedo impulsar una carga de trabajo dentro del centro de datos para los momentos en que hay excedente de energía, realmente puedo recibir un pago por consumir esa energía”. Agregó que la resiliencia energética también incluye interrupciones en el suministro, al considerar los impactos climáticos.
Ben Levitt, director asociado del equipo de investigación de energía y energías renovables de América del Norte para soluciones de gas, energía y clima en S&P Global Commodity Insights, destacó los beneficios en términos de costos de operar centros de datos con flexibilidad.
“Los centros de datos con operaciones flexibles –es decir, interrumpibles y que responden a los precios– cuestan menos que los que son menos flexibles”, dijo Levitt. “Los centros de datos que son interrumpibles podrían incluso conseguir una conexión a la red más rápida. Además, y por separado, es posible que las grandes tecnológicas impulsen la inversión en el desarrollo y escalamiento de las nuevas tecnologías de ‘empresas limpias’ necesarias para la energía limpia las 24 horas del día para sus centros de datos”.
Levitt dijo que las nuevas cargas generarán nuevas inversiones en energías renovables, pero la generación de combustibles fósiles y, cada vez más, las baterías también captarán una demanda adicional. En última instancia, mucho dependerá de la burocracia local y de los permisos.
Levitt añadió que es posible que las grandes empresas tecnológicas desempeñen un papel en la ampliación de las nuevas tecnologías limpias. “Estos esfuerzos podrían acelerar el desarrollo de nuevas tecnologías que podrían reconfigurar la matriz energética a un ritmo más rápido del que se había considerado anteriormente”, afirmó.