La carga eléctrica de los centros de datos amenaza los objetivos corporativos de consumo cero neto

Hay centros de datos de muchos tamaños. El mayor, el Parque de Información de Mongolia Interior de China Telecom, ocupa 100 hectáreas y consume hasta 150 MW por hora. Virginia del Norte, en Estados Unidos, alberga unas 300 instalaciones en una agrupación conocida como Data Center Alley, cada una de las cuales consume entre 10 y 50 veces más energía por metro cuadrado que una oficina comercial típica.

La empresa Dominion Energy se vio obligada a interrumpir las conexiones a la red de 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 prevé que su consumo de energía aumente de un pico de 17 GW/hora, en 2022, a 35 GW/hora en 2030.

Aumento de escala

Los centros de datos son cada vez más densos y consumen más energía, pero también son más eficientes.

Según Dan Thompson, analista principal de investigación de S&P Global Market Intelligence, «todos los proveedores de nube a hiperescala parecen estar inmersos en una carrera armamentística para construir tanta infraestructura como puedan». En parte se trata de despliegues informáticos de alta densidad y alto rendimiento, pero en gran parte también se trata de proveedores de nube que construyen a escala». Las densidades en vatios por metro cuadrado están aumentando, pero creo que lo que estamos viendo ahora es sólo la punta del iceberg».

Los centros de datos tienen un ratio de efectividad del uso de la energía (PUE), que dicta cuánta energía se necesita para la computación en comparación con otras actividades, como la refrigeración, la iluminación y las pérdidas de energía. Un PUE de 1,5 indicaría que un centro de datos necesita 500 kW de potencia adicional por cada 1 MW necesario para fines informáticos.

Thompson, de S&P, dijo que las densidades de potencia han descendido desde una media de 1,58 en 2020, a medida que han aumentado la densidad de potencia y la eficiencia de la refrigeración. Los valores más bajos, sin embargo, implican algunas compensaciones.

¿Qué hay en un centro de datos?

Los centros de datos albergan densos bastidores de servidores que contienen equipos de procesamiento, almacenamiento y red, además de infraestructura de apoyo y cableado para el suministro de energía y refrigeración de alto consumo, mediante aire, agua, refrigerantes o líquidos no conductores. El auge de la inteligencia artificial está cambiando los centros de datos, que ahora incluyen aceleradores de hardware más especializados para tareas intensivas, infraestructura informática de alto rendimiento y un mayor consumo de energía. Las construcciones dedicadas a la IA pueden requerir hasta cinco veces más cableado de fibra óptica.

“Los centros de datos que se construyen ahora están diseñados para PUE de 1,3 a 1,4, por lo que se puede apreciar cierta mejora”, afirma Thompson. “Dicho esto, aunque estén diseñados para esas PUE, hay muchos factores que pueden hacer que el edificio nunca alcance realmente esa PUE, dependiendo del clima y de las operaciones. Hemos visto algunas construcciones con un PUE diseñado de 1,15 a 1,2, pero 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 en aras de utilizar muy poca o ninguna agua».

Informática más ecológica

Los gigantes tecnológicos mundiales son los mayores compradores corporativos de energía renovable. El 1 de marzo de 2024, Microsoft y el gestor de activos Brookfield firmaron un acuerdo récord de 10,5 GW para suministrar a Microsoft energía solar, eólica y «nuevas o impactantes tecnologías de generación de energía libre de carbono» de 2026 a 2030.

Microsoft afirma que sus emisiones de CO2 han aumentado un 30% desde que fijó 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 terceros, empresas de la cadena de suministro] proviene principalmente de la construcción de más centros de datos y el carbono incorporado asociado en los materiales de construcción, así como componentes de hardware tales como semiconductores, servidores y bastidores», dijo Microsoft, añadiendo que el PPA de 10,5 GW de energías renovables se suma a una cartera de energía limpia de 19,8 GW.

Simon Maine, director general de comunicaciones, energías renovables y transición de Brookfield, declaró a pv magazine que el acuerdo era ocho veces mayor que cualquier PPA anterior.

«Tenemos un negocio muy grande de energía renovable y transición, con más de 100.000 millones de dólares en activos sólo en esa división, y más de 30 años de experiencia en el sector», dijo Maine. «Buscamos comprar activos o, más recientemente y con mayor probabilidad, comprar empresas. Las empresas contarán con equipos renovables de alta calidad con un espectro completo de capacidades. Tenemos previsto instalar entre 5 GW y 7 GW al año [hasta 2030]. El acuerdo con Microsoft probablemente cubra alrededor del 30% de ese crecimiento y eso sin tener en cuenta otras adquisiciones».

Al parecer, Brookfield ha adquirido una participación mayoritaria en la india Leap Green Energy por 500 millones de dólares, y también se prepara para adquirir el promotor australiano de energías renovables WindLab, que cuenta con unos 24 GW de proyectos en desarrollo o construcción.

Anas Papazachariou, director senior de PPA en la promotora de renovables Cero Generation, explicó cómo la colocación puede satisfacer la demanda energética de los centros de datos.

«Tengo que ser sincero al respecto, la única solución en la que la energía solar cubra todo el aumento del creciente número y tamaño de los centros de datos probablemente no sea la óptima», dijo. «Así que muchos de los compradores están buscando crear carteras virtuales en las que la eólica y la solar, y las baterías combinadas formen parte de su cartera porque en realidad están optimizando sus perfiles a través de esa base».

Según Papazachariou, la combinación de energía solar y almacenamiento implica acuerdos de compra de energía más caros, pero con menos riesgos.

Clústeres eficientes

Los centros de datos «hiperescala» se agrupan en clusters para ser más eficientes. Sin embargo, en lo que respecta a la latencia, muchos otros centros de datos, especialmente los que prestan servicios de Internet y redes, están distribuidos más cerca de los núcleos de población. Éstos son más pequeños y experimentan más variaciones en la demanda.

Mike Bates, director general del Centro de Excelencia Energética de Intel, afirma que los centros de datos utilizan software de gestión de la carga de trabajo que puede responder a las condiciones energéticas en tiempo real. Intel está desplegando software dentro de los centros de datos para gestionar los flujos de trabajo y las cargas, al tiempo que realiza un seguimiento de las huellas de carbono de las cargas de trabajo para las auditorías de las empresas que reclaman flujos de trabajo con bajas emisiones de carbono o netos.

«Uno de mis clientes es el grupo [interno] de centros de datos de Intel, y trabajamos para desplegar estas mismas soluciones que estamos llevando fuera del mercado, asegurándonos de que hemos reforzado los centros de datos para los impactos climáticos, al tiempo que abrimos nuevas oportunidades», dijo Bates. «Por ejemplo, nuestro software también es capaz de adaptar las cargas de trabajo a determinadas condiciones. Si puedo empujar una carga de trabajo dentro del centro de datos a las horas en las que hay excedente de energía, en realidad me pueden pagar por consumir esa energía». Añadió que la resiliencia energética también incluye las interrupciones del suministro, cuando se tienen en cuenta los impactos climáticos.

Ben Levitt, director asociado del equipo de investigación sobre energía y energías renovables en Norteamérica de S&P Global Commodity Insights, destacó las ventajas económicas de operar los centros de datos con flexibilidad.

«Los centros de datos con un funcionamiento flexible, es decir, interrumpibles y sensibles a los precios, cuestan menos de suministrar que los que son menos flexibles», dijo Levitt. «Los centros de datos que son interrumpibles podrían incluso conseguir una conexión más rápida a la red». Además, y por separado, es posible que las grandes tecnológicas impulsen la inversión en el desarrollo y la ampliación de las nuevas tecnologías «limpias» necesarias para que sus centros de datos dispongan de energía limpia las 24 horas del día».

Según Levitt, las nuevas cargas conducirán a nuevas inversiones en renovables, pero la generación de combustibles fósiles, y cada vez más las baterías, también recogerán la demanda extra. En última instancia, mucho dependerá de la burocracia y los permisos locales».

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 remodelar la combinación del suministro energético a un ritmo más rápido de lo que se había considerado hasta ahora», afirmó.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.