La otra cara del avance de la IA: el auge de los centros de datos amenaza la revolución verde

En Phoenix (Arizona, Estados Unidos) y sus alrededores, los centros de datos han llamado la atención por el ruido que hacen, el agua que consumen y las grandes extensiones de terreno que ocupan. 

Ahora, la ingente cantidad de energía que consume este sector en rápido crecimiento amenaza con desbordar los servicios públicos de la ciudad y obstaculizar los esfuerzos por eliminar los combustibles fósiles de la red, incluso cuando la crisis climática emite señales cada vez más graves. Este año, la temperatura máxima diaria en Phoenix alcanzó o superó los 43 grados centígrados durante 54 días, una cifra récord. 

"Tenemos unos 7.000 megavatios de solicitudes de centros de datos en tramitación", explica a Business Insider Karla Moran, ejecutiva de Salt River Project, una de las dos grandes empresas de suministro eléctrico que abastecen a la región de Phoenix. Moran señala que esas solicitudes rivalizan con los 11.000 megavatios de toda la red actual de la empresa.

Aunque no se espera que todas esas solicitudes de potencia se materialicen en un desarrollo real, Moran señala que la magnitud del interés no tiene precedentes. La creciente demanda eléctrica del sector de los centros de datos ha sido tan importante que ha influido en los planes de largo plazo de la empresa, según Moran.

En octubre, la compañía eléctrica, más conocida como SRP, aprobó una importante ampliación de su capacidad de generación que incluye el desarrollo de 2.000 megavatios de nuevas instalaciones de gas metano. Estas centrales mantendrán el tamaño de su cartera de infraestructuras alimentadas con combustibles fósiles durante la próxima década y posiblemente más allá. (El gas natural está compuesto principalmente de metano).

Moran afirma que los centros de datos, con su uso intensivo de energía las 24 horas del día, son "una de las principales razones por las que nos planteamos disponer de un recurso así".

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Aumento de la demanda energética y reticencia a desprenderse de los combustibles fósiles

Los centros de datos desempeñan un papel cada vez más esencial en la vida moderna, ya que proporcionan los equipos informáticos, de almacenamiento y transmisión que impulsan internet, las aplicaciones móviles y muchas otras funciones, como los vehículos autónomos, el streaming de vídeo y la digitalización de archivos. 

Muchas de ellas son propiedad de grandes empresas tecnológicas, entre ellas los tres mayores proveedores de servicios en la nube —Amazon, Microsoft y Google—, así como grandes empresas que cotizan en bolsa, como Equinix y Digital Realty, especializadas en el desarrollo y explotación de instalaciones de datos. 

Se teme que las aplicaciones de inteligencia artificial se conviertan en uno de los principales clientes de los centros de datos, lo que podría requerir una nueva generación de instalaciones diseñadas específicamente para las necesidades informáticas de la inteligencia artificial y las mayores intensidades energéticas. Según McKinsey, se prevé que la cantidad de electricidad necesaria para alimentar los centros de datos de Estados Unidos se duplique con creces de aquí a 2030. 

La proliferación de las necesidades energéticas del sector supone un reto para las empresas de suministro eléctrico, ya sobrecargadas por los cambios sociales, como la adopción de vehículos eléctricos, la intensificación del uso del aire acondicionado ante el aumento de las temperaturas y la electrificación de la calefacción y la cocina domésticas. 

La presión ha llevado a algunas empresas, como SRP, a ser prudentes a la hora de eliminar el petróleo, el gas e incluso el carbón de sus carteras de generación de energía.

Según Terry Boston, ex director ejecutivo de PJM, el mayor operador de red del país por número de clientes, "la necesidad te dirá que tienes que tener capacidad para satisfacer la demanda de lo que se te viene encima". "Con los centros de datos, vas a hacer todo lo posible para tener capacidad para satisfacer esas cargas".

La reticencia a abandonar los combustibles fósiles va en contra de la rápida descarbonización de la red que, según los científicos, es necesaria para atajar la crisis climática.

Un estudio publicado en septiembre por el Centro de Política Energética Global de la Universidad de Columbia afirmaba que, incluso si la sociedad consiguiera una reducción generalizada del carbono en las próximas décadas, la velocidad a la que disminuyan las emisiones en ese periodo será clave.

Uno de los autores de ese documento, James Glynn, investigador principal del centro, señala que los centros de datos suponen una "carga adicional e imprevista" para las redes a nivel nacional, lo que supone una "presión adicional sobre los objetivos de descarbonización".

"La red tiene que ser de carbono cero", afirma Glynn. Los centros de datos "podrían ser bastante importantes".

Caryn Potter, representante en Arizona del Proyecto de Eficiencia Energética del Suroeste (Southwest Energy Efficiency Project), un colectivo ciudadano que supervisa los planes de las empresas eléctricas de la región, se muestra preocupado por la decisión de SRP de mantener la dimensión de su cartera de combustibles fósiles.

"SRP tiene que volver a replantearse cuáles son sus objetivos para asegurarse de que realmente están alcanzando la descarbonización que vamos a necesitar", afirma.

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Las empresas de suministro luchan por satisfacer la demanda de los centros de datos y reducir las emisiones de carbono

El impacto de la demanda energética del sector de los centros de datos en los servicios públicos va más allá de Phoenix. 

Omaha (Nebraska), por ejemplo, ha experimentado un fuerte aumento en el desarrollo de centros de datos liderado por Google, que ha invertido 3.400 millones de dólares en centros de datos que opera o planea construir en el estado.

Como resultado, la compañía eléctrica Omaha Public Power District, conocida como OPPD, ha declarado que está experimentando el mayor aumento de la demanda en sus casi 80 años de historia y ha identificado los centros de datos como el principal motor de ese incremento.

El año pasado, OPPD solicitó y obtuvo la aprobación para aplazar el cierre de una central de carbón en el norte de la ciudad hasta 2026, según una portavoz. La clausura de esta instalación estaba prevista para finales de 2023. La OPPD achacó la situación a los retrasos en la conexión a la red de dos centrales de gas natural y proyectos solares, previstos para sustituir a la instalación de carbón.

En agosto, adoptó un plan para construir hasta 950 megavatios de nuevas instalaciones de generación con metano como parte de una ampliación de más de 2.000 millones de dólares que casi duplicará su capacidad en 2033 hasta algo más de 5 gigavatios, aproximadamente el tamaño de la demanda eléctrica de la ciudad de Nueva York en un día normal. Un gigavatio equivale a 1.000 megavatios, energía suficiente para abastecer de electricidad a cientos de miles de hogares. 

La OPPD afirma que sólo utilizará las nuevas centrales de gas periódicamente para cubrir la demanda eléctrica que supere la capacidad de su creciente cartera de renovables. Pero se ha retrasado en la puesta en marcha de proyectos de energías limpias, y sus afirmaciones de que los combustibles fósiles sólo darán servicio a los picos de carga han suscitado el escepticismo de los ecologistas.

"Es muchísimo dinero para invertir en algo que no se va a utilizar mucho", afirma David Corbin, presidente de energía de la división de Nebraska del Sierra Club, refiriéndose a las nuevas centrales de gas. 

Corbin se lamenta de que el desarrollo de la energía solar por parte de la OPPD esté retrasándose, mientras que "las centrales de gas avanzan a gran velocidad".

En el mayor mercado de centros de datos de Estados Unidos, en el norte del estado de Virginia, la empresa Dominion Energy presentó a principios de este año un plan para duplicar su propia capacidad, un aumento que equipararía el tamaño de la red del estado con la de Francia. Para lograrlo, la empresa se plantea retrasar el cierre de dos centrales de carbón y construir hasta siete nuevas centrales de metano, con una capacidad total de 9 gigavatios.

Dominion ha experimentado un aumento récord de la demanda de centros de datos. En una publicación de septiembre, reveló que había firmado contratos para suministrar 5,8 gigavatios adicionales de capacidad a los centros de datos hasta 2032, un aumento que triplicaría la carga energética actual del sector en el norte de Virginia.

Aaron Ruby, portavoz de Dominion, apunta en un correo electrónico que el enorme e incesante consumo energético de los centros de datos "refuerza la necesidad de fuentes de electricidad siempre fiables que puedan suministrar energía las 24 horas del día".

Las energías renovables "no pueden producir suficiente energía de forma constante"

El auge de los centros de datos se produce en un momento en que muchas empresas de suministro eléctrico también han intensificado su desarrollo de energías renovables en un esfuerzo por ecologizar la red y cumplir los objetivos voluntarios o los plazos impuestos por algunos estados para reducir sus emisiones de carbono.

SRP, por ejemplo, ha anunciado que triplicará su cartera de energía solar y otras energías renovables. Dominion ha dicho que planea multiplicar por diez su capacidad de generación renovable para 2038, planes que incluyen el mayor proyecto eólico marino del país. La OPPD también afirma que aumentará su energía limpia con nuevos proyectos de hasta 1.500 megavatios, suficientes para iluminar 450.000 hogares, según una portavoz. 

Los promotores y usuarios de centros de datos se declaran también defensores de la eliminación de gases contaminantes de la red. El sector ha utilizado sus voluminosas necesidades energéticas para financiar la construcción de nuevos proyectos renovables mediante la firma de contratos de compra de energía a largo plazo.

En referencia al desarrollo del centro de datos de Google en Nebraska, Devon Smiley, portavoz de Google, subraya su objetivo de utilizar electricidad libre de carbono las 24 horas del día para sus operaciones en 2030. 

"Estamos explorando activamente proyectos de energía limpia en el estado en estrecha colaboración con OPPD, pero no tenemos ningún detalle que compartir en este momento", indica Smiley.

Amazon, uno de los mayores usuarios de centros de datos de Estados Unidos, explica a Business Insider que ha llegado a compromisos, conocidos como acuerdos de compra de energía, para adquirir energía de unos 6 gigavatios de instalaciones solares y eólicas en la red eléctrica multiestatal que incluye el norte de Virginia. 

Esos electrones ayudarán a compensar la energía consumida por sus centros de datos y otras operaciones.

"Sin duda, no hay otro sector hoy en día que esté permitiendo" a las empresas de suministro eléctrico adoptar una "generación de energía más limpia" que los centros de datos, afirma Lee Kestler, director ejecutivo del desarrollador de centros de datos EdgeCore.

Aunque el sector de los centros de datos ha ayudado a financiar la energía verde, su propio uso a menudo elude la propia infraestructura que está ayudando a construir.

Los centros de datos, junto con otros usuarios como fábricas automatizadas, grandes almacenes de comercio electrónico de clasificación y entrega 24 horas al día, plantas de producción de metales y recarga nocturna de vehículos eléctricos, consumen grandes cantidades de electricidad cuando no hay viento ni luz solar. 

Para intentar adaptarse, las empresas de suministro eléctrico han empezado a construir enormes baterías y a emplear otros medios de almacenamiento de energía a gran escala, como la energía hidroeléctrica por bombeo, para acumular el exceso de energía renovable cuando circula por la red y distribuirla a los usuarios cuando no lo hace. SRP, por ejemplo, anunció que desarrollaría 1.000 megavatios de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo para 2035, un método eficaz pero difícil y caro de construir.

El almacenamiento en baterías, que es más fácil de implantar, es un factor a tener en cuenta en sus planes a corto plazo. SRP afirma que construirá una instalación de baterías de 250 megavatios para ayudar a cubrir la carga eléctrica de un nuevo centro de datos de 2.000 millones de dólares que se está construyendo a las afueras de Phoenix. OPPD y Dominion han presentado proyectos similares.

Pero los sistemas de baterías siguen siendo minúsculos en comparación con el consumo total y, de momento, sólo tienen capacidad para complementar la red durante unas pocas horas seguidas.

"La tecnología actual de baterías sólo almacena energía durante 4-6 horas", escribe el portavoz de Dominion, Aaron Ruby, en un correo electrónico. Y cita ese límite de tiempo como una razón por la que la empresa eléctrica "no puede depender únicamente de las renovables." 

"La eólica marina sólo produce energía el 40-50% del tiempo, la solar sólo el 20-25%", escribe Ruby. "Si esas son las únicas fuentes de electricidad que tenemos, no podemos mantener la energía".

Los límites de las energías renovables y los sistemas de almacenamiento que podrían ampliar su uso significan que la infraestructura de combustibles fósiles es a menudo necesaria para satisfacer al menos una parte de la carga de energía de los centros de datos y otros clientes de tamaño industrial.

"Nos gustaría que fuera limpia", afirma Kestler, consejero delegado de EdgeCore, refiriéndose a la energía que consumen los centros de datos. Pero "hoy en día no se puede producir suficiente energía de forma constante con una fuente de energía renovable".

Con el auge de los centros de datos, más empresas de suministro eléctrico sufren para seguir el ritmo

La dislocación entre la energía que consumen los centros de datos y la disponibilidad de electricidad renovable para saciarla se está convirtiendo rápidamente en un problema del tamaño de la red.

Los centros de datos, que parecen almacenes carentes de servicios, empezaron a proliferar hace una década a partir de un auge de la computación y el almacenamiento en la nube liderado por gigantes tecnológicos como Amazon, Microsoft y Google. Se espera que la inteligencia artificial proporcione una nueva frontera de crecimiento. Los grandes inversores, como Blackstone, KKR y Brookfield, se han agolpado con planes de decenas de miles de millones de dólares en nuevos desarrollos.  

En los lugares donde se han agrupado los centros de datos, sus demandas de energía pueden alcanzar o incluso superar las cargas de ciudades enteras. 

Según una estimación de Business Insider, el centro de datos que Amazon tiene previsto construir en el norte de Virginia probablemente consumirá más de 3 gigavatios, más que la capacidad de Seattle, su ciudad natal.

Aún está por ver cómo se enfrentarán las empresas de suministro público al reto de abastecer al sector.

Se espera que APS, la otra gran empresa que presta servicio a Phoenix, publique en noviembre su estrategia energética a largo plazo, conocida como plan de recursos integrados o IRP. En documentos preliminares, ha identificado los centros de datos como "la principal fuente de crecimiento de la carga durante 2023-2038". 

Wendy Bridges, directora de desarrollo económico de Goodyear, una ciudad de unos 100.000 habitantes al oeste de Phoenix que forma parte del territorio de servicio de APS, afirma que ella misma ha visto la demanda. Microsoft, que tiene dos grandes campus de centros de datos en Goodyear, le ha comunicado que le gustaría ampliar ambos, explica. Otros dos grandes promotores de centros, Stream y Vantage, también han anunciado recientemente planes para ampliar sus operaciones en el municipio.   

Bridges afirma que los centros de datos resultan atractivos por la enorme inversión que suponen, que genera ingresos para la administración local en concepto de impuestos sobre bienes inmuebles, y por los puestos de trabajo que generan en el sector de la construcción.  

"Tenemos algunos con los que estamos hablando sobre sus planes de futuro", afirma Bridges. "Cuando se habla de la cuantía de las inversiones, es cuando las cosas cambian, porque son inversiones enormes. Son proyectos de miles de millones de dólares".

Jill Hanks, portavoz de APS, señala a Business Insider que la empresa ha recibido "peticiones de energía sin precedentes de posibles usuarios de energía extragrandes, en su mayoría centros de datos, que necesitan altos niveles de energía de forma constante 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año".

Sería el equivalente a añadir unos 560.000 hogares en Arizona durante los próximos ocho años", explica Hanks.

Los detalles de los planes de APS para una "estrategia equilibrada" para satisfacer ese crecimiento de la carga se responderán en su IRP de noviembre, según Hanks.

"APS sigue insinuando y proyectando que va a necesitar una cantidad significativa de gas natural", opina Potter, representante del Proyecto de Eficiencia Energética del Suroeste. 

La empresa de suministro de Nevada, NV Energy, también ha experimentado un auge en el desarrollo de centros de datos. 

Hay expectativas de que Reno, debido a su relativa proximidad al Área de la Bahía de San Francisco y a la concentración de grandes empresas tecnológicas en esa región, pueda expandirse drásticamente como mercado de centros de datos, como parte de una migración de los centros de datos a nuevas zonas del país.  

"El estado de Nevada sigue creciendo, y NV Energy ha observado sin duda un aumento del interés de los centros de datos por venir al Estado Plateado", señala a Business Insider una portavoz de NV Energy, Meghin Delaney.   

Kestler, Consejero Delegado de EdgeCore, cree que en una década Reno podría rivalizar con Phoenix. Reno "será el centro neurálgico en los próximos 10 años", afirmó Kestler. 

EdgeCore anunció en agosto sus planes de construir un centro de datos de 216 megavatios en la ciudad.

NV Energy tiene un historial accidentado en cuanto a la forma en que ha tratado de hacer frente al crecimiento, según los organismos de control.

En marzo, la empresa recibió la aprobación estatal para ampliar en 440 megavatios su central eléctrica de Silverhawk, una planta que funciona con metano a 50 km de Las Vegas. Hunter Holman, abogado de Western Resource Advocates, que supervisa a la empresa de Nevada, afirma que este proyecto le permitió eludir el examen reglamentario que se suele hacer de este tipo de proyectos durante el proceso de elaboración del plan integrado de recursos (PIR).

"No es exacto decir que las enmiendas evitan el escrutinio regulador", asegura Delaney, la portavoz de NV Energy.

En 2021, NV Energy dijo que cerraría una central de carbón, llamada North Valmy Generating Station, y la sustituiría por energía solar y almacenamiento en baterías. Recientemente, sin embargo, NV Energy dijo que desarrollaría dos plantas de metano en lugar de la estación de carbón en North Valmy y también reduciría el tamaño de los sistemas solares y de baterías que está planeando en el norte de Nevada.

"Están dando a entender que quieren más gas", sentencia Holman.