I data center di intelligenza artificiale potrebbero consumare più energia di intere città

Le richieste energetiche dell'intelligenza artificiale e del cloud computing stanno sfuggendo di mano. I data center, un tempo semplicemente ghiotti di energia, stanno crescendo così tanto che presto potrebbero superare intere città — o persino stati degli Stati Uniti — nel consumo di elettricità. Gli sviluppatori di queste strutture sono in una corsa per assicurarsi energia e terreni per tenere il passo con l'esplosione della domanda, guidata in gran parte dai progressi dell'IA.

Nell'ultimo decennio, le esigenze elettriche dei data center sono schizzate alle stelle, riflettendo la loro importanza nell'economia globale. Queste strutture ospitano server che alimentano applicazioni per tutto, dalle operazioni aziendali alle app quotidiane.

Con l'ascesa dell'IA, trovare terreni ed energia per soddisfare questi requisiti è diventato una sfida importante. Gli sviluppatori parlano ora di campus su scala gigawatt, ciascuno dei quali consuma un miliardo di watt di energia. Per confronto, questo è circa il doppio dell'elettricità utilizzata da tutte le case di Pittsburgh l'anno scorso.

La corsa energetica: data center più grandi, problemi più grandi

Ali Fenn, presidente di Lancium, una società del Texas che assicura terreni ed energia per i data center, la descrive come una "corsa di una vita per la dominazione globale" nell'intelligenza artificiale. Ha detto: "Si tratta francamente di sicurezza nazionale e sicurezza economica."

Questa corsa spinge le aziende tecnologiche a investire miliardi nella costruzione di strutture più grandi. Non vedono un uso migliore per il loro capitale che alimentare il boom dell'IA.

Ma questa rapida espansione sta mettendo alla prova i limiti. Le fonti di energia rinnovabile, come l'eolico e il solare, sono inaffidabili a causa delle fluttuazioni meteorologiche. Gli sviluppatori concordano sul fatto che il gas naturale deve colmare il divario, anche se questo rallenta i progressi nella riduzione delle emissioni di carbonio.

Nat Sahlstrom, direttore energetico di Tract, una società di Denver che acquisisce terreni per i data center, afferma che le strutture sono "esaurite contro l'infrastruttura di utilità esistente". Le reti elettriche non sono state semplicemente costruite per gestire la scala che questi data center ora richiedono.

La disponibilità di terreni adatti è un altro problema. I terreni a destinazione industriale che possono ospitare strutture massive si stanno riducendo, spiega Sahlstrom. Gli sviluppatori sono costretti a esplorare nuovi mercati al di fuori dei hub consolidati come la Virginia, leader globale nelle operazioni di data center. La rete elettrica della Virginia affronta problemi di affidabilità, con la domanda di energia che aumenta e l'offerta che diminuisce mentre le centrali a carbone e quelle più vecchie a gas naturale vengono chiuse.

Tract ha acquisito oltre 23.000 acri per lo sviluppo di data center in tutto gli Stati Uniti. Questo include terreni nella contea di Maricopa, Arizona, vicino a Phoenix, e nella contea di Storey, Nevada, vicino a Reno. Recentemente, Tract ha acquistato 2.100 acri a Buckeye, Arizona, per costruire uno dei più grandi campus di data center negli Stati Uniti. Stanno lavorando per assicurarsi fino a 1,8 gigawatt di energia per il sito, sufficiente per supportare 40 data center separati.

Un campus di data center che utilizza un gigawatt di energia annualmente è equivalente al consumo energetico di 700.000 case o di una città di 1,8 milioni di persone. L'analisi di CNBC rivela che una tale struttura utilizzerebbe più energia in un anno dell'Alaska, del Rhode Island o del Vermont.

Cosa significa per le comunità

Il data center medio gestito dalle principali aziende tecnologiche utilizza attualmente 40 megawatt di energia. Ma sono in arrivo strutture più grandi. Secondo la Boston Consulting Group, campus da 250 megawatt o più sono già in fase di sviluppo.

Negli anni 2030, i campus di data center che consumano 500 megawatt — o mezzo gigawatt — saranno comuni. Queste strutture utilizzerebbero tanta elettricità quanto 350.000 case.

Il Texas è diventato un punto caldo per i data center a causa delle sue normative meno restrittive e delle abbondanti risorse energetiche. Gli sviluppatori lì possono personalizzare le soluzioni energetiche per siti specifici. Sahlstrom definisce il Texas "il miglior laboratorio del mondo per implementare la tua soluzione energetica".

Lancium, una società di Houston, ha spostato il suo focus dal mining di criptovalute all'infrastruttura IA alla fine del 2022. Ora gestiscono cinque campus di data center in diverse fasi di sviluppo. Uno ad Abilene, Texas, aprirà all'inizio del 2025 con 250 megawatt di energia, scalando fino a 1,2 gigawatt entro il 2026.

Man mano che le esigenze energetiche crescono, gli sviluppatori devono affrontare potenziali problemi per le comunità vicine. Questi includono assicurarsi che i costi dell'elettricità non aumentino e che l'affidabilità della rete rimanga intatta. "Nessuno continuerà ad approvare" nuove strutture se interrompono l'alimentazione locale, ha detto Fenn. Gli sviluppatori stanno accoppiando i data center con una nuova generazione di energia per prevenire questi problemi.

Rinnovabili, nucleare e il futuro dell'energia

Sebbene gli sviluppatori preferiscano l'energia rinnovabile, è chiaro che solare ed eolico da soli non soddisferanno la domanda. La dipendenza dal clima rende queste fonti inaffidabili per operazioni critiche, come gli scambi finanziari, che fanno affidamento sui data center.

I blackout non sono un'opzione per strutture come quelle gestite da Equinix, che ospita carichi di lavoro critici. Jon Lin, direttore generale dei servizi di data center di Equinix, ha dichiarato che le sue strutture rimangono online più del 99% del tempo.

Per affrontare le preoccupazioni sull'affidabilità, le grandi aziende stanno esplorando l'energia nucleare. Microsoft sta supportando la riavviata della centrale nucleare di Three Mile Island in Pennsylvania. Amazon e Google stanno investendo in reattori nucleari di piccole dimensioni.

Tuttavia, l'energia nucleare presenta le proprie sfide. I nuovi reattori in Georgia sono stati in ritardo di anni e hanno superato il budget di miliardi. Per ora, il gas naturale rimane la fonte di energia dominante per i data center.

Fenn di Lancium afferma che gli investimenti nella generazione di gas potrebbero includere tecnologie di cattura del carbonio e accumulo a batteria per compensare l'impatto ambientale. Nel tempo, l'espansione delle energie rinnovabili, la riduzione dei costi delle batterie e l'utilizzo dell'IA per l'efficienza potrebbero ridurre la dipendenza dal gas.

Ma per ora, la rapida crescita dei data center complica gli sforzi per raggiungere gli obiettivi di emissione. "Non possiamo permettere che questo abbia un effetto avverso sugli obiettivi ambientali", ha detto Fenn mette in guardia.

Gli sviluppatori sostengono che queste strutture sono necessarie per l'economia, anche se interrompono i mercati energetici e mettono sotto stress le reti elettriche. Con i campus che si prevede raggiungano fino a cinque gigawatt in futuro, i data center stanno rapidamente diventando alcuni dei giocatori più significativi nel consumo di energia. Che sia attraverso l'innovazione o i combustibili fossili, la corsa per alimentare l'IA continua a rimodellare il panorama energetico mondiale.