Centros de dados de IA podem consumir mais energia do que cidades inteiras

As demandas de energia da inteligência artificial e da computação em nuvem estão saindo do controle. Os data centers, antes apenas vorazes de energia, estão crescendo tão massivamente que logo podem superar cidades inteiras — ou até estados dos EUA — em consumo de eletricidade. Os desenvolvedores dessas instalações estão correndo para garantir energia e terras para acompanhar a explosão na demanda, impulsionada em grande parte pelos avanços da IA.

Na última década, as necessidades de eletricidade dos data centers dispararam, refletindo sua importância na economia global. Essas instalações abrigam servidores que alimentam aplicativos para tudo, desde operações comerciais até aplicativos do dia a dia.

Com a ascensão da IA, encontrar terras e energia para atender a esses requisitos tornou-se um grande desafio. Os desenvolvedores agora falam em campus em escala de gigawatts, cada um consumindo um bilhão de watts de energia. Para comparação, isso é cerca de duas vezes a eletricidade que todas as casas de Pittsburgh usaram no ano passado.

A corrida energética: data centers maiores, problemas maiores

Ali Fenn, presidente da Lancium, uma empresa do Texas que garante terras e energia para data centers, descreve isso como uma “corrida de uma vida para a dominação global” em inteligência artificial. Ela disse: “É francamente sobre segurança nacional e segurança econômica.”

Essa corrida leva as empresas de tecnologia a investir bilhões na construção de instalações maiores. Elas não veem melhor uso para seu capital do que alimentar o boom da IA.

Mas essa expansão rápida está testando os limites. Fontes de energia renovável, como eólica e solar, são imprevisíveis devido às flutuações climáticas. Os desenvolvedores concordam que o gás natural deve preencher a lacuna, mesmo que isso desacelere o progresso na redução das emissões de carbono.

Nat Sahlstrom, diretora de energia da Tract, uma empresa de Denver que adquire terras para data centers, diz que as instalações estão “atingindo o limite da infraestrutura de utilidade existente”. As redes elétricas simplesmente não foram construídas para lidar com a escala que esses data centers agora exigem.

A disponibilidade de terras adequadas é outro problema. Terrenos com zoneamento industrial que podem abrigar instalações massivas estão diminuindo, explica Sahlstrom. Os desenvolvedores são forçados a explorar novos mercados fora dos centros estabelecidos como a Virgínia, líder global em operações de data centers. A rede elétrica da Virgínia enfrenta problemas de confiabilidade, com a demanda por energia aumentando e o fornecendo diminuindo à medida que as usinas de carvão e gás natural mais antigas são desligadas.

A Trct adquiriu mais de 23.000 acres para desenvolvimentos de data centers em todo os EUA. Isso inclui terras no condado de Maricopa, Arizona, perto de Phoenix, e no condado de Storey, Nevada, perto de Reno. Recentemente, a Trct comprou 2.100 acres em Buckeye, Arizona, para construir um dos maiores campus de data centers dos EUA. Eles estão trabalhando para garantir até 1,8 gigawatts de energia para o local, suficiente para suportar 40 data centers separados.

Um campus de data centers usando um gigawatt de energia anualmente é equivalente ao consumo de energia de 700.000 casas ou de uma cidade de 1,8 milhão de pessoas. A análise da CNBC revela que tal instalação usaria mais energia em um ano do que o Alasca, Rhode Island ou Vermont.

O que isso significa para as comunidades

O data center médio operado pelas principais empresas de tecnologia atualmente usa 40 megawatts de energia. Mas instalações maiores estão a caminho. De acordo com a Boston Consulting Group, campus de 250 megawatts ou mais já estão em desenvolvimento.

Na década de 2030, campus de data centers consumindo 500 megawatts — ou meio gigawatt — serão comuns. Essas instalações usariam tanta eletricidade quanto 350.000 casas.

O Texas tornou-se um ponto quente para data centers devido às suas regulamentações menos restritivas e abundantes recursos de energia. Os desenvolvedores lá podem personalizar soluções de energia para locais específicos. Sahlstrom chama o Texas de “o melhor laboratório do mundo para implantar sua própria solução de energia.”

A Lancium, uma empresa de Houston, mudou seu foco da mineração de criptomoedas para a infraestrutura de IA no final de 2022. Eles agora operam cinco campus de data centers em diferentes estágios de desenvolvimento. Um em Abilene, Texas, será inaugurado no início de 2025 com 250 megawatts de energia, escalando para 1,2 gigawatts até 2026.

À medida que as necessidades de energia crescem, os desenvolvedores devem abordar possíveis problemas para as comunidades vizinhas. Isso inclui garantir que os custos de eletricidade não aumentem e que a confiabilidade da rede permaneça intacta. “Ninguém vai continuar aprovando” novas instalações se elas perturbarem o poder local, disse Fenn. Os desenvolvedores estão associando data centers a nova geração de energia para evitar esses problemas.

Renováveis, nucleares e o futuro da energia

Embora os desenvolvedores prefiram energia renovável, está claro que a solar e a eólica sozinhas não atenderão à demanda. A dependência do clima torna essas fontes imprevisíveis para operações críticas, como bolsas de valores, que dependem de data centers.

Interrupções não são uma opção para instalações como as operadas pela Equinix, que hospeda cargas de trabalho críticas. Jon Lin, gerente geral dos serviços de data centers da Equinix, disse que suas instalações permanecem online mais de 99% do tempo.

Para abordar as preocupações com a confiabilidade, as grandes empresas estão explorando a energia nuclear. A Microsoft está apoiando a reinicialização da usina nuclear de Three Mile Island na Pensilvânia. A Amazon e a Google estão investindo em reatores nucleares pequenos.

No entanto, a energia nuclear vem com seus próprios desafios. Novos reatores na Geórgia estavam anos atrasados e bilhões acima do orçamento. Por enquanto, o gás natural permanece como a principal fonte de energia para os data centers.

Fenn, da Lancium, diz que os investimentos na geração de gás podem incluir tecnologia de captura de carbono e armazenamento em baterias para compensar o impacto ambiental. Com o tempo, a expansão da energia renovável, a redução dos custos das baterias e o uso da IA para eficiência podem reduzir a dependência do gás.

Mas, por enquanto, o rápido crescimento dos data centers complica os esforços para atingir as metas de emissões. “Não podemos permitir que isso tenha um efeito adverso nas metas ambientais”, disse Fenn alerta.

Os desenvolvedores argumentam que essas instalações são necessárias para a economia, mesmo que perturbem os mercados de energia e sobrecarreguem as redes elétricas. Com a expectativa de que os campus atinjam até cinco gigawatts no futuro, os data centers estão rapidamente se tornando alguns dos maiores jogadores no consumo de energia. Seja através da inovação ou dos combustíveis fósseis, a corrida para alimentar a IA continua a remodelar o cenário energético do mundo.