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

A demanda energética da inteligência artificial e da computação em nuvem está saindo do controle. Os data centers, antes apenas consumidores de energia, estão crescendo tanto que em breve poderão superar cidades inteiras — ou até mesmo estados americanos — em consumo de eletricidade. Os desenvolvedores dessas instalações estão correndo para garantir energia e terrenos para acompanhar a explosão da demanda, impulsionada principalmente pelos avanços da IA.

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

Com o avanço da IA, encontrar terrenos e energia para atender a essas necessidades tornou-se um grande desafio. Os desenvolvedores agora falam em campus de escala gigawatt, cada um consumindo um bilhão de watts de energia. Para efeito de comparação, isso é cerca de duas vezes a eletricidade consumida por todas as residências de Pittsburgh no ano passado.

A corrida energética: centros de dados maiores, problemas maiores

Ali Fenn,dent da Lancium, uma empresa texana que fornece terrenos e energia para centros de dados, descreve isso como uma "corrida sem precedentes pela dominância global" em inteligência artificial. Ela disse: "Francamente, trata-se de segurança nacional e segurança econômica."

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

Mas essa rápida expansão está testando os limites. Fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, são pouco confiáveis ​​devido às flutuações climáticas. Os desenvolvedores concordam que o gás natural deve suprir a demanda, mesmo que isso retarde o progresso na redução das emissões de carbono.

Nat Sahlstrom, diretor de energia da Trac, uma empresa de Denver que adquire terrenos para centros de dados, afirma que as instalações estão "chegando ao limite da infraestrutura de serviços públicos existente". As redes elétricas simplesmente não foram construídas para suportar a escala que esses centros de dados exigem atualmente.

A disponibilidade de terrenos adequados é outro problema. Os lotes com zoneamento industrial que podem abrigar instalações de grande porte estão diminuindo, explica Sahlstrom. Os incorporadores são forçados a explorar novos mercados fora de polos consolidados como a Virgínia, líder global em operações de data centers. A rede elétrica da Virgínia enfrenta problemas de confiabilidade, com a demanda de energia aumentando e a oferta diminuindo devido ao fechamento de usinas a carvão e de gás natural mais antigas.

Tracadquiriu mais de 23.000 acres para o desenvolvimento de data centers nos EUA. Isso inclui terrenos no Condado de Maricopa, Arizona, perto de Phoenix, e no Condado de Storey, Nevada, perto de Reno. Recentemente, Traccomprou 2.100 acres em Buckeye, Arizona, para construir um dos maiores complexos de data centers dos EUA. A empresa está trabalhando para garantir até 1,8 gigawatts de energia para o local, o suficiente para suportar 40 data centers independentes.

Um complexo de data centers que utiliza um gigawatt de energia anualmente equivale ao consumo energético de 700.000 residências ou de uma cidade com 1,8 milhão de habitantes. Uma análise da CNBC revela que uma instalação desse porte consumiria 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 por grandes empresas de tecnologia consome atualmente 40 megawatts de energia. Mas instalações maiores estão a caminho. De acordo com o Boston Consulting Group, complexos com 250 megawatts ou mais já estão em desenvolvimento.

Na década de 2030, será comum encontrar complexos de data centers consumindo 500 megawatts — ou meio gigawatt. Essas instalações consumiriam tanta eletricidade quanto 350.000 residências.

O Texas se tornou um polo para data centers devido às suas regulamentações menos restritivas e aos abundantes recursos energéticos. Os desenvolvedores locais podem personalizar soluções de energia para locais específicos. Sahlstrom chama o Texas de "o melhor laboratório experimental do mundo para implantar sua própria solução de energia"

A Lancium, empresa sediada em Houston, mudou seu foco da mineração de criptomoedas para infraestrutura de IA no final de 2022. Atualmente, opera cinco complexos de data centers em diferentes estágios de desenvolvimento. Um deles, em Abilene, Texas, será inaugurado no início de 2025 com 250 megawatts de potência, com previsão de expansão para 1,2 gigawatts até 2026.

Com o aumento das necessidades energéticas, os empreendedores precisam lidar com os potenciais problemas que afetam as comunidades vizinhas. Isso inclui garantir que os custos da eletricidade não subam e que a confiabilidade da rede elétrica permaneça intacta. "Ninguém vai continuar aprovando" novas instalações se elas interromperem o fornecimento de energia local, disse Fenn. Os empreendedores estão combinando data centers com novas usinas de geração de energia para evitar esses problemas.

Energias renováveis, energia nuclear e o futuro da energia

Embora os desenvolvedores prefiram energia renovável, é evidente que a energia solar e eólica sozinhas não atenderão à demanda. A dependência das condições climáticas torna essas fontes pouco confiáveis ​​para operações críticas, como bolsas de valores, que dependem de centros de dados.

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

Para lidar com as preocupações em relação à confiabilidade, grandes empresas estão explorando a energia nuclear. A Microsoft está apoiando a retomada das operações da usina nuclear de Three Mile Island, na Pensilvânia. A Amazon e o Google estão investindo em pequenos reatores nucleares.

No entanto, a energia nuclear apresenta seus próprios desafios. Os novos reatores na Geórgia atrasaram anos e custaram bilhões a mais do que o previsto. Por enquanto, o gás natural continua sendo a principal fonte de energia para data centers.

Fenn, da Lancium, afirma que os investimentos em geração de energia a gás podem incluir tecnologias de captura de carbono e armazenamento em baterias para compensar o impacto ambiental. Com o tempo, a expansão das energias renováveis, a redução dos custos das baterias e o uso da inteligência artificial para aumentar a eficiência podem diminuir a dependência do gás.

Mas, por enquanto, o rápido crescimento dos centros de dados complica os esforços para atingir as metas de emissões. "Não podemos deixar que isso tenha um efeito adverso sobre as metas ambientais", 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 alcancem até cinco gigawatts no futuro, os data centers estão se tornando rapidamente alguns dos principais responsáveis ​​pelo consumo de energia. Seja por meio da inovação ou dos combustíveis fósseis, a corrida para alimentar a IA continua a remodelar o cenário energético mundial.