Os data centers que alimentam a IA poderiam usar mais eletricidade do que cidades inteiras

As necessidades energéticas da inteligência artificial e da computação em nuvem estão a crescer tanto que os campus de centros de dados individuais poderão em breve utilizar mais electricidade do que algumas cidades, e até mesmo estados inteiros dos EUA, de acordo com empresas que desenvolvem as instalações.

O consumo de eletricidade dos centros de dados explodiu juntamente com o seu papel cada vez mais crítico na economia nos últimos 10 anos, alojando servidores que alimentam as aplicações das quais as empresas e os consumidores dependem para as tarefas diárias.

Agora, com o advento da inteligência artificial, os data centers estão crescendo tanto que será cada vez mais difícil encontrar energia suficiente para movê-los e terreno adequado para abrigá-los, dizem os desenvolvedores. As instalações poderão exigir cada vez mais um gigawatt ou mais de energia – um bilhão de watts – ou cerca de duas vezes mais consumo de eletricidade residencial de Pittsburgh área no ano passado.

As empresas de tecnologia estão em uma “corrida vitalícia para o domínio global” em inteligência artificial, disse Ali Fenn, presidente da Lancium, uma empresa que garante terreno e energia para data centers no Texas. “Francamente, trata-se de segurança nacional e segurança económica”, disse ela. “Eles vão continuar gastando” porque não há lugar mais lucrativo para aplicar capital.

A energia renovável por si só não será suficiente para satisfazer as suas necessidades energéticas. O gás natural terá de desempenhar um papel, dizem os promotores, que retardará o progresso no cumprimento das metas de emissões de dióxido de carbono.

(Veja aqui quais ações estão ajudando a consertar a rede elétrica do país.)

Independentemente de onde vem a energia, os data centers estão agora em uma escala em que começaram a “aproveitar a infraestrutura de serviços públicos existente”, disse Nat Sahlstrom, diretor de energia da Tratouma empresa sediada em Denver que garante terrenos, infraestrutura e recursos energéticos para essas instalações.

E “o funil de terrenos disponíveis neste país que é uma zona industrial que pode se adequar ao caso de uso do data center – está se tornando cada vez mais limitado”, disse Sahlstrom, que anteriormente liderou as equipes de energia, água e sustentabilidade da Amazon.

Além da Virgínia

À medida que a terra e a energia se tornam mais limitadas, os centros de dados estão a expandir-se para novos mercados fora do centro global há muito estabelecido no norte da Virgínia, disse Sahlstrom. A rede elétrica que atende a Virgínia está enfrentando problemas de confiabilidade iminentes. A procura de energia deverá aumentar, enquanto a oferta está a diminuir devido à desactivação de centrais alimentadas a carvão e a gás natural.

A Tract, por exemplo, reuniu mais de 23.000 acres de terra para desenvolvimento de data centers nos EUA, com grandes propriedades no condado de Maricopa, Arizona – onde fica Phoenix – e no condado de Storey, Nevada, perto de Reno.

Trato recentemente comprou quase 2.100 acres em Buckeye, Arizona, com planos de transformar o terreno em um dos maiores campi de data center do país. A empresa privada está trabalhando com empresas de serviços públicos para garantir até 1,8 gigawatts de energia para que o local possa suportar até 40 data centers individuais.

Para contextualizar, um campus de data center com pico de demanda de um gigawatt é aproximadamente equivalente ao consumo médio anual de cerca de 700.000 residências, ou uma cidade com cerca de 1,8 milhão de habitantes, de acordo com uma análise da CNBC usando dados do Departamento de Energia e Escritório do Censo.

Um campus de data center desse tamanho consumiria mais energia em um ano do que as vendas de eletricidade no varejo no Alasca, Rhode Island ou Vermont, de acordo com Dados do Departamento de Energia.

Um campus de data center do tamanho de um gigawatt funcionando mesmo no limite inferior do pico de demanda ainda é aproximadamente comparável a cerca de 330 mil residências ou a uma cidade com mais de 800 mil habitantes – aproximadamente a população de São Francisco.

O tamanho médio dos centros de dados individuais operados pelas principais empresas tecnológicas é atualmente de cerca de 40 megawatts, mas está a surgir um número crescente de campus de 250 megawatts ou mais, de acordo com dados do Boston Consulting Group.

Espera-se que os EUA vejam um número crescente de campus de centros de dados de 500 megawatts ou mais, equivalente a meio gigawatt, entre 2030 e meados da década de 2040, de acordo com os dados do BCG. Instalações desse tamanho são comparáveis ​​a cerca de 350 mil residências, de acordo com a análise da CNBC.

“Certamente o tamanho médio dos data centers está aumentando rapidamente até 2030”, disse Vivian Lee, diretora-gerente e sócia do BCG.

O Texas tornou-se um mercado cada vez mais atraente devido a um ambiente regulatório menos oneroso e a recursos energéticos abundantes que são mais facilmente adaptados a locais específicos, disse Sahlstrom. “O Texas é provavelmente o melhor laboratório experimental do mundo para implementar a sua própria solução de energia”, disse o responsável pela energia.

A Lancium, com sede em Houston, abriu suas portas em 2017 com a ideia de aproximar grandes cargas elétricas dos abundantes recursos de energia renovável no oeste e centro do Texas, disse Fenn, presidente da empresa. Originalmente focado na mineração de criptomoedas, Lancium mais tarde mudou seu foco para fornecer energia para inteligência artificial com o advento do ChatGPT no final de 2022.

Campi de data centers administrados por empresas de capital aberto Equinix estão aumentando para várias centenas de megawatts, de 100 para 200 megawatts, disse Jon Lin, gerente geral de serviços de data center da empresa. A Equinix é uma das maiores operadoras de data centers do mundo, com 260 instalações espalhadas por 72 áreas metropolitanas nos EUA e no exterior.

Mas construir novos reatores nucleares é caro e repleto de atrasos. Dois novos reatores na Geórgia recentemente ficou online com anos de atraso e bilhões de dólares acima do orçamento.

No curto prazo, o gás natural alimentará grande parte da energia demandada pelos data centers, disse Fenn, da Lancium. O gás é a principal fonte de energia de curto prazo, proporcionando a confiabilidade que essas instalações exigem, disse Lee, do Boston Consulting Group.

Os investimentos poderiam ser feitos em nova geração de gás que acrescente tecnologia de captura de carbono e armazenamento de bateria ao longo do tempo para mitigar o impacto ambiental, disse Lee.

A indústria espera que a procura de gás diminua à medida que as energias renováveis ​​se expandem, os custos de armazenamento de baterias diminuem e a IA ajuda os centros de dados a operar de forma mais eficiente, disse Fenn. Mas, no curto prazo, não há dúvida de que a expansão dos centros de dados está a perturbar as metas de emissões das empresas tecnológicas, disse ela.

“Espero que seja um passo secundário de curto prazo”, disse Fenn sobre o aumento do uso de gás natural. “O que estou vendo entre nossos parceiros de data center, nossas conversas em hiperescala, é que não podemos permitir que isso tenha um efeito adverso nas metas ambientais”.

Observação: a análise da CNBC pressupõe que um campus de data center utiliza continuamente 85% de sua demanda máxima de um gigawatt ao longo do ano, para um consumo total de 7,4 bilhões de quilowatts-hora. A análise utiliza médias nacionais para o consumo doméstico de electricidade da EIA e o tamanho do agregado familiar do Census Bureau.