Centro de datos de nueva construcción en Middenmeer, Países Bajos.
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Después de un año de consumo de energía relativamente estable en muchas economías avanzadas, las empresas de servicios públicos revisaron al alza sus pronósticos de carga y los centros de datos compitieron por las conexiones a la red. En el norte de Virginia, en el valle del centro de datos, el centro de datos puede tardar 14 años en obtener acceso a la red. Sin embargo, ahora se necesitan electrones. Muchos expertos temen que la IA rompa la red.
Este argumento pasa por alto una característica importante del sistema eléctrico: el crecimiento de la demanda también impulsa la adaptación. La demanda de electricidad está lejos de ser una cantidad fija que las empresas de servicios públicos deben satisfacer simplemente agregando plantas de energía. Se necesitará nueva generación, pero los sistemas eléctricos modernos también se adaptan mediante mejoras de eficiencia, almacenamiento a corto y largo plazo, flexibilidad de la demanda y una mejor utilización de la infraestructura existente.
Me senté con líderes de Delta Electronics, Eaton y DNV para comprender cómo está respondiendo la industria energética al crecimiento de la IA. La respuesta va más allá de la construcción de nuevas plantas de energía: aumentar la eficiencia antes de que la electricidad llegue a los chips, repensar cómo los centros de datos enfrían y recuperan energía y resolver los cuellos de botella de la red que determinan la rapidez con la que se puede conectar la nueva demanda.
Conectar centros de datos a la red ahora lleva años
Ali Ghorashi, vicepresidente senior de DNV, ha pasado muchos años evaluando proyectos energéticos desde una perspectiva de riesgo técnico y financiero, desde energía eólica terrestre y marina hasta transmisión, almacenamiento, hidrógeno y tecnologías emergentes. Considera que el momento actual es diferente de la ola anterior de inversión energética. Los centros de datos se encuentran en la intersección de industrias que históricamente han operado por separado: bienes raíces, tecnología, mercados de electricidad, servicios públicos y financiamiento de infraestructura.
“Pocas personas entienden la industria”, afirmó Ghorashi. Muchos participantes “vienen de uno de ellos y no saben cómo funcionan las otras cosas”.
Ese desajuste es cada vez más visible en las interconexiones de redes. Las grandes empresas tecnológicas tienen capital y fuertes señales de demanda, pero la infraestructura eléctrica opera en momentos diferentes. Las empresas de servicios públicos necesitan confiar en que las cargas que solicitan cientos de megavatios de capacidad realmente se materializarán y seguirán siendo económicas. Los reguladores respondieron aumentando las tarifas de solicitud y considerando sanciones para los proyectos que tienen capacidad sin avanzar. Algunas ubicaciones, como la Columbia Británica, rechazan los centros de datos directos.
“No todos los jugadores juegan el mismo juego”, dijo Ghorashi.
Resolver ese desafío de coordinación es tan importante como agregar una nueva generación. Si la electricidad no puede llegar a los consumidores debido a limitaciones en la entrega o retrasos en los permisos, los desafíos energéticos de la IA solo se exacerban.
Guardar cada electrón para un trabajo útil
La misma lógica se aplica dentro del propio centro de datos. Antes de que la electricidad haga el cálculo, pasa por varios pasos de conversión. La física es sencilla: cada paso de conversión genera una pérdida. La electricidad debe pasar a través de los equipos eléctricos antes de llegar al procesador, y aumentar esos pasos de conversión puede reducir la demanda total de energía. Franziskus Gehle, vicepresidente de Delta Electronics, cree que la eficiencia comienza con la comprensión de todo el sistema.
“Cuando hacemos la conversión de energía, la eficiencia es máxima”, explicó Gehle.
A la escala de la infraestructura moderna de IA, las pequeñas pérdidas se convierten en grandes cifras. Delta estima que mejorar la eficiencia de sus productos ahorró 45,5 mil millones de kilovatios-hora de electricidad entre 2010 y 2023. En comparación, eso es el consumo de electricidad en la escala de decenas de millones de hogares durante un mes.
La eficiencia también está cambiando la forma en que las empresas piensan sobre sus propios impactos climáticos. Delta ha invertido en adquisición de electricidad renovable, edificios con emisiones netas cero, sistemas geotérmicos, recuperación de calor residual y monitoreo de energía. Pero Gehle dice que la mayor oportunidad es mejorar la infraestructura que utilizan los clientes.
“Este es un impacto más fuerte que simplemente centrarse en nuestro propio consumo y ahorro de energía”, afirmó.
La importancia de mantenerse fresco
A medida que los chips de IA se vuelven más potentes, el desafío pasa del suministro de energía a la gestión térmica. En última instancia, la informática está convirtiendo la electricidad en calor y la densidad de los nuevos sistemas de inteligencia artificial está cambiando la forma en que se diseñan los centros de datos.
Paul Ryan, vicepresidente de Transición Energética de Eaton, señala el rápido aumento de la densidad de energía como uno de los cambios definitorios.
“140 kilovatios por rack, no se puede enfriar con aire”, dijo Ryan.
La refrigeración líquida se está acercando al propio silicio. Además de reducir el consumo de energía, el refrigerador del motor funciona mejor, lo cual es importante para los bastidores de IA modernos que representan millones de dólares de inversión.
El calor en sí también puede resultar útil. El calor de proceso puede respaldar la calefacción urbana, los invernaderos, las piscinas o las aplicaciones industriales. Sin embargo, la física es un desafío. Las temperaturas de los centros de datos suelen oscilar entre 50 y 60 °C, mientras que muchos procesos industriales requieren temperaturas superiores a los 100 °C. Aún así, la escala de energía disponible no es importante.
“Un gigavatio a 50°C es mucha energía”, dijo Ryan. “Deberías poder hacer algo con él”.
Los centros de datos se convierten en activos de la red
La relación entre el centro de datos y la red también puede cambiar. Hoy en día, los centros de datos suelen ser descritos como grandes consumidores de electricidad, una afirmación cierta e incompleta. Muchos centros de datos ya contienen valiosos activos energéticos, incluidas baterías y sistemas de energía de respaldo.
Históricamente, estos sistemas se instalaban por motivos de confiabilidad. Está diseñado para proteger el servidor durante el apagado. En el futuro, también podrán proporcionar servicios de red respondiendo rápidamente cuando sea necesario equilibrar el suministro y la demanda de electricidad.
“Los centros de datos pueden estabilizar la red”, afirmó Ryan.
Esta capacidad se está volviendo más importante a medida que los sistemas eléctricos agregan más energía renovable. Las redes con una mayor proporción de energía solar y eólica requieren flexibilidad, respuesta rápida y tecnologías como los inversores formadores de red. Puede que los centros de datos no sean los villanos de la historia, sino todo lo contrario: pueden acelerar el despliegue de esta tecnología porque tienen las necesidades técnicas y la capacidad de inversión.
“Los centros de datos son pioneros que pagan por tecnología que se utilizará en otras industrias”, explicó Ryan.
Una transición energética más amplia pasa por entrar en una fase diferente. Ghorashi lo describe como un avance hacia la “integración energética”, donde el éxito depende menos de tecnologías individuales y más de la integración de generación, almacenamiento, transmisión, demanda y sistemas digitales. Quienes preguntan qué tecnología es superior simplemente están ladrando al árbol equivocado.
La IA requerirá más electricidad y la construcción de nuevas generaciones seguirá siendo importante. Pero la suposición de que una mayor demanda equivale automáticamente a una falla de la red ignora cómo responde el sistema energético a la nueva demanda. Si bien la red necesita nuevos electrones, también podemos hacer que los electrones existentes trabajen más al reducir las pérdidas de conversión, mejorar la refrigeración, recuperar la energía desperdiciada y tratar los centros de datos como activos de la red.
