Los centros de datos y el auge de la IA: el reto de la eficiencia energética y el acceso a une electricidad baja en carbono
Publiado el 03 octubre 2024
Los centros de datos, motores de una gran demanda de electricidad
Los centros de datos constituyen un eslabón fundamental en el despliegue de la inteligencia artificial. Su necesaria expansión está creando numerosas oportunidades de crecimiento para determinados sectores y empresas industriales.
Los centros de datos funcionan a pleno rendimiento las 24 horas del día, los siete días de la semana, y requieren la velocidad de cálculo de ordenadores de alto rendimiento para tratar inmensos flujos de datos. Esto requiere enormes volúmenes de electricidad, ya que un centro de datos tradicional consume tanta energía como un millón de hogares. Los centros de datos de inteligencia artificial precisan aún más energía, ya que consumen entre cuatro y cinco veces más electricidad que un centro de datos tradicional.
De aquí a 2030, se prevé que la capacidad de los centros de datos aumente un 8% cada año, lo que supondrá un consumo de electricidad entre dos y cuatro veces mayor que el actual. Este fuerte crecimiento de la capacidad de los centros de datos propiciará una nueva dinámica en las tendencias de consumo energético, con implicaciones para toda la cadena de suministro de energía, así como para los equipos de los centros de datos.
Dos retos principales para los centros de datos: el acceso a la electricidad y las restricciones ASG
Los servidores de inteligencia artificial presentan dos retos para los centros de datos:
— Acceder a volúmenes de electricidad adecuados,
importantes y fiables para reducir el riesgo de cortes de suministro. Esta necesidad de suministro de electricidad requiere una inversión considerable en capacidad de generación de energía. Esto significa añadir capacidad adicional de distribución y transmisión de electricidad (equipos de red) y añadir electricidad renovable y nuclear a la red.
— Tener en cuenta las cuestiones de «sostenibilidad».
Una de las características de los centros de datos es su elevadísima huella de carbono, que supone el 1% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero relacionadas con la energía. Esto se debe a la electricidad consumida necesaria para el tratamiento de datos que realizan los ordenadores y para la refrigeración de los servidores. Por ello, están sometidos a una presión normativa cada vez mayor para que cumplan unas normas de sostenibilidad más estrictas.
El auge de los centros de datos: una oportunidad de crecimiento para muchos sectores de actividad
Empresas de equipos de redes eléctricas
La imperiosa
necesidad de que los centros de datos tengan acceso a importantes volúmenes de electricidad exige invertir en la ampliación y modernización de las redes eléctricas, cuya edad media —que ronda los 40 años— es especialmente elevada en Europa y Estados Unid os. Esto implica el suministro de equipos clave que componen la red eléctrica, como transformadores de corriente, interruptores (que reducen el riesgo de sobrecarga o sobrecalentamiento de la red) y disyuntores.
Un pequeño número de conglomerados industriales suministran estos equipos y dominan esta parte de la cadena de valor. Entre ellos figuran el grupo alemán Siemens Energy, el conglomerado japonés Hitachi y la compañía energética estadounidense GE Vernova. Estas tres empresas se han beneficiado de una demanda sostenida y cada vez mayor de equipos para redes eléctricas.
Empresas que producen electricidad renovable
En la actualidad, las empresas se benefician de subvenciones públicas para apoyar sus inversiones en la ampliación de su capacidad de producción y la modernización de la red. Para ello, los gobiernos garantizan un rendimiento del capital invertido por estas empresas. Estas garantizan a los centros de datos el acceso a un volumen necesario de electricidad, al tiempo que compensan sus emisiones de carbono, como parte de su compromiso de «cero neto». La forma más segura de lograrlo es firmando acuerdos de precios de compra con los promotores de energías renovables, denominados «PPA» (siglas en inglés de Purchase Price Agreements). En Estados Unidos se ha observado que, en algunos casos, estos PPA se firman tomando como base precios de la electricidad superiores a los del mercado, con primas de hasta el 30%. Lógicamente esto reporta importantes ventajas para las empresas eléctricas en forma de ingresos y beneficios.
Gigantes tecnológicos como Apple, Meta y Google son grandes compradores de energía renovable, porque les ayuda a cumplir los objetivos climáticos que se han fijado. A modo de ejemplo, en 2023 se anunció una capacidad récord de 46 GW de energía solar y eólica, con Amazon como principal comprador. Una muestra del carácter estratégico del acceso a la electricidad renovable para los gigantes tecnológicos es el acuerdo entre Microsoft y Brookfield, uno de los mayores promotores mundiales de energías renovables. Según los términos del acuerdo, Brookfield se ha comprometido a suministrar a Microsoft más de 10 GW de energía eólica, solar y de «alto impacto medioambiental» hasta finales de 2030. Esto incluye soluciones como las pilas de combustible y el almacenamiento en baterías, de las que puede que ya haya oído hablar. Este acuerdo es ocho veces más grande que el mayor acuerdo de compra de energía con bajas emisiones de carbono jamás firmado por una empresa.
Empresas que producen electricidad a partir de energía nuclear.
La energía nuclear se perfila como una tecnología indispensable para suplir la creciente demanda de electricidad. Ello se debe a su naturaleza baja en carbono (sin emisiones de CO2) y a que ofrece un suministro eléctrico estable y resuelve los problemas de intermitencia causados por las energías renovables. La intermitencia de la energía solar y eólica se debe a que depende de las condiciones meteorológicas. En consecuencia, las empresas que poseen u operan centrales nucleares también deberían beneficiarse de la creciente demanda de electricidad.
El anuncio en marzo del PPA nuclear entre la empresa estadounidense cotizada en bolsa Talen Energy y el proveedor de servicios en la nube Amazon Web Services es un ejemplo de ello. Talen Energy suministrará energía nuclear a uno de los centros de datos de Amazon con una prima del 50% sobre lo que habría obtenido en el mercado eléctrico.
Fabricantes de equipos industriales
Son empresas industriales que suministran equipos energéticamente eficientes, específicos para el contenido de los centros de datos. Son necesarios para el funcionamiento de los servidores, para reducir el riesgo de averías y, sobre todo, para disminuir el consumo de energía, responsable de las emisiones de gases de efecto invernadero de los centros de datos.
La demanda energética de los centros de datos se duplicará en los próximos tres años, y las implicaciones de los cálculos de inteligencia artificial para los centros de datos son dobles:
— Se necesita más potencia de cálculo para ejecutar los modelos de IA. Esto requiere equipos eléctricos y hardware que garanticen un acceso fiable a la electricidad y que deberán cumplir los requisitos de eficiencia energética. El equipo de suministro eléctrico incluye equipos de alimentación de reserva (que intervendrán en caso de fallo de la red), así como unidades de distribución de energía que suministran energía directamente a los servidores.
— Soluciones de refrigeración eficientes porque los servidores de inteligencia artificial suelen ser compactos, para reducir la latencia-, lo que implica que generan mucho más calor. Estas soluciones suponen costes importantes para los centros de datos, ya que representan el 40% de la energía total que utilizan. De ahí la importancia de utilizar soluciones innovadoras y eficientes desde el punto de vista energético. En la actualidad, en los centros de datos se utilizan habitualmente equipos tradicionales de calefacción, ventilación y aire acondicionado para la refrigeración.
Sin embargo, estos sistemas de refrigeración por aire están mostrando ahora sus limitaciones. Básicamente, no pueden refrigerar los servidores de forma eficaz y sostenible.
Por eso, recientemente ha aparecido en el mercado una nueva tecnología más innovadora, la refrigeración líquida, que resulta mucho más adecuada para refrigerar servidores de inteligencia artificial. Consiste en colocar una placa fría directamente junto a un componente, como un procesador o una tarjeta de memoria.
IA y electrificación: se espera un crecimiento adicional en los próximos años
El tema de la IA y el aumento de la demanda de electricidad que conlleva, sobre todo a través de los centros de datos, ya ha cobrado fuerte impulso en los resultados del primer trimestre de 2024. Esto es especialmente importante en el caso de las empresas estadounidenses, respaldadas por la voluntad del Gobierno en favor de la deslocalización y la reindustrialización, pero también por la creciente electrificación de la industria.
Por tanto, el mercado final de los centros de datos es un claro motor de rentabilidad superior para muchas empresas, tanto desde el punto de vista operativo como bursátil.
Es probable que estos beneficios resulten evidentes con el tiempo, a medida que aumente la demanda de electricidad verde de los centros de datos. Esta tendencia que debería continuar durante muchos años.
Centrarse en los semiconductores
En nuestro mundo cada vez más digital, la penetración y el uso de los semiconductores se han disparado. Actualmente son indispensables en nuestra vida cotidiana, al constituir la base de los teléfonos, los ordenadores personales y, de forma más general, de todos los dispositivos o herramientas que utilizan electricidad, ya sea en el trabajo, en casa o directamente en nuestros bolsillos. Estos pequeños chips son el verdadero pilar de la tecnología moderna. Sin embargo, su adopción generalizada tiene un coste, ya que trae consigo una explosión imparable en el consumo y la generación de datos.
A medida que los semiconductores se vuelven más omnipresentes y avanzados, impulsan el crecimiento de las aplicaciones con gran cantidad de datos, como la inteligencia artificial (IA), la informática en la nube y el Internet de las cosas (IoT). Estas tecnologías dependen de enormes cantidades de datos tratados a velocidades sin precedentes, lo que supone una inmensa demanda para los centros de datos de todo el mundo. Estos centros, encargados de almacenar y procesar la avalancha de datos generada por miles de millones de dispositivos interconectados, son ahora grandes consumidores de energía, lo que contribuye de forma significativa al consumo energético global.