À medida que a procura global de TI atinge níveis sem precedentes, muitos são os que preveem que as redes elétricas podem ter dificuldade em acompanhar o ritmo acelerado, potencialmente sufocando o crescimento da indústria dos Data Centers. Embora seja verdade que uma tempestade perfeita de fatores se tem combinado para sobrecarregar a rede e limitar a capacidade em determinadas regiões, acreditamos que a situação é controlável.
Neste blog, resumimos soluções e estratégias para ajudar os construtores de Data Centers a ultrapassar estes desafios, garantir licenças, construir com energia fiável e operar de forma sustentável. Para obter orientações mais detalhadas, consulte o nosso relatório “The Looming Power Crunch: Solutions for Data Center Expansion in an Energy-Constrained World”.
Será que o mundo vai ficar sem energia?
A noção de que vamos ficar sem energia dentro de alguns anos é um exagero. Embora seja verdade que uma ‘tempestade perfeita’ de fatores se tem combinado para sobrecarregar a rede e limitar ou esgotar a capacidade em algumas regiões, existem opções viáveis para continuar a construir Data Centers, à medida que as empresas de serviços públicos tomam medidas para mitigar estes desafios através de esforços de modernização e expansão da rede. As empresas de Data Centers podem ajudar a financiar estas atividades para acelerar as ligações à rede. De facto, a colaboração estreita com as empresas de serviços públicos, desde a fase inicial de planeamento até à operação da instalação, é fundamental para o sucesso. As manchetes atribuem frequentemente a iminente crise da energia à procura insaciável dos Data Centers – claro, porque estas instalações são cruciais para treinar modelos de IA, extrair criptomoedas e impulsionar a digitalização das nossas vidas. Apesar disso, é importante compreender que os Data Centers não são os únicos responsáveis por esta situação. Outros setores industriais com utilização intensiva de energia, os sistemas de aquecimento eletrificados e os veículos elétricos também estão a consumir uma quantidade significativa de energia.
Da mesma forma, existem processos burocráticos e morosos de modernização da capacidade de transporte e distribuição de eletricidade. Estes processos estão associados à necessidade de conectar novas fontes de produção renováveis e de eliminar as centrais com elevada intensidade de carbono, que também desempenham um papel importante. Este mix de fontes – e de utilizadores – com elevada procura exerce pressão sobre os sistemas de serviços públicos existentes.
As filas de espera para a ligação dos clientes à rede em regiões com restrições energéticas podem atualmente tardar entre três a cinco anos. Para além disso, o encerramento de fontes de produção mais antigas baseadas em combustíveis fósseis, em favor de outras baseadas em energias renováveis – que são muitas vezes intermitentes – pode desestabilizar a rede e forçar os grandes clientes, como os Data Centers, a reduzir periodicamente a sua carga para manter o equilíbrio.
Os Data Centers podem preencher a lacuna
As empresas de Data Centers em regiões com restrições na rede estão a ajustar as suas estratégias de aquisição de energia, considerando fontes alternativas de energia primária e de reserva, como turbinas a gás natural, geradores alimentados a óleo vegetal tratado com hidrogénio (HVO), energia eólica, solar, células de combustível e sistemas de armazenamento de energia em baterias. As empresas de serviços públicos, os agregadores e os governos estão a oferecer incentivos, financiamento e suporte ao mercado para promover a adoção e melhorar o ROI destas abordagens.
Para tal, o Electric Power Research Institute (EPRI) lançou recentemente uma grande iniciativa denominada DCFlex, que visa aumentar a flexibilidade dos Data Centers e a fiabilidade da rede. Os membros fundadores incluem a Compass Datacenters, a Constellation Energy, a Duke Energy, o Conselho de Fiabilidade Elétrica do Texas (ERCOT), a Google, a Meta, a Entidade Reguladora de Energia de Nova Iorque, a NRG Energy, a NVIDIA, a Pacific Gas and Electric Company (PG&E), a PJM Interconnection, a Portland General Electric, a QTS Data Centers, a Southern Company e a Vistra Corp. “O DCFlex vai coordenar demonstrações reais de flexibilidade numa variedade de Data Centers e mercados de eletricidade existentes e planeados, criando arquiteturas de referência e fornecendo aprendizagens partilhadas para permitir a adoção mais ampla de operações flexíveis que beneficiem todos os consumidores de eletricidade.”
Em muitos casos, as zonas com restrições de energia são também zonas densamente povoadas. Isto aumenta o escrutínio local sobre questões como o ruído dos geradores, a poluição e a utilização do solo e da água. Assim, é essencial repensar a seleção do local de instalação, destacando a disponibilidade de energia como um fator crucial. A construção em regiões com menos restrições energéticas pode obrigar a alterações nas estratégias de aquisição de energia, equilibrando as vantagens e desvantagens de uma menor latência e/ou maior disponibilidade de mão de obra vs. o custo e o tempo necessários para garantir energia suficiente.
A colaboração desde o primeiro momento com as empresas de serviços públicos é vital. As empresas de serviços públicos podem fornecer dados precisos de custos, capacidade de energia atual e futura, intensidade de carbono, qualidade da energia e fiabilidade. Também podem ajudar a identificar as localizações ideais, simplificando o processo de licenciamento e auxiliando no projeto eficiente do sistema elétrico, na gestão da carga e na estabilidade da rede. Este planeamento colaborativo pode acelerar o processo de construção e garantir que os novos Data Centers são construídos de forma mais sustentável e com energia suficiente.
Considerações para as fontes de energia primária e de reserva
Os construtores de Data Centers forçados a construir em áreas com restrições de energia devem considerar a implementação ou localização perto de fontes alternativas de energia primária e sistemas de armazenamento de energia. De facto, as operadoras de eletricidade exigem frequentemente que o Data Center seja flexível com as suas cargas para se ligar à sua rede. Existem dois casos de utilização principais para “trazer a sua própria energia” (‘Bringing Your Own Power’ – BYOP, na sua sigla em inglês):
1. A capacidade elétrica existe, mas exige a resposta à procura e participação nos serviços de rede
São preferíveis os sistemas de armazenamento de energia no local, como os sistemas de armazenamento de energia com baterias de iões de lítio (Li-ion BESS). Estes sistemas fornecem energia de reserva adicional, diminuem a dependência dos geradores a gasóleo e permitem a participação no mercado e a prevenção dos encargos da procura. Para áreas onde os geradores a gasóleo não podem ser utilizados devido a preocupações ambientais, as BESS de iões de lítio oferecem uma solução viável. Para mais informação sobre soluções BESS, consulte os documentos: ‘Understanding BESS: Battery Energy Storage Systems for Data Centers’ (para uma visão detalhada) e ‘The Case for BESS: Adding Energy Storage to Improve Cost, Resiliency, and Sustainability’ (visão geral executiva).
2. A capacidade elétrica não existe e é necessário construir e operar antes de que esteja disponível
A geração fiável e consistente de energia primária é essencial. As turbinas a gás natural são uma opção habitualmente utilizada devido à sua maturidade tecnológica, relação custo-eficácia, fiabilidade e escalabilidade. As células de combustível, embora mais caras e menos reativas às mudanças de carga, oferecem menos emissões. Estas fontes de energia primária podem ser combinadas com energias renováveis no local, como a eólica e a solar, bem como com o armazenamento de energia, para aumentar a resiliência, a independência e a otimização dos custos.
Para além disso, os pequenos reatores modulares (SMR) e os fornecedores de microgrids estão a surgir como potenciais alternativas para os Data Centers que necessitam de contornar as filas de espera para a ligação à rede ou melhorar a resiliência e a sustentabilidade. No entanto, esta tecnologia está apenas a começar a ser comercializada.
Em alternativa, há empresas que constroem parques industriais massivos de megawatts que envolvem tanto energias renováveis como fontes de produção de energia primária. Estes “parques” acrescentam fontes adicionais ao mix, incluindo geradores a gás natural e células de combustível na gama dos 300 MW a 600 MW. Estes podem servir Data Centers maiores e ajudá-los a evitar as filas de espera para a ligação à rede. Estes parques industriais de energia também podem estar ligados à rede com microgrids de reserva, ou podem estar permanentemente isolados. As empresas de microgrids também vão fornecer energia como um serviço.
Olhar para o futuro
Embora as manchetes possam pintar uma imagem de uma crise de energia iminente que poderia prejudicar o crescimento dos Data Centers, acreditamos que a situação tem mais nuances, e é um facto que já existem soluções viáveis para enfrentar estes desafios. Aqui está um breve resumo das nossas orientações:
- Reconsidere a sua estratégia de seleção da localização: Foque-se na energia, na água, na disponibilidade de espaço e no equilíbrio latência/mão de obra.
- Colabore desde o princípio com as empresas de serviços públicos: Alinhem os respetivos objetivos e metas para aumentar a eficiência e compreender possibilidades.
- Permita que as empresas de serviços públicos participem na seleção da localização e no projeto da instalação: Esta colaboração pode simplificar o processo de licenciamento e acelerar a construção.
- Apoie os esforços de modernização/expansão das empresas de serviços públicos: Isto ajudará a conseguir ligações à rede mais rápidas.
- Incentive as empresas de serviços públicos a promover projetos de Data Centers: Esta medida vai dar resposta às preocupações do público e do governo e facilitar autorizações mais rápidas.
- Elabore o projeto com a sustentabilidade em mente: Isto vai melhorar o desempenho e a aceitação do público.
Não deixe de ler o relatório ‘The Looming Power Crunch: Solutions for Data Center Expansion in an Energy Constrained World’ para obter mais detalhes e siga a Schneider Electric para obter atualizações sobre o mercado de infraestruturas, software e serviços públicos para Data Centers.
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