A medida que avanza la transformación digital e inteligente a nivel global, se observa un crecimiento acelerado en la demanda de potencia informática. Según datos de International Data Corporation, la proporción media de la economía digital en el producto interior bruto (PIB) de las 15 principales economías mundiales aumentó del 44,1 % en 2017 al 50,2 % en 2022, con una proyección de alcanzar el 54,0 % en 2026, superando los 40 billones de dólares. Regiones clave como China, Estados Unidos y la Unión Europea han implementado políticas estratégicas orientadas a potenciar el desarrollo de la computación, la digitalización y la inteligencia artificial (IA). Estimaciones de la Academia China de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (CAICT) indican que, en 2023, la capacidad mundial de cálculo alcanzará los 1.369 EFLOPS, con un crecimiento anual cercano al 50 % durante dos años consecutivos. Además, se prevé que esta tasa supere el 50 % en los próximos cinco años. Los centros de datos, como infraestructuras físicas que alojan esta capacidad, están evolucionando de ser proveedores de computación de propósito general a plataformas de computación inteligente. En las últimas dos décadas, el mercado global de centros de datos ha experimentado una tasa de crecimiento anual promedio superior al 20 %, atravesando tres etapas principales: centros de datos privados localizados, computación en la nube y centros de datos orientados a la IA. En China, este sector también ha mostrado un crecimiento notable. Para finales de 2023, el país contaba con más de 8,1 millones de bastidores estándar en operación, alcanzando una capacidad total de 230 EFLOPS. En los últimos cinco años, la tasa de crecimiento anual promedió un 30 %, con una potencia de cálculo inteligente de 70 EFLOPS, representando un aumento superior al 70 % en comparación con el año anterior.

El crecimiento exponencial de la potencia de cálculo ha incrementado significativamente el consumo energético de los centros de datos, lo que ha llevado a un aumento en las emisiones de carbono del sector. En 2022, los centros de datos a nivel mundial consumieron aproximadamente 460 teravatios-hora (TWh) de electricidad, lo que representó el 1,7 % del consumo eléctrico global y generó alrededor de 220 millones de toneladas de emisiones de carbono. Dependiendo del ritmo de despliegue de los centros de datos, las mejoras en eficiencia energética y el avance de tecnologías como la IA y blockchain, se estima que entre 2022 y 2026 el consumo energético anual de estos centros crecerá entre un 8 % y un 23 %, alcanzando entre 620 y 1.050 TWh para 2026, lo que representará emisiones de carbono de entre 290 y 490 millones de toneladas. Para 2030, se proyecta que el consumo global de electricidad de los centros de datos oscilará entre 750 y 2.300 TWh, con emisiones de carbono estimadas entre 340 y 1.040 millones de toneladas, representando entre el 0,9 % y el 2,8 % de las emisiones globales, según los niveles de 2023. Además de las emisiones indirectas derivadas de la generación eléctrica, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) provenientes del funcionamiento de los centros de datos incluyen fuentes como generadores diésel de respaldo y fugas de refrigerantes. Asimismo, el ciclo de vida de estas infraestructuras suma emisiones relacionadas con la fabricación de equipos y la construcción de instalaciones, lo que amplifica su huella de carbono.

La transición hacia centros de datos con emisiones reducidas se ha convertido en una prioridad global. En Estados Unidos, iniciativas como la Iniciativa Federal de Consolidación de Centros de Datos están enfocadas en mejorar la eficiencia energética mediante la modernización o eliminación de instalaciones obsoletas, aumentando la utilización de servidores y optimizando la infraestructura existente. Por su parte, la Unión Europea ha liderado con la definición de objetivos específicos de reducción de carbono para el sector, promoviendo marcos de eficiencia energética y mejores prácticas que buscan lograr la neutralidad climática para 2030. En el ámbito corporativo, las principales empresas tecnológicas y proveedores de centros de datos se han comprometido a alcanzar la neutralidad de carbono para 2030 o antes, superando los objetivos fijados por otras industrias para 2050. Compañías como Google, Microsoft, Adyen y Zalando ya han alcanzado la neutralidad de carbono en sus operaciones y trabajan para garantizar un suministro energético libre de carbono las 24 horas del día, los 7 días de la semana. En China, al menos 12 empresas del sector, entre ellas Alibaba Cloud y Tencent, han anunciado metas de neutralidad de carbono tanto para sus operaciones como para sus cadenas de suministro antes de 2030.

Superar las limitaciones relacionadas con el consumo energético y las emisiones permitirá que la potencia de cálculo se convierta en un pilar esencial de la transformación digital e inteligente en todas las industrias, fomentando sinergias con la transición hacia bajas emisiones de carbono. En el sector energético, por ejemplo, las tecnologías digitales y la IA pueden optimizar las previsiones de energía renovable, mejorar estrategias comerciales en mercados eléctricos y aumentar la rentabilidad de activos renovables. En la distribución, la digitalización puede fortalecer las capacidades predictivas y preventivas en la gestión de redes, mientras que, en el consumo, el monitoreo en tiempo real permite optimizar procesos productivos y mejorar la eficiencia energética. Sin embargo, el aumento de la potencia de cálculo plantea desafíos significativos relacionados con el consumo energético y las emisiones de gases de efecto invernadero. Abordar estos retos exige garantizar un acceso confiable a energía verde, priorizando la construcción de centros de datos en regiones con abundantes recursos renovables y promoviendo el uso de redes limpias, conexiones directas o microrredes para asegurar un suministro sostenible.

La utilización del calor residual es una estrategia clave en la planificación de centros de datos dentro de un parque. Se recomienda considerar la demanda de calor de los edificios circundantes para lograr una conexión precisa y una asignación eficiente del calor residual. Además, se sugiere integrar este recurso en sistemas de calefacción distrital mediante tecnologías como bombas de calor, almacenamiento térmico y transmisión de calor a larga distancia. Para fomentar estas prácticas, los gobiernos nacionales y locales pueden ofrecer incentivos como reducciones de impuestos y subsidios. Es fundamental establecer un marco de evaluación multidimensional de energía y carbono. Más allá del PUE (Power Usage Effectiveness), deben incluirse indicadores como la tasa de utilización de energía renovable, la eficiencia de refrigeración, la tasa de reutilización de energía, la tasa de utilización de carbono y la eficiencia de los servidores de los equipos de TI. Este enfoque permite construir un sistema de evaluación integral, adaptado a las condiciones climáticas y la estructura energética local mediante valores guía y límites para dichos indicadores. La mejora de los estándares de eficiencia energética para los centros de datos es otro elemento crucial, junto con la promoción de tecnologías de reducción de carbono. Esto implica incorporar principios de diseño de edificios verdes, utilizando sistemas de enfriamiento natural y optimizando las envolventes de los edificios. También se deben proporcionar directrices para implementar tecnologías de ahorro energético, como sistemas de refrigeración eficientes, equipos eléctricos avanzados, equipos de TI de bajo consumo, recuperación de calor residual y sistemas inteligentes de gestión de energía.

El uso de energía renovable debe ser promovido activamente. Las tecnologías como sistemas solares fotovoltaicos, energía eólica y sistemas de almacenamiento energético son esenciales. Los operadores de centros de datos deberían colaborar con empresas locales de energía renovable y operadores de redes para establecer prácticas de suministro directo de energía verde. Las primeras iniciativas podrían centrarse en regiones con abundancia de fuentes renovables o en centros nacionales de computación, explorando alternativas de energía cero carbono, como pilas de combustible de hidrógeno verde/amoniaco y pequeños reactores modulares. Finalmente, se destaca la necesidad de desarrollar modelos comerciales que integren la sinergia entre electricidad y cómputo, así como de compartir experiencias operativas que permitan fortalecer la coordinación a nivel nacional.

Para leer más ingrese a:

https://rmi.org/insight/powering-the-data-center-boom-with-low-carbon-solutions/

https://rmi.org/wp-content/uploads/dlm_uploads/2024/11/powering_the_data_center_boom.pdf