Soluções inovadoras para que os Data Centers complementem a eletricidade da rede

[RenatoRocha]

Uma empresa de eletricidade define-se, tradicionalmente, como “uma empresa que produz, transmite e distribui eletricidade para utilização pública”.

Os usuários de Data Centers são consumidores públicos, e as suas instalações estão equipadas com equipamento de informática, bem como com sistemas de alimentação e de refrigeração que funcionam com eletricidade como fonte de energia primária. A energia primária é definida como a principal fonte de energia do Data Center, enquanto a energia de back-up (energia de emergência) é utilizada quando a fonte de energia primária falha.

Um artigo da Forbes debate o número crescente e a complexidade dos sistemas de energia de back-up para Data Centers. A energia de back-up é um tema quente, uma vez que a eletricidade proveniente da rede é cada vez mais distribuída, menos fiável e mais difícil de encontrar. Uma questão ainda mais atual é o desfasamento entre o crescimento exponencial dos Data Centers, impulsionado pela computação de inteligência artificial, e o crescimento das empresas de eletricidade.

O setor da eletricidade beneficiou de anos de crescimento baixo ou mesmo nulo da procura, enquanto desenvolvia fontes de energia com baixo teor de carbono (eólica, solar, hídrica) e desativava centrais a carvão e nucleares, globalmente. Atualmente, está mudando para uma forma de crescimento mais rápida, aumentando ou expandindo a capacidade de produção de eletricidade. No entanto, as despesas de capital, a regulamentação, os direitos de acesso à distribuição e às subestações e o planeamento não conseguem acompanhar o ritmo da procura emergente de eletricidade.

Os Data Centers são essenciais para as empresas, mas cada vez mais para a vida cotidiana, à medida que cada vez mais indústrias digitalizam e automatizam os seus principais processos e sistemas. Basta recordar o recente apagão informático mundial que paralisou muitas indústrias. Os criadores de Data Centers estão fazendo esforços extraordinários para encontrar fontes de energia em grande escala. Com os crescentes constrangimentos da rede elétrica, explorar a energia no local ou adjacente é muitas vezes a única forma de obter luz verde para o desenvolvimento de um novo Data Center. Para nós, existem três vias que os gestores destas infraestruturas podem seguir para fornecer energia a curto, médio e longo prazo.

Curto prazo – Implementação das soluções existentes no local

• Turbinas de gás natural: Embora as turbinas existam e possam fornecer um elevado nível de eletricidade, as redes de gás natural em todo o mundo não são tão omnipresentes como a rede de eletricidade. Para além disso, atualmente os fornecedores de gás natural não têm de cumprir as mesmas normas de fiabilidade que a rede de eletricidade, embora esta situação esteja evoluindo.
• Energia solar e eólica no local com estabilização de baterias: Estas soluções dependem da localização, uma vez que necessitam de terrenos para o funcionamento da energia solar e eólica. Embora com baixo teor de carbono, estes sistemas funcionam de forma intermitente, mas podem ser integrados num ecossistema de energia primária que coopere com as empresas de eletricidade.
• Células de combustível: As células de combustível existem há várias décadas e há muitos planos e propostas para as utilizar como fonte de energia primária nos Data Centers. Infelizmente, o hidrogénio, a fonte de energia das células de combustível, tem de ser obtido a partir da água ou do gás natural e depende de grandes quantidades de eletricidade, o que, de certa forma, contradiz o seu propósito.

Médio prazo – Aquisição e modernização das centrais elétricas existentes

A Microsoft fez uma parceria com a Constellation Energy num acordo de energia para ajudar a ressuscitar uma unidade da central nuclear de Three Mile Island, na Pensilvânia, que foi encerrada em 2019. Embora nenhuma licença tenha sido concedida, espera-se que a central esteja operacional em 2028 a um custo de pouco menos de 2 mil milhões de dólares. A Amazon Web Services (AWS) comprou recentemente uma central nuclear de 2.5 GW à Talen Energy, empresa que passava por dificuldades, por 650 milhões de dólares, e a Google está em conversações com empresas de serviços públicos nos EUA e em outros países para avaliar a energia nuclear como uma possível fonte de energia.

Longo prazo: SMR (pequenos reatores modulares) no local

A indústria dos Data Centers tem demonstrado grande entusiasmo pela promessa dos SMR – seguros, fiáveis, eficientes, economizadores de espaço, refrigerados a ar e alimentados por urânio usado e descartado que foi renovado –, mas estes ainda têm de passar nos testes e obter aprovação regulamentar. Para além disso, embora não sejam a mesma tecnologia nuclear, têm uma perceção negativa que é necessário ultrapassar. A Google anunciou recentemente que assinou um acordo com a empresa nuclear Kairos Power para construir sete pequenos reatores para alimentar os seus Data Centers até 2030, o que parece bastante ambicioso e demonstra um forte desejo de utilizar os SMR.

Ecossistemas emergentes de fontes de energia primária

Embora não exista uma solução milagrosa para o fornecimento de energia primária ao mercado dos Data Centers, a procura de energia para estas infraestruturas vai continuar a crescer a um ritmo acelerado, e muitos construtores estão considerando a produção de energia no local ou adjacente como uma solução. Prevemos que vamos ver surgir ecossistemas de fontes de energia primária, em que a simples rede elétrica como fonte se transformará num ecossistema complexo de sistemas de energia, que vai incluir: empresas de eletricidade, empresas de gás natural, turbinas de gás natural no local, células de combustível no local, energia eólica e solar no local ou adjacente, energia nuclear adjacente e SMR no local ou adjacentes.

Naturalmente, esta complexidade energética vai exigir controles e automação de software para fazer corresponder o fornecimento de energia aos critérios desejados pelos operadores de Data Centers, quer seja o custo mais baixo, as emissões de carbono mais baixas possíveis ou a fiabilidade mais elevada. E que não haja dúvidas – estas soluções de automação de software estão desenvolvidas pela Schneider Electric.