Nos últimos anos, as prioridades do Data Center mudaram. Onde a energia já foi um dos elementos mais diretos de um projeto de Data Center, ela se tornou a questão mais crítica a ser considerada antes que um projeto possa decolar. Uma corrida para obter capacidade em meio a um boom de IA, combinada com metas líquidas zero se aproximando, está fazendo com que os investidores de Data Center tenham que olhar seriamente não apenas quando e onde podem obter energia, mas considerar de perto a fonte desses elétrons. No curto prazo, a maioria das operadoras provavelmente receberá qualquer energia que puder, mas em meio a uma transição contínua da rede para energia renovável, qualquer empresa séria sobre suas metas líquidas zero terá que pensar muito sobre energia em um futuro próximo.

Uma combinação de rede em mudança, maior capacidade do Data Center

As demandas de energia estão em alta. Estima-se que o consumo de eletricidade dos Data Centers (excluindo criptomoedas) tenha representado cerca de 1-1,3% da demanda global de eletricidade em 2022 e pode ver essa participação subir para uma faixa entre 1,5-3% até 2026, de acordo com projeções recentes da Agência Internacional de Energia (IEA).

Nos EUA, a AIE diz que o uso de energia do Data Center em 2022 variou entre 1,3% e 4,5% do consumo total do país – embora a agência observe que dados confiáveis agregados são difíceis de obter.

As capacidades do Data Center desde então só aumentaram à medida que mais instalações focadas em IA entraram em operação. Os desenvolvimentos de Data Centers nos EUA impulsionaram um aumento de um por cento no uso comercial de eletricidade em toda a América nos últimos quatro anos, disse a Administração de Informações de Energia dos EUA (EIA) em seu próprio relatório recente, com a demanda de eletricidade aumentando em 14 bilhões de quilowatts-hora (BkWh) nos EUA entre 2019-2023. Em áreas sem grande desenvolvimento de Data Center, as demandas de energia diminuíram muito.

As concessionárias estão vendo grandes picos nas demandas de energia dos clientes de Data Centers. A Xcel Energy revelou durante sua teleconferência de resultados do 2º trimestre de 2024 que tem um pipeline de 6,7 GW de novos projetos de Data Center em andamento; outro fornecedor, Oncor, disse que viu 59 GW de solicitações de conexão de Data Center. A AEP disse que tem 15 GW de cargas de Data Center entrando em operação até 2040, enquanto a NextEra tem 4 GW de carga de Data Center em seu pipeline. A PG&E disse que mais de 3,5 GW de capacidade de Data Center devem entrar em operação na Califórnia nos próximos cinco anos.

Juntamente com esse aumento da demanda, a rede está mudando. Mais energias renováveis estão entrando em operação e usinas de combustível fóssil mais antigas estão sendo aposentadas. De acordo com o relatório semestral de 2024 da AIE, espera-se que a energia solar sozinha atenda cerca de metade do crescimento da demanda global de eletricidade até 2025. Juntamente com a geração de energia eólica, representará quase 75% do aumento. Mas a transição não está acontecendo de maneira uniforme, suave ou na mesma taxa em que os Data Centers estão sendo desenvolvidos.

O NERC publicou sua Avaliação Anual de Confiabilidade de Longo Prazo em dezembro. Nele, a organização sem fins lucrativos alertou sobre possíveis déficits de capacidade em meio ao aumento da demanda de pico que a aposentadoria planejada de 83 GW de combustível fóssil e geração nuclear nos próximos 10 anos poderia ter na rede. O NERC alertou que a área do Midcontinent Independent System Operator (MISO) – que inclui mercados de Data Center, incluindo Illinois, Indiana, Iowa e partes do Texas – está projetada para ter um déficit de 4,7 GW se ocorrerem aposentadorias esperadas de geradores, apesar da adição de novos recursos que totalizam mais de 12 GW.

Marc Ganzi, CEO da DigitalBridge, alertou recentemente que os Data Centers ficarão sem energia nos próximos dois anos. Durante a teleconferência de resultados do 1º trimestre de sua empresa, ele disse: "Estamos ficando sem energia nos próximos 18 a 24 meses. Se você pensar em quanta energia resta na rede dos EUA, estamos com menos de 7 GW”.

"É a transmissão e distribuição de energia que são restritas. As redes de transmissão são desafiadas pela capacidade. E imagine, se você acha que é difícil obter uma nova torre de celular licenciada, pense em construir novas torres de transmissão ou subestações”.

Bons tempos para as energias renováveis em meio à demanda por Data Centers

Apesar dos avisos de déficits, os tempos são bons no setor de energias renováveis. "Está crescendo muito", disse Oliver Kerr, diretor administrativo para a América do Norte da Aurora Energy Research, à DCD. "As coisas estavam indo bem antes, mas a Lei de Redução da Inflação (IRA) realmente sobrecarregou o setor. O número de projetos que pretendem se conectar à rede nos próximos anos é astronômico".

A Silicon Ranch é uma das empresas que aproveitam. Ela opera mais de 150 projetos solares em 15 estados, com 5 GW em operação e desenvolvimento. Os clientes de Data Center incluem a Meta, Microsoft e Tract.

"Estamos vendo um interesse significativo contínuo, pois os compromissos de sustentabilidade estão lá das empresas de Data Center, a capacidade de atingir essas metas é extremamente importante", disse o cofundador e presidente do conselho da Silicon Ranch, Matt Kisber, à DCD.

John Wieland, diretor de desenvolvimento da Leeward Renewable Energy, acrescenta que sua empresa viu um crescimento "explosivo" na demanda. Possui 3 GW de energia renovável em operação em mais de 29 projetos, com 2 GW em execução e outros 20+ GW em desenvolvimento, e fornece empresas como Microsoft e Digital Realty.

"Não estamos vendo nenhuma indicação de desaceleração desses hiperescalas e fornecedores de colocation", diz Wieland.

Muito de uma coisa boa

Mas a indústria de energia renovável está se tornando vítima de seu próprio sucesso. Os tempos de espera para que novos projetos solares e eólicos sejam conectados à rede aumentaram acentuadamente.

"Historicamente falando, houve muito pouco em termos de compromissos financeiros que os desenvolvedores precisam assumir para colocar um projeto na fila de interconexão", diz Kerr, da Aurora. "Eles têm a opção de construir em vez da obrigação de construir. E isso se tornou um ciclo vicioso".

"Quanto mais pessoas colocam projetos na fila, mais isso incentiva outras pessoas a começar a tentar colocar seus projetos na fila para garantir uma vaga. Essa dinâmica se alimenta de si mesma e você obtém muitos projetos especulativos”.

Os tempos de espera variam de cerca de dois anos em alguns locais a oito em outros – impulsionados em grande parte por uma combinação dos estudos complicados que os operadores de rede precisam realizar para avaliar o impacto que os desenvolvimentos terão localmente e o tempo necessário para conectar fisicamente tantos novos projetos à rede.

Os projetos de energia que buscam se conectar à rede dos EUA aumentaram 27% em 2023, de acordo com um relatório do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) do Departamento de Energia (DOE). O relatório sugere que cerca de 2,6 TW de projetos se juntaram à fila de interconexão – cerca de duas vezes mais do que a capacidade de geração existente nos EUA.

A maior parte disso era solar ou bateria - cerca de 1TW cada. O número de novos projetos entrando na fila continuou a aumentar, de 561 GW em 2021 para 908 GW em 2023. Mas o tempo médio que os projetos levam para serem implantados também está aumentando; Estima-se que a passagem do estudo de interconexão para as operações comerciais leve cinco anos, em comparação com dois em 2008.

Na Califórnia, a capacidade total de geração de energia é de cerca de 200 GW, metade da qual vem de fontes renováveis ou de baixo carbono, como a nuclear. Desde o ano passado, a rede do Operador de Sistema Independente da Califórnia (CAISO) tem uma fila de interconexão totalizando mais de 500 GW de projetos esperando para entrar em operação.

No Texas, a operadora de rede ERCOT viu a fila de interconexão para projetos de armazenamento solar e de bateria em escala de rede aumentar para 355,4 GW.

"Se eu quisesse construir um projeto, começando na Califórnia hoje, poderia levar oito ou mais anos até que esse projeto estivesse realmente fornecendo energia para a rede", diz Kerr.

Transmissão – um problema para energias renováveis e Data Centers

Em abril de 2024, o governo dos EUA estabeleceu uma meta de atualizar 100.000 milhas (160.925 km) de linhas de transmissão nos próximos cinco anos, a fim de garantir que a infraestrutura do país esteja pronta para atender às necessidades de uma rede fortemente dependente de energias renováveis e que enfrenta uma demanda crescente de Data Centers e veículos elétricos.

Apenas 55 milhas (88,5 km) de transmissão de alta tensão foram construídas em 2023, de acordo com a Grid Strategies, apesar dos gastos atingirem um recorde histórico de 25 bilhões de dólares (154,4 bilhões de reais). Cerca de 90% desse investimento foi impulsionado por atualizações de confiabilidade e substituição de equipamentos. Apenas 125 milhas (201,1 km) de novas linhas de transmissão foram construídas nos primeiros cinco meses de 2024 – todas entre o Arizona e a Califórnia. Outros 92 bilhões de dólares (568,4 bilhões de reais) devem ser investidos em transmissão nos próximos três anos.

"A transmissão é um desafio não apenas para a energia solar, mas para todas as formas de geração de nova energia", diz Kisber, da Silicon Ranch. "Nosso sistema de transmissão é muito subdimensionado para atender ao crescimento que vai ocorrer. Se vamos atender às necessidades de energia para atender às necessidades dos Data Centers e de outros, precisaremos de mais transmissão".

Kisber, um ex-representante do Tennessee, compara a transmissão ao sistema de rodovias interestaduais: "Costumava ser fácil encontrar uma rampa de entrada ou imóvel em torno de uma rampa de entrada ou saída para a interestadual. Hoje, é um desafio muito mais difícil porque é construído, há congestionamento em muitos lugares e lidar com esse congestionamento leva tempo. Temos os mesmos problemas com nosso sistema de transmissão".

Em meio ao congestionamento em toda a rede, as operadoras de energias renováveis dizem que vasculhar mapas de transmissão e filas de projetos é a chave para encontrar uma vantagem. Essas empresas têm equipes inteiras procurando oportunidades onde as filas são mais curtas e podem ter projetos que provavelmente serão abandonados.

Wieland, de Leeward, espera que a mudança esteja chegando. "Vai levar um pouco de tempo para ser resolvido, mas acredito que a quantidade de projetos na fila em dois anos será drasticamente menor", diz ele. "E é por causa dos procedimentos que foram implementados; os marcos de prontidão e as penalidades de retirada estão chegando a um ponto em que os clientes não poderão especular sobre as posições como antes".

"Há muito desenvolvimento econômico vinculado à demanda, e acho que isso será o forte catalisador para a mudança".

Os Data Centers podem ser melhores para trabalhar com empresas renováveis?

Muitos dos problemas da rede estão fora das mãos dos desenvolvedores e operadores de Data Center. Mas uma das principais maneiras de ajudar a garantir que os elétrons que alimentam seus Data Centers sejam verdes e fluam continuamente é continuar investindo em projetos de energia renovável.

As empresas de nuvem, Data Center e telecomunicações continuam sendo as principais compradoras de energia renovável. A Amazon é a maior compradora corporativa de energia renovável do mundo, enquanto a Microsoft disse que tem mais de 20 GW de energia renovável sob contrato.

O Google e a Meta investiram em gigawatts de projetos renováveis em todo o mundo, e empresas como Equinix e Digital Realty também compraram um número significativo de contratos de compra de energia renovável.

Apesar desses esforços, o Google viu suas emissões saltarem 48% em cinco anos devido à construção do Data Center da empresa e ao foco na IA. Da mesma forma, o relatório ESG de 2023 da Amazon viu suas emissões anuais de Escopo 1 aumentarem de 13,32 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente (MT CO2e) para 14,27 milhões no ano passado.

É uma história semelhante para as concessionárias, com a geração a carvão e a gás natural nos EUA devendo crescer cerca de 2% e 1,5%, respectivamente, levando a um aumento nas emissões, antes de cair no próximo ano. Depois de cair 8% em 2023, espera-se que os EUA sejam uma das poucas economias avançadas em 2024 onde as emissões do setor de energia aumentam ano a ano, subindo ligeiramente abaixo de 2%.

Garantir que as demandas de energia dos novos Data Centers sejam combinadas com as energias renováveis é fundamental para as metas líquidas zero, mas a DCD ficou surpresa ao ouvir sobre a falta geral de coordenação com os operadores de Data Centers sobre onde os projetos estão acontecendo.

Em um momento em que a indústria de tecnologia está se agarrando a qualquer capacidade que possa obter, parece que as operadoras de energia renovável estão brincando de whack-a-mole e fazendo suposições informadas sobre onde as empresas de nuvem e colo estão desenvolvendo projetos.

"O acesso à energia limpa é apenas um componente de seus critérios de seleção de locais", diz Wieland, da Leeward. "Não estamos sendo informados especificamente para onde eles estão indo antes de conduzirem suas atividades de seleção de locais. É mais nós descobrindo para onde eles estão indo e sendo inteligentes na forma como citamos nossos ativos para atender às suas necessidades".

Jesse Tippett, vice-presidente de originação de marketing de energia da Adapture Renewables, disse que as empresas de Data Center "nem sempre são francas sobre onde estarão se desenvolvendo".

Ele diz: "Se fizermos nossa lição de casa corretamente e tivermos projetos em áreas que eles estão analisando, então estamos bem combinados e podemos fazer um acordo. " É um pouco de olhar para o futuro e também esperar que tenhamos feito nosso desenvolvimento de negócios e localização certos alguns anos atrás”.

A Adapture executa 36 projetos solares totalizando 262 MW nos EUA, com outros 4 GW em desenvolvimento, e conta com a Meta entre seus clientes. Tippett diz que é necessária mais confiança entre o Data Center e os desenvolvedores de energias renováveis para coordenar projetos e garantir que a demanda e a capacidade sejam bem correspondidas.

Ambos os lados precisam ser "muito transparentes sobre onde têm projetos", diz ele. "Trabalhando juntos mais cedo, estando mutuamente comprometidos em ter os melhores interesses um do outro em mente, você pode começar a identificar desde o início o que poderia ser uma oportunidade de trabalhar juntos".

Embora Tippett reconheça que esse pensamento de mãos dadas pode fazer com que as empresas desistam de oportunidades de procurar o maior lance nos projetos, a garantia de um cliente significa que os desenvolvedores podem se concentrar em concluir o desenvolvimento e passar para o próximo projeto em paralelo. As empresas de Data Center, por sua vez, obtêm a garantia de energia renovável disponível, talvez antes mesmo de uma instalação ser construída.

A crescente demanda por energia renovável significa que as empresas de Data Center estão trabalhando com vários fornecedores em diferentes mercados para garantir elétrons verdes.

"Acho que há uma preferência por fazer negócios repetidos com empresas onde eles estabeleceram relacionamentos", diz Wieland. "No entanto, dadas as demandas, também vejo muitas oportunidades em todo o mercado".

Quando questionado sobre o que os operadores de Data Center estão procurando em parceiros renováveis, a DCD é repetidamente informada de que a certeza é um fator essencial em meio a tantos projetos especulativos.

Kerr observa que a indústria mede muitos desses projetos especulativos no que é chamado de "fanfarronice"; projetos que prometem grandes números que não cumprem.

"Eles estão procurando empresas com histórico e reputação de cumprir o que dizemos que vamos fazer", acrescenta Kisber, da Silicon Ranch. "O Silicon Ranch entregou todos os projetos que contratamos. Esse elemento de certeza é extremamente importante".

Projetos de geração e tema no local são uma solução?

O relatório da IEA observa que alguns fornecedores de Data Center estão analisando a geração no local para contornar os desafios de conexão à rede.

No Aurora Renewables Summit em Londres, em julho, Bruce Huber, CEO da Alexa Capital, disse que, enquanto a indústria espera pela reforma da interconexão, os projetos atrás do medidor (BtM) – onde altas cargas de clientes estão localizadas no mesmo local que os projetos renováveis – podem ser uma boa opção para reduzir o risco de investimentos e evitar problemas de conexão.

uber chamou os projetos do BtM de um "grande aspecto" do financiamento de sua empresa: "É real e está crescendo", disse ele.

Ele usou um exemplo de um projeto na área de conexão MISO em torno de Ohio que está desenvolvendo parques de megawatts para clientes industriais. "Eles estão construindo esses parques industriais de megawatts e, em seguida, apenas adicionando e convidando mais e mais clientes industriais para o que são realmente microrredes por trás do medidor", disse ele.

No entanto, BtM ou projetos renováveis em grande escala no local envolvendo Data Centers são poucos e distantes entre si. A Tencent implantou uma usina solar de 10 MW em grande escala em um de seus Data Centers em Tianjin; a Amazon adquiriu recentemente um Data Center atrás do medidor em uma usina nuclear na Pensilvânia; e vários projetos em Dublin, na Irlanda, entraram com pedido para colocar geradores de energia a gás no local para contornar uma moratória sobre novas conexões de rede de Data Center.

"Os projetos BtM são algo em que estamos fortemente focados", diz Tippett, da Adapture. "Se houver um verdadeiro ganha-ganha, o Data Center e o ativo renovável podem entrar em operação mais cedo; ser colocado pode reduzir esse prazo de interconexão".

Ele observa que as empresas de Data Center poderiam construir seus próprios projetos renováveis no local.

"Haverá algumas instalações de BtM, e talvez algumas delas sejam construídas pelas próprias empresas de Data Center", diz ele. "É um ótimo modelo, mas é um negócio muito desafiador".

Como os projetos colocation BtM (não nucleares) podem parecer para Data Centers ainda não está claro. Dada a necessidade de tempo de atividade e redundância, é improvável que muitas operadoras estejam dispostas a ficar totalmente fora da rede e dependentes de energia eólica ou solar – mesmo que implantações de bateria mais longas estivessem disponíveis.

Mas alguns operadores podem ser corajosos o suficiente para tentar tal implantação se a demanda continuar a superar a oferta. Em 2024, a startup Aston fez parceria com a JLL para comercializar 'campi de energia limpa' independentes da rede para clientes de Data Centers. Os primeiros campi aparentemente estarão localizados no Colorado, Novo México e Texas, com seu pipeline de desenvolvimento existente representando 2 GW de energia. Os projetos iniciados em 2024 entrarão em operação em 2026.

"Os projetos [BtM] terão que se tornar mais comuns", diz Kerr, da Aurora. "Para coisas como um Data Center, seu maior custo é a energia. Se você está pensando em colocar a geração no local em vez de comprar da rede, construir sua própria geração de energia pode ser uma parte bastante pequena dos custos gerais”.

"Faz sentido pensar em construir geração no local, e isso apenas remove uma daquelas preocupações que as pessoas têm de não ter energia suficiente".