En los últimos años, las prioridades de los centros de datos han cambiado. Si bien la energía era uno de los elementos más sencillos de un proyecto de centro de datos, se ha convertido en el tema más crítico a considerar antes de que un proyecto pueda despegar. La prisa por hacerse con la capacidad en medio de un auge de la inteligencia artificial, combinada con objetivos de cero emisiones netas cada vez más cercanos, está obligando a las empresas de centros de datos a analizar seriamente no solo cuándo y dónde pueden obtener energía, sino también a considerar de cerca la fuente de esos electrones. A corto plazo, la mayoría de los operadores probablemente tomarán toda la energía que puedan obtener, pero en medio de una transición en curso de la red hacia las energías renovables, cualquier empresa que se tome en serio sus objetivos de cero emisiones netas tendrá que pensar mucho y detenidamente sobre la energía en un futuro próximo.

Una combinación cambiante de redes y una mayor capacidad de los centros de datos

La demanda de energía está aumentando. Se estima que el consumo de electricidad de los centros de datos (excluidas las criptomonedas) representó entre el 1 y el 1,3 por ciento de la demanda mundial de electricidad en 2022 y podría aumentar hasta un rango de entre el 1,5 y el 3 por ciento en 2026, según proyecciones recientes de la Agencia Internacional de la Energía (AIE).

En Estados Unidos, la AIE afirma que se cree que el uso de energía de los centros de datos en 2022 osciló entre el 1,3 por ciento y el 4,5 por ciento del consumo total del país, aunque la agencia señala que es difícil obtener datos confiables en conjunto.

Desde entonces, la capacidad de los centros de datos no ha hecho más que aumentar a medida que se han puesto en funcionamiento más instalaciones centradas en la IA. Los desarrollos de centros de datos en Estados Unidos impulsaron un aumento del 1% en el uso de electricidad comercial en todo el país durante los últimos cuatro años, según afirmó la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA) en su propio informe reciente, con un aumento de la demanda de electricidad de 14.000 millones de kilovatios hora (BkWh) en Estados Unidos entre 2019 y 2023. En las zonas sin un gran desarrollo de centros de datos, las demandas de energía disminuyeron en gran medida.

Las empresas de servicios públicos están viendo enormes picos en las demandas de energía de los clientes de los centros de datos. Xcel Energy reveló durante su conferencia de resultados del segundo trimestre de 2024 que tiene una cartera de 6,7 GW de nuevos proyectos de centros de datos en marcha; otro proveedor, Oncor, dijo que había visto 59 GW de solicitudes de conexión de centros de datos. AEP dijo que tiene 15 GW de cargas de centros de datos que entrarán en funcionamiento para 2040, mientras que NextEra tiene 4 GW de carga de centros de datos en su cartera. PG&E ha dicho que más de 3,5 GW de capacidad de centros de datos entrarán en funcionamiento en California durante los próximos cinco años.

Junto con este aumento de la demanda, la red eléctrica está cambiando. Se están incorporando más energías renovables y se están retirando las antiguas centrales eléctricas de combustibles fósiles. Según el informe de mitad de año de 2024 de la AIE, se espera que la energía solar por sí sola cubra aproximadamente la mitad del crecimiento de la demanda mundial de electricidad hasta 2025. Junto con la generación de energía eólica, representará casi el 75 por ciento del aumento. Pero la transición no se está produciendo de manera uniforme, fluida o al mismo ritmo que se están desarrollando los centros de datos.

En diciembre, la NERC publicó su evaluación anual de confiabilidad a largo plazo. En ella, la organización sin ánimo de lucro advirtió sobre posibles déficits de capacidad en medio de la creciente demanda máxima que podría tener en la red el retiro planificado de 83 GW de generación de combustibles fósiles y nucleares durante los próximos 10 años. La NERC advirtió que se proyecta que el área del Operador Independiente del Sistema del Medio Continente (MISO, por sus siglas en inglés), que incluye mercados de centros de datos como Illinois, Indiana, Iowa y partes de Texas, tendrá un déficit de 4,7 GW si se producen los retiros de generadores esperados, a pesar de la incorporación de nuevos recursos que suman más de 12 GW.

Marc Ganzi, director ejecutivo de DigitalBridge, advirtió recientemente que los centros de datos se quedarán sin energía en los próximos dos años. Durante la conferencia telefónica sobre los resultados del primer trimestre de su empresa, afirmó: "En los próximos 18 a 24 meses nos quedaremos sin energía. Si pensamos en la cantidad de energía que queda en la red estadounidense, nos quedamos con menos de 7 GW".

“Lo que está limitado es la transmisión y distribución de energía. Las redes de transmisión tienen problemas de capacidad. Y si piensas que es difícil conseguir un permiso para una nueva torre de telefonía celular, piensa en construir nuevas torres de transmisión o subestaciones”.

Buenos tiempos para las energías renovables en medio de la demanda de los centros de datos

A pesar de las advertencias sobre la escasez, el sector de las energías renovables atraviesa un buen momento. “Está en pleno auge”, dijo a DCD Oliver Kerr, director general para América del Norte de Aurora Energy Research. “Antes, las cosas iban bien, pero la Ley de Reducción de la Inflación (IRA, por sus siglas en inglés) ha impulsado el sector. La cantidad de proyectos que buscan conectarse a la red en los próximos años es astronómica”.

Silicon Ranch es una de las empresas que se está beneficiando de esta situación. Opera más de 150 proyectos solares en 15 estados, con 5 GW en operación y desarrollo. Entre sus clientes de centros de datos se incluyen Meta, Microsoft y Tract.

"Estamos observando un interés significativo y continuo a medida que las empresas de centros de datos asumen compromisos de sostenibilidad; la capacidad de cumplir esos objetivos es extremadamente importante", dijo a DCD el cofundador y presidente de la junta directiva de Silicon Ranch, Matt Kisber .

John Wieland, director de desarrollo de Leeward Renewable Energy, dice que su empresa ha experimentado un crecimiento “explosivo” de la demanda. Tiene 3 GW de energía renovable en funcionamiento en más de 29 proyectos, con 2 GW en ejecución y otros 20 GW en desarrollo, y abastece a empresas como Microsoft y Digital Realty.

"No estamos viendo ningún indicio de desaceleración por parte de estos hyperscalers y proveedores de colocación", dice Wieland.

Demasiado de algo bueno

Pero la industria de las energías renovables se está convirtiendo en víctima de su propio éxito. Los tiempos de espera para que nuevos proyectos solares y eólicos se conecten a la red han aumentado drásticamente.

“Históricamente hablando, los desarrolladores han tenido que asumir muy pocos compromisos financieros para poner un proyecto en la cola de interconexión”, dice Kerr de Aurora. “Tienen la opción de construir en lugar de la obligación de hacerlo. Por lo que se ha convertido en un círculo vicioso”.

"Cuantas más personas ponen proyectos en cola, más se incentiva a otras personas a intentar poner sus proyectos en cola para asegurarse un lugar. Esa dinámica se retroalimenta a sí misma y se generan muchos proyectos especulativos".

Los tiempos de espera varían de alrededor de dos años en algunos lugares a ocho en otros, impulsados ​​en gran medida por una combinación de los complicados estudios que los operadores de red deben realizar para evaluar el impacto que tendrán los desarrollos a nivel local y el tiempo que lleva conectar físicamente tantos nuevos proyectos a la red.

Los proyectos de energía que buscan conectarse a la red eléctrica de Estados Unidos aumentaron un 27 por ciento en 2023, según un informe del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) del Departamento de Energía (DOE). El informe sugiere que alrededor de 2,6 TW de proyectos se han sumado a la cola de interconexión, aproximadamente el doble de la capacidad de generación existente en Estados Unidos.

La mayor parte de esa energía se destinó a energía solar o a baterías, alrededor de 1 TW cada una. El número de nuevos proyectos que se suman a la lista ha seguido aumentando, de 561 GW en 2021 a 908 GW en 2023. Pero el tiempo medio que tardan los proyectos en implementarse también está aumentando: se estima que ahora se tarda cinco años en pasar del estudio de interconexión a las operaciones comerciales, en comparación con los dos de 2008.

En California, la capacidad total de generación de energía es de unos 200 GW, la mitad de los cuales proviene de fuentes renovables o de bajo nivel de emisiones de carbono, como la nuclear. El año pasado, la red del Operador Independiente del Sistema de California (CAISO) tenía una cola de interconexión de más de 500 GW de proyectos en espera de entrar en funcionamiento.

En Texas, el operador de red ERCOT ha visto cómo la cola de interconexión para proyectos de almacenamiento de baterías y energía solar a escala de red ha aumentado a 355,4 GW.

“Si quisiera construir un proyecto, empezando hoy en California, podrían pasar ocho años o más antes de que ese proyecto realmente suministre energía a la red”, dice Kerr.

Transmisión: un problema para las energías renovables y los centros de datos

En abril de 2024, el gobierno de Estados Unidos se propuso modernizar 160.000 kilómetros de líneas de transmisión en los próximos cinco años para garantizar que la infraestructura del país esté preparada para satisfacer las necesidades de una red que depende en gran medida de las energías renovables y que se enfrenta a una mayor demanda de los centros de datos y los vehículos eléctricos.

Según Grid Strategies, en 2023 se construyeron apenas 88,5 kilómetros de líneas de transmisión de alto voltaje, a pesar de que el gasto alcanzó un máximo histórico de 25.000 millones de dólares. Alrededor del 90 por ciento de esa inversión se destinó a mejoras de fiabilidad y sustitución de equipos. En los primeros cinco meses de 2024 se construyeron apenas 200 kilómetros de nuevas líneas de transmisión, todas entre Arizona y California. Se prevé invertir otros 92.000 millones de dólares en transmisión durante los próximos tres años.

“La transmisión es un desafío no solo para la energía solar, sino para todas las formas de generación de energía nueva”, afirma Kisber, de Silicon Ranch. “Nuestro sistema de transmisión es insuficiente para satisfacer el crecimiento que se va a producir. Si vamos a satisfacer las necesidades energéticas para satisfacer las necesidades de los centros de datos y de otros sectores, vamos a necesitar más transmisión”.

Kisber, exrepresentante de Tennessee, compara la transmisión con el sistema de autopistas interestatales: “Antes era fácil encontrar una rampa de entrada o un espacio cerca de una rampa de entrada o salida a la autopista interestatal. Hoy, es un desafío mucho más difícil porque está construido, hay congestión en muchos lugares y solucionar esa congestión lleva tiempo. Tenemos los mismos problemas con nuestro sistema de transmisión”.

En medio de la congestión de toda la red, los operadores de energías renovables afirman que analizar los mapas de transmisión y las colas de proyectos es fundamental para encontrar una ventaja. Estas empresas tienen equipos enteros que buscan oportunidades en las que las colas son más cortas y es probable que haya proyectos que abandonen.

Wieland, de Leeward, tiene la esperanza de que el cambio se está por llegar. “Va a llevar un poco de tiempo que se concrete, pero creo que la cantidad de proyectos en cola en dos años será drásticamente menor”, ​​afirma. “Y es gracias a los procedimientos que se han implementado; los hitos de preparación y las penalizaciones por retiro están llegando a un punto en el que los clientes no podrán especular sobre las posiciones como antes”.

“Hay mucho desarrollo económico ligado a la demanda, y creo que ese será el fuerte catalizador del cambio”.

¿Pueden los centros de datos trabajar mejor con empresas de energías renovables?

Muchos de los problemas de la red eléctrica están fuera del control de los desarrolladores y operadores de los centros de datos, pero una de las principales formas de garantizar que los electrones que alimentan sus centros de datos sean ecológicos y fluyan continuamente es seguir invirtiendo en proyectos de energía renovable.

Las empresas de telecomunicaciones, centros de datos y servicios en la nube siguen siendo importantes compradores de energía renovable. Amazon es el mayor comprador corporativo de energía renovable del mundo, mientras que Microsoft ha dicho que tiene más de 20 GW de energía renovable bajo contrato.

Google y Meta han invertido en proyectos renovables por valor de gigavatios en todo el mundo, y empresas como Equinix y Digital Realty también han adquirido una cantidad significativa de acuerdos de compra de energía renovable.

A pesar de estos esfuerzos, Google ha visto aumentar sus emisiones un 48 por ciento en cinco años debido a la construcción de centros de datos de la empresa y su enfoque en la inteligencia artificial. Del mismo modo, el informe ESG 2023 de Amazon vio aumentar sus emisiones anuales de Alcance 1 de 13,32 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente (MT CO2e) a 14,27 millones el año pasado.

La situación es similar en el caso de las empresas de servicios públicos: se espera que la generación de energía a carbón y a gas natural en Estados Unidos crezca alrededor de un 2% y un 1,5% respectivamente, lo que provocará un aumento de las emisiones, antes de caer el año próximo. Después de caer un 8% en 2023, se espera que en 2024 Estados Unidos sea una de las pocas economías avanzadas en las que las emisiones del sector eléctrico aumenten año tras año, aumentando ligeramente por debajo del 2%.

Garantizar que las demandas energéticas de los nuevos centros de datos coincidan con las energías renovables es clave para alcanzar los objetivos de cero emisiones netas, pero sorprende escuchar sobre la falta general de coordinación con los operadores de los centros de datos sobre dónde se están llevando a cabo los proyectos.

En un momento en que la industria tecnológica está tratando de aprovechar toda la capacidad que pueda conseguir, parece que los operadores de energías renovables están jugando al topo y haciendo conjeturas informadas sobre dónde las empresas de nube y colocación están desarrollando proyectos.

“El acceso a energía limpia es solo un componente de sus criterios de selección de emplazamientos”, afirma Wieland de Leeward. “No nos dicen específicamente dónde van a ir antes de que realicen sus actividades de selección de emplazamientos. Se trata más bien de que nosotros averigüemos dónde van a ir y seamos inteligentes a la hora de citar nuestros activos para satisfacer sus necesidades”.

Jesse Tippett, vicepresidente de generación de marketing energético en Adapture Renewables, dijo que las empresas de centros de datos “no siempre son sinceras respecto de dónde se desarrollarán”.

Tippett dice que: “Si hacemos bien nuestra tarea y resulta que tenemos proyectos en áreas que están considerando, entonces estamos bien emparejados y podemos cerrar un trato. “Es un poco como mirar hacia el futuro y también esperar haber hecho bien nuestro desarrollo comercial y ubicación hace un par de años”.

Adapture gestiona 36 proyectos solares que suman un total de 262 MW en Estados Unidos, con otros 4 GW en desarrollo, y cuenta con Meta entre sus clientes. Tippett afirma que se necesita más confianza entre los desarrolladores de centros de datos y de energías renovables para coordinar los proyectos y garantizar que la demanda y la capacidad estén bien adaptadas.

Ambas partes deben ser “muy transparentes en cuanto a los proyectos que tienen en marcha”, afirma. “Si se trabaja en conjunto desde el principio y se está comprometido a tener en cuenta los intereses de cada uno, se puede empezar a identificar desde el principio qué podría ser una oportunidad para trabajar juntos”.

Si bien Tippett reconoce que este tipo de mentalidad de colaboración puede hacer que las empresas dejen de buscar al mejor postor para los proyectos, la garantía de un cliente significa que los desarrolladores pueden concentrarse en terminar el desarrollo y avanzar al siguiente proyecto en paralelo. Las empresas de centros de datos, por su parte, obtienen la tranquilidad de contar con energía renovable disponible, tal vez incluso antes de que se construya una instalación.

La creciente demanda de energía renovable significa que las empresas de centros de datos están trabajando con múltiples proveedores en diferentes mercados para asegurar electrones verdes.

“Creo que existe una preferencia por cerrar acuerdos repetidos con empresas con las que ya se han establecido relaciones”, afirma Wieland. “Sin embargo, dadas las demandas, también veo que hay muchas oportunidades en el mercado”.

Kerr señala que la industria mide muchos de estos proyectos especulativos en lo que se conoce como "braggawatts"; proyectos que prometen grandes cifras que no cumplen.

“Buscan empresas con una trayectoria y reputación de cumplir con lo que decimos que vamos a hacer”, añade Kisber de Silicon Ranch. “Silicon Ranch ha cumplido con todos los proyectos que hemos contratado. Ese elemento de certeza es extremadamente importante”.

¿Proyectos de generación in situ y detrás de medidores: una solución?

El informe de la AIE señala que algunos proveedores de centros de datos están considerando la generación in situ para evitar los desafíos de conexión a la red.

En la Cumbre Aurora Renewables en Londres en julio, Bruce Huber, director ejecutivo de Alexa Capital, dijo que mientras la industria espera una reforma de interconexión, los proyectos detrás del medidor (BtM), donde las cargas altas de clientes se ubican en el mismo sitio que los proyectos renovables, pueden ser una buena opción para reducir el riesgo de las inversiones y evitar problemas de conexión.

Huber considera que los proyectos BtM son un “gran aspecto” de la financiación de su empresa: “Son reales y están creciendo”, afirma.

Puso como ejemplo un proyecto en el área de conexión MISO en Ohio que está desarrollando parques de megavatios para clientes industriales. “Están construyendo estos parques industriales de megavatios y luego simplemente agregando e invitando a más y más clientes industriales a lo que son microrredes detrás del medidor”, dijo.

Sin embargo, los proyectos de energía renovable a gran escala que involucran centros de datos son pocos y distantes entre sí. Tencent ha desplegado una planta solar a gran escala de 10 MW en uno de sus centros de datos en Tianjin; Amazon adquirió recientemente un centro de datos detrás del medidor en una central nuclear en Pensilvania; y varios proyectos en Dublín, Irlanda, han presentado solicitudes para colocar generadores de energía a gas en el sitio para eludir una moratoria sobre nuevas conexiones a la red de centros de datos.

“Estamos muy concentrados en los proyectos BtM”, afirma Tippett de Adapture. “Si existe una situación en la que todos ganan, el centro de datos y el activo renovable pueden ponerse en funcionamiento antes; la ubicación conjunta puede reducir ese plazo de interconexión”.

Y señala que las empresas de centros de datos podrían considerar construir sus propios proyectos renovables in situ.

“Habrá algunas instalaciones BtM y tal vez algunas de ellas las construyan las propias empresas de centros de datos”, afirma. “Es un gran modelo, pero es un negocio muy desafiante”.

Todavía no está claro cómo se verían los proyectos de BtM (no nucleares) en los centros de datos. Dada la necesidad de tiempo de actividad y redundancia, es poco probable que muchos operadores estén dispuestos a estar completamente fuera de la red y depender de la energía eólica o solar, incluso si hubiera instalaciones de baterías más largas disponibles.

Pero algunos operadores podrían ser lo suficientemente valientes como para intentar una implementación de este tipo si la demanda sigue superando a la oferta. En 2024, la startup Aston se asoció con JLL para comercializar "campus de energía limpia" autónomos e independientes de la red para clientes de centros de datos. Los primeros campus aparentemente estarán ubicados en Colorado, Nuevo México y Texas, y su cartera de desarrollo existente representa 2 GW de energía. Los proyectos iniciados en 2024 se pondrán en marcha en 2026.

“Los proyectos [de BtM] tendrán que volverse más comunes”, dice Kerr de Aurora. “En el caso de cosas como un centro de datos, el mayor costo es la energía. Si estás pensando en instalar la generación en el sitio en lugar de comprarla de la red, construir tu propia generación de energía puede ser una parte bastante pequeña de los costos generales”.

“Tiene sentido pensar en construir generación en el lugar, y simplemente elimina una de esas preocupaciones que tiene la gente de no tener suficiente energía”.