A Amazon é a maior compradora mundial de energia renovável. A empresa cofundou o The Climate Pledge em 2019 e se comprometeu a alcançar emissões líquidas zero de carbono até 2040.

Depois de originalmente colocar uma meta até 2030 para atingir 100% de energia renovável - a empresa antecipou isso para 2025, antes de atingir esse marco no início do ano.

São objetivos importantes e necessários. Mas, embora a Amazon pareça estar a uma curta distância de suas metas de sustentabilidade, a reta final pode ser a mais difícil de concluir.

À medida que a empresa limpa seu trabalho, a unidade de nuvem da Amazon está atualmente lutando contra seus rivais de hiperescala pelo domínio do espaço de IA. As densidades de rack de Data Center estão aumentando rapidamente e há uma corrida para garantir a capacidade, por mais verde que seja.

Alimentando todos os Data Centers

De acordo com a Amazon, 90% da eletricidade consumida pela empresa em 2022 foi atribuída a fontes de energia renováveis.

ATUALIZAÇÃO: No tempo entre o artigo ser escrito, editado e publicado em nosso suplemento de sustentabilidade de agosto, a Amazon anunciou que todas as suas operações agora são compensadas com energias renováveis. No entanto, alguns críticos disseram que a empresa está fazendo greenwashing no uso de compensações de baixa qualidade. A empresa ainda não atingiu sua meta de carbono líquido zero.

A conversa que se segue entre a DCD e Chris Walker, da AWS, foi conduzida antes de a empresa atingir sua meta de 100% de energia renovável, como algumas das citações mostram.

Hoje, a Amazon tem investimentos em mais de 240 projetos em escala de serviços públicos - incluindo mais de 170 projetos solares e 60 parques eólicos em todo o mundo.

No entanto, ainda há trabalho a fazer para reduzir a intensidade de carbono da energia que usa, e ainda mais se a empresa continuar a crescer em meio ao atual boom da IA.

Algumas redes, como no Texas e na Espanha, hospedam um grande número de projetos solares em escala de utilidade. Outros são ricos em parques eólicos. Mas alguns mercados não são tão limpos. A Polônia, por exemplo, tem uma rede fortemente dependente do carvão. Assim como a África do Sul.

Os mecanismos de aquisição de energia renovável não são todos igualmente acessíveis. A Europa e os EUA são relativamente maduros em termos de Contratos de Compra de Energia (PPAs) e outros acordos, eles são menos comuns em mercados na África, Ásia e América Latina.

A Amazon pode ser um dos maiores compradores de energia renovável do mundo, mas é fácil adicionar energias renováveis a uma rede já limpa. Muitas vezes, a mudança mais impactante – e mais difícil – pode ser feita nas redes com a menor quantidade de energias renováveis já disponíveis.

A DCD perguntou a Chris Walker, diretor de sustentabilidade da Amazon Web Services (AWS), se trazer capacidade renovável para essas últimas redes sujas será a maior barreira para atingir suas metas.

“Não vou dizer que é fácil”, diz ele. “Eu comparo isso a sair de uma casa; mudamos os móveis, movemos muitas móveis grandes, agora estamos descobrindo onde precisamos nos concentrar nos detalhes”.

“Embora possa não ser a parcela mais fácil de terminar, sinto-me confiante na equipe de que seremos capazes de cumpri-la. Estamos no caminho certo para atingi-lo no próximo ano, temos os planos certos e o pipeline certo para poder cumprir nossa promessa cinco anos antes do compromisso original”.

Correspondência e armazenamento de PPA 24 /7

O aumento da IA generativa – alimentada por GPUs Nvidia que consomem muita energia – está forçando uma corrida para garantir a capacidade onde quer que esteja disponível, a fim de atender à demanda esperada.

A AWS há muito tempo fornece várias instâncias baseadas em GPU – incluindo aquelas alimentadas pelos mais recentes processadores Blackwell da Nvidia – e oferece acesso aos seus próprios chips Inferentia e Trainium.

E, como outros hiperescalas, como a Microsoft e o Google, a Amazon está tendo que acelerar a construção de seu Data Center à medida que a demanda por IA aumenta, levantando mais questões sobre se a empresa pode manter suas metas de sustentabilidade.

Quando perguntado se a capacidade de energia imediatamente disponível da concessionária ou a disponibilidade de projetos renováveis é uma prioridade mais alta, Walker observa que a disponibilidade é um dos “grandes princípios” da AWS.

“Em primeiro lugar, procuramos a capacidade de utilidade disponível; precisamos da energia mais consistente disponível na concessionária”, diz ele. “A partir daí, gostamos de expandir usando o portfólio renovável e expandir conforme necessário”.

Quando se trata de trabalhar com diferentes parceiros em diferentes mercados, Walker diz que, embora a empresa seja “prescritiva” sobre onde e como se inscreve para negócios, também é flexível.

“É dependente do mercado mais do que qualquer coisa. Se estivermos entrando em um novo mercado, podemos ter uma abordagem diferente em termos de parceria com empresas maiores ou com empresas locais”, diz ele. “Na Virgínia, por exemplo, onde estamos escalando rapidamente, há diferentes abordagens sobre quais empresas procuramos usar, em vez de empresas de serviços públicos ou vice-versa. Essa flexibilidade está inerentemente incorporada ao nosso DNA e à forma como operamos”.

Embora colocar uma nova capacidade renovável online seja ótimo para qualquer rede, também é importante considerar o que acontece quando o sol não brilha e o vento não sopra.

Quando questionado sobre a correspondência 24 horas por dia, 7 dias por semana – e garantir que cada elétron que vai para um Data Center seja compensado por uma fonte renovável naquele momento – Walker diz que é algo que a empresa está “trabalhando”.

“Tivemos conversas no nível político, também estamos conversando sobre o GHG Protocol e como isso se encaixa na estratégia, mas é algo que continuamos analisando como isso funciona para nossa indústria e para nós especificamente”.

Até o momento, a empresa investiu em 10 projetos de energia solar combinados com armazenamento de bateria na Califórnia e no Arizona, representando quase 1,5 GW de capacidade de armazenamento de energia de bateria.

Walker diz que a empresa continuará investindo em armazenamento “onde funciona” para a Amazon.

Uma fonte de energia sobre a qual a empresa não fala com frequência é o gás natural. Com menos carbono do que o carvão, o gás não é renovável ou livre de carbono, e a Amazon tem feito esforços silenciosos para usá-lo em certos mercados onde a capacidade de energia não está acompanhando a demanda do Data Center.

A empresa recentemente abandonou os planos de explorar o gasoduto Gas Transmission Northwest da TC Energy e alimentar temporariamente os próximos Data Centers em Boardman, Oregon, usando células de combustível movidas a gás da Bloom.

A empresa, que está presente na área há mais de uma década, planejava usar cerca de 24 MW de capacidade dessa forma para superar as restrições de transmissão local.

Embora esteja investindo no parque eólico Leaning Juniper de 90 MW em Oregon, que deve entrar em operação em 2025, a presença da Amazon está tendo um enorme impacto na pegada de carbono da área.

A concessionária local, a Umatilla Electric Cooperative, tornou-se uma das maiores fornecedoras de energia poluente do estado, apesar de atender apenas 16.000 pessoas, porque as demandas de capacidade da Amazon estão forçando-a a adquirir combustíveis fósseis.

Tradicionalmente, a concessionária atende os clientes por meio de hidroeletricidade, mas as demandas de energia da Amazon a forçaram a comprar energia - geralmente combustíveis fósseis - no mercado aberto.

Na Irlanda, novamente onde as restrições de transmissão estão lutando contra as demandas de crescimento do Data Center, a Amazon foi uma das várias operadoras que procuram depender do gás natural para continuar crescendo.

O que vem a seguir: nuclear, geotérmico, outro?

Embora a Amazon tenha atingido suas metas iniciais de energia e continue trabalhando em direção à sua meta verdadeiramente neutra em carbono, o desafio de como manter isso de forma consistente enquanto ainda aumenta a capacidade está forçando a empresa a não depender apenas de fontes eólicas e solares.

“Assim que atingirmos esse objetivo, veremos o que vem a seguir além disso?” Walker diz. “À medida que você olha além da energia eólica e solar, precisamos olhar para o que mais está em nosso cinto de ferramentas, especialmente olhando para 2040 e como vamos alcançar esses objetivos finais, e as fontes de energia livres de carbono são a próxima evolução disso”.

Quando perguntado se energia livre de carbono para a empresa significa nuclear, geotérmica ou qualquer outra coisa, Walker diz que a empresa está aberta.

“Não estamos limitando as opções; estamos olhando além das fontes renováveis tradicionais e vendo o que mais existe. As fontes de energia livres de carbono serão uma das ferramentas que vamos verificar e começar a analisar”.

Vários hiperescalas estão olhando além das fontes tradicionais de energia eólica e solar para acompanhar a demanda.

A Microsoft assinou vários acordos de energia para adquirir energia nuclear de usinas existentes na América do Norte e anunciou recentemente planos para um campus de Data Center geotérmico no Quênia, bem como um PPA geotérmico na Nova Zelândia. O Google também investiu em negócios de energia geotérmica em Nevada.

No início do ano, a Amazon adquiriu o Data Center nuclear de 48 MW da empresa de energia Talen em Salem Township, Pensilvânia. A empresa também garantiu um PPA de 10 anos para adquirir energia da vizinha Estação Elétrica a Vapor Susquehanna de 2,5 GW.

Desde então, a empresa entrou com pedido para desenvolver um campus de 15 prédios e 960 MW em 1.600 acres.

Quando perguntado se a AWS procurará adquirir mais Data Centers próximos a usinas nucleares ou simplesmente assinar mais PPAs que envolvam energia nuclear, Walker diz que a empresa está analisando “todos os itens acima”.

“Não limitamos nossas opções em termos de capacidade. Dependendo de onde estamos construindo e na taxa que precisamos escalar, certamente fará parte da conversa”.

A longo prazo, a energia de fusão talvez possa alimentar os Data Centers da empresa. A Microsoft e a OpenAI investiram na Helion, que promete quebrar a tecnologia indescritível antes de 2030. O Google investiu na Tae Technologies.

A Amazon não fez nenhuma abertura pública para a energia de fusão, mas seu fundador Jeff Bezos já investiu na empresa canadense General Fusion.

A Microsoft e o Google recentemente fizeram uma parceria com a produtora de aço Nucor para investir em novas tecnologias de energia em estágio inicial – incluindo energia nuclear avançada, geotérmica de próxima geração, hidrogênio limpo e armazenamento de energia de longa duração (LDES).

AWS com SMRs

Pequenos reatores modulares (SMRs) – reatores nucleares de pequena escala que podem, em teoria, ser colocados em usinas de energia ou no local em campi de Data Centers – estão sendo regularmente lançados como uma nova opção de energia para operadores de Data Center. Em comparação com os reatores tradicionais, eles podem, em teoria, oferecer capacidade rapidamente e ser construídos de forma relativamente barata.

As empresas de Data Center Equinix e Wyoming Hyperscale [desde então renomeadas Prometheus Hyperscale] assinaram acordos para capacidade SMR com a Oklo, enquanto a empresa de mineração de criptomoedas Standard Power disse que adquirirá 2 GW de capacidade SMR da NuScale.

Assim como no caso da “grande energia nuclear”, Walker diz que a AWS está aberta ao conceito de aquisição de energia de SMRs.

“Estamos sempre analisando e conversando com parceiros”, diz ele, “sejam parceiros governamentais e parceiros de serviços públicos em termos de quais são as opções. E os SMRs se encaixam nesse portfólio”.

A implementação desses reatores nucleares no local em seus campi de Data Center, no entanto, não está no roteiro imediato da empresa.

“Ainda não chegamos a pensar em como o local se encaixa em nosso portfólio”, diz Walker. “Acho que muitas das conversas que estamos tendo em toda a indústria são como isso se parece na prática?”.

“No final das contas, continuaremos a ser compradores de energia, não estamos procurando operar. Não estamos procurando desenvolver e construir instalações nucleares, isso não está em nosso roteiro”.

Em outras formas de geração no local, a empresa parece igualmente perplexa.

A energia solar no telhado não é incomum em Data Centers, mas raramente é suficiente para cobrir toda a demanda de uma instalação.

Os muitos investimentos renováveis da Amazon incluem um grande número de implantações solares em telhados, especialmente em seus armazéns de distribuição. Mas parece ter pouco interesse em energia solar no local em seus Data Centers.

Das mais de 200 implementações solares no local que a empresa possui globalmente, a maioria está em torno da marca de 1 a 2 MW, e a empresa não possui tais implementações na Virgínia, onde opera dezenas de Data Centers.

“Nunca diga nunca, mas neste momento, a energia renovável no local não alimenta um Data Center de ponta a ponta", diz Walker. “Mas é importante por vários motivos; isso ajuda a complementar a energia que usamos no local e ajuda, do ponto de vista do envolvimento da comunidade, a aprimorar a rede em torno dos Data Centers”.

As implementações hidrelétricas no local ou nas proximidades para Data Centers ainda são um nicho, mas podem ter alguma utilidade para Data Centers.

Dos 269 milhões de kWh de energia usados pelo Data Center da Apple em Prineville, Oregon, 2% vieram de fontes micro-hidrelétricas.

A empresa assumiu uma implementação de micro-hidrelétricas no estado em 2013, com o projeto Earth By Design construído ao lado de um canal de irrigação. A Apple disse que agora tem dois desses projetos de micro-hidrelétricas.

Da mesma forma, a instalação de Aruba nos arredores de Milão, Itália, é alimentada em parte por várias usinas micro-hidrelétricas, totalizando mais de 10 MW.

Atualmente, a AWS não possui nenhum local de micro-hidrelétrica, e Walker diz que quaisquer investimentos futuros dependeriam inteiramente do local em questão.

Captura e remoção de carbono

Além de tornar os Data Centers de energia mais ecológicos, as empresas de Data Center estão cada vez mais procurando remover e capturar as emissões de carbono da atmosfera.

Ainda uma indústria nascente, os métodos para fazer isso são variados – e há pouco consenso sobre quais são os mais eficazes.

A Microsoft, que tem o objetivo de se tornar negativa em carbono e remover suas emissões históricas, tem sido o maior investidor em captura e remoção de carbono.

Além de investir em vários projetos sozinhos, a Microsoft se juntou ao Google e à Meta na formação de uma coalizão de remoção de carbono para promover o setor.

As três empresas também estão desenvolvendo suas próprias tecnologias de remoção de carbono para tornar seus Data Centers mais verdes.

Até o momento, a Amazon investiu publicamente apenas na captura direta de ar – uma tecnologia para literalmente sugar carbono da atmosfera com ventiladores.

No ano passado, a empresa investiu diretamente na CarbonCapture Inc. e comprou créditos de remoção de carbono da 1PointFive por meio de sua primeira planta DAC em escala comercial no Texas.

Embora a mudança das operações da empresa para fontes renováveis de energia seja um objetivo fundamental da empresa, Walker observa que a eficiência – reduzir a quantidade de uso de instalações de energia e as emissões que elas criam ao longo de seu ciclo de vida – é igualmente importante.

“A conversa sobre eficiência está realmente se tornando quase um caminho paralelo”, diz ele. “Operando com mais eficiência, construindo com mais eficiência, aplicando técnicas avançadas de modelagem dentro de nossos Data Centers”.

“A AWS está analisando mais o carbono incorporado no aço e no concreto e como aplicamos isso na construção contínua de nossos Data Centers”.

“Anteriormente, essas eram conversas ad hoc - teríamos que interceptar projetos ou interceptar fases de construção para colocar esses materiais em prática. Tivemos sucesso em colocar esses materiais na base do design daqui para frente”.

“Estamos procurando mais redução do resfriamento, para permitir que nossos Data Centers funcionem com mais eficiência. A economia circular está se tornando uma grande parte disso; Estamos começando a alimentar alguns desses conjuntos de dados em nossa equipe de engenharia de hardware para que eles possam começar a projetar mais para circularidade no início”.

“É emocionante vê-lo não apenas em uma área, mas em quase todas as fases de nossos Data Centers”.