Em plena capacidade, os servidores dentro de um data center moderno em "hiperescala" podem usar tanta energia quanto 80.000 residências. Globalmente, a Agência Internacional de Energia (IEA) informa que os data centers consomem mais de 1% da eletricidade do mundo hoje, sem contar os mineradores de bitcoin, enquanto outros 1,14% são usados para transmissão de dados.
Olhando para o futuro, a indústria deverá crescer a um CAGR de 4,95% e algumas estimativas sugerem que a demanda anual de eletricidade para tecnologia da informação e comunicação pode aumentar para até 8.000 TWh até 2030, o que equivale a 20,9% da demanda de eletricidade projetada.
Operadores de Data Center e o Futuro Net Zero
O aumento dramático na demanda de eletricidade para data centers é acompanhado apenas pelos compromissos ousados com a energia renovável feitos pelos operadores de data centers. A Equinix, por exemplo, afirmou que tem uma meta de longo prazo de usar 100% de energia limpa e renovável para sua plataforma global. Em 2021, a empresa aderiu ao “Climate Neutral Data Center Pact”, comprometendo-se com a neutralidade de carbono até 2030. Enquanto isso, o Google afirma que quer ver “um mundo em que os sistemas de backup em data centers passem de problemas de mudança climática para componentes críticos de carbono. - sistemas de energia livre.
Alcançar esses objetivos ambiciosos apresenta dois desafios, que podem ser resolvidos com uma única solução. O primeiro problema é que, mesmo quando os operadores de data centers fazem investimentos significativos em energia eólica e solar, eles ainda estão conectados a uma rede elétrica que funciona principalmente com combustíveis fósseis e que depende de uma combinação, que não logra êxito quando o sol não brilha e o vento não sopra. O segundo problema é que a energia de reserva geralmente é fornecida por grupos geradores a diesel que são 100% combustíveis fósseis e altamente poluentes. A única solução é a adição de sistemas de armazenamento de energia de longa duração para garantir que os data centers funcionem com energia 100% renovável 24 horas por dia, 7 dias por semana e mitigar a necessidade de backups a diesel.
Recentemente, a DatacenterDynamics relatou que o Google e a Microsoft se juntaram ao “The Long Duration Energy Storage Council”, um grupo do setor liderado por CEOs com a missão de substituir o uso de combustível fóssil por armazenamento de energia. O Google também foi pioneiro no armazenamento de energia de bateria para seu data center de hiperescala na Bélgica e em breve instalará o primeiro sistema baseado em bateria para substituir geradores em tal instalação. Isso está planejado para eliminar a necessidade de energia de backup a diesel para manter os servidores funcionando, mas também para fornecer um recurso para fortalecer a rede belga.
Os compromissos com a energia renovável e a neutralidade de carbono dos principais operadores de data centers continuam a crescer. A Apple comprou 100% de energia renovável para seus data centers desde 2014; em 2020, a empresa foi além ao se comprometer com a total neutralidade de carbono em suas operações e cadeia de suprimentos até 2030. Corporações como Amazon e Intel se comprometeram a garantir que os data centers funcionem inteiramente com energia renovável até 2030. Em 2020, a Microsoft prometeu mudar para um fornecimento de energia 100% renovável em todos os seus data centers até 2025. Outro importante participante do setor de data centers, a IBM, informou que, até 2020, 61% de seus centros eram alimentados por fontes renováveis.
Data centers com energia renovável 24 horas por dia, 7 dias por semana
Embora os compromissos com um futuro neutro em carbono pareçam simples no papel, projetar sistemas que possam fornecer 100% de energia renovável 24 horas por dia, 7 dias por semana, é um desafio. O principal obstáculo até o momento tem sido a disponibilidade de uma opção tecnológica e economicamente viável para armazenamento de energia que possa fornecer energia limpa quando o vento não está soprando e o sol não está brilhando.
Mesmo com a queda no preço das baterias de íons de lítio (Li-ion) nas últimas duas décadas, esta continua sendo uma opção cara para armazenamento de energia em escala comercial, principalmente quando a energia é necessária por mais de quatro horas. Além da economia pobre, a tecnologia de íons de lítio apresenta desafios adicionais, incluindo risco de incêndio e dependência de minerais críticos.
A cadeia de fornecimento de minerais críticos atravessa partes politicamente instáveis do mundo e é conhecida por ser ambiental e eticamente problemática.
A boa notícia é que está chegando ao mercado uma nova geração de tecnologias de armazenamento de energia que podem atender a esses desafios. Uma das mais promissoras é a tecnologia de bateria de fluxo de ferro. Apoiadas pela “Breakthrough Energy Ventures” do Bill Gates e já disponíveis comercialmente, as baterias de fluxo de ferro fornecem armazenamento de energia de longa duração por cerca da metade do custo por MWh em comparação com a tecnologia de íon de lítio. E as baterias de fluxo de ferro não dependem de minerais de terras raras e não são inflamáveis e nem tóxicas, tornando-as uma alternativa segura, sustentável e politicamente correta.
Potencializando a infraestrutura digital do futuro
A Meta recentemente abandonou os planos de ter um data center de 410 acres na Holanda após reclamações de que a instalação consumiria muita energia. Os 70 data centers na Irlanda já respondem por 11% da demanda total de eletricidade do país; um relatório recente da “Eirgrid”, operadora de rede estatal da Irlanda, mostra que isso deve aumentar para quase 30% até 2028. Encontrar um caminho a seguir que permita o desenvolvimento contínuo da infraestrutura digital sustentado pela sociedade moderna, sem sobrecarregar a infraestrutura de energia ou o clima, é um desafio crítico para operadores de data centers e planejadores de rede.
Mas hoje, eles têm uma nova ferramenta em sua caixa de ferramentas: armazenamento de energia barato, sustentável e duradouro a partir de baterias de fluxo de ferro, que quando combinados com recursos de energia eólica e solar permitem que operadores de data centers usem energia renovável de forma lucrativa. Ao integrar o armazenamento de longo prazo em projetos de data center, as operadoras poderão não apenas oferecer benefícios ambientais, mas também oferecer suporte a uma rede de energia mais forte para todos os consumidores de energia.