Se espera que la demanda de energía para los centros de datos aumente en los próximos cinco años, y es probable que solo el consumo en Estados Unidos aumente de 17 GW en 2022 a 35 GW en 2030. Los centros de datos específicos para IA serán el principal impulsor de este crecimiento, ya que cada uno requiere más de 80 MW de capacidad energética en comparación con los 32 MW necesarios para los centros estandarizados.
Sin embargo, como la mayoría de los principales operadores se han fijado objetivos elevados de cero emisiones netas para sus negocios, el equilibrio entre asegurar más energía y al mismo tiempo adherirse a la reducción de emisiones se ha convertido en una preocupación importante.
Como resultado, los operadores de centros de datos están explorando cada vez más la posibilidad de nuevas fuentes de energía, siendo la energía nuclear una posible solución.
¿Por qué la energía nuclear?
Las empresas de centros de datos han invertido continuamente en energía con bajas emisiones de carbono en los últimos años. Amazon Web Services (AWS) ha sido el mayor comprador corporativo de energía renovable a nivel mundial desde 2020, mientras que empresas como Microsoft, Google y Meta han invertido en gigavatios de energía renovable.
Sin embargo, la energía renovable suele ser intermitente y depende de la ubicación, lo que pone en duda su viabilidad como fuente de energía principal para los centros de datos. La energía nuclear ha surgido como una posible solución a estos desafíos, ya que ofrece una fuente de energía constante y confiable que no depende de una ubicación geográfica específica para garantizar la energía.
James Walker, director ejecutivo de la empresa de microrreactores Nano Nuclear, afirma que los centros de datos “cada vez consumen más energía y no pueden seguir dependiendo únicamente de la red eléctrica”.
Walker afirma que necesitan generar su propia energía. “Sin embargo, muchos sistemas de energía sin emisiones de carbono dependen de la ubicación, lo que deja a la energía nuclear como una opción viable”, añade. “Incluso si se utilizaran plantas de carbón o gas, estas también dependen de la ubicación. La energía nuclear es la mejor solución porque no está vinculada a ubicaciones específicas y proporciona la producción de energía más constante”.
Esta fiabilidad ya ha impulsado a los hyperscalers hacia las soluciones nucleares. En marzo de 2024, AWS firmó un acuerdo con Talen Energy para adquirir un centro de datos de 960 MW alimentado por la planta de energía nuclear Susquehanna en Pensilvania, lo que demuestra la creciente confianza de la industria en la energía nuclear.
Un portavoz de Amazon comentó sobre el acuerdo que su intención era "complementar nuestros proyectos de energía eólica y solar, que dependen de las condiciones climáticas para generar energía. Nuestro acuerdo con Talen Energy para energía libre de carbono es un proyecto en ese sentido".
Los planes de la empresa de aumentar el tamaño del campus sufrieron un revés a principios de este mes, cuando la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) rechazó una solicitud de interconexión que habría supuesto la asignación de 180 MW adicionales de energía al sitio. Las empresas energéticas se habían quejado de que la propuesta beneficiaba injustamente tanto a AWS como a Talen.
En otra parte de Pensilvania, Microsoft reveló en septiembre que estaba respaldando la reactivación de la inactiva planta nuclear de Three Mile Island, firmando un PPA que le permitirá utilizar la producción total de 837 MW de la instalación para alimentar sus centros de datos en el estado, así como en Chicago, Virginia y Ohio.
Este renovado interés ha llevado a los productores tradicionales de energía de todo Estados Unidos a buscar la manera de prolongar la vida útil de sus activos nucleares o reiniciarlos. Empresas como Vistra anunciaron en sus resultados del tercer trimestre que el interés del sector de los centros de datos por adquirir suministro de energía nuclear está aumentando, lo que demuestra el creciente interés.
Además, el director ejecutivo de NextEra, John Ketchum, informó que la empresa estadounidense de servicios públicos está considerando reiniciar la planta nuclear Duane Arnold en Iowa gracias al fuerte interés de los centros de datos.
"Teniendo en cuenta toda la demanda que estamos viendo de los centros de datos y la compresión de la oferta y los sitios disponibles listos para funcionar, se está creando una prima aún mayor para que otras industrias fuera de los centros de datos intenten asegurar la generación renovable de bajo costo", dijo Ketchum.
El interés no se ha limitado al mercado estadounidense. Taiwán, sede del gigante de fabricación de chips TSMC, ha indicado que está “muy abierto” al despliegue de energía nuclear para hacer frente a la creciente demanda de energía de los fabricantes de chips del país precipitada por el crecimiento de la IA.
Estas medidas son una muestra de un enfoque que cree que no existe una solución única para la transición a la energía libre de carbono. Se exploran y prueban todos los medios viables para determinar cuál es el más aplicable para cada centro de datos. Tras el fallo de la FERC, será interesante ver cómo las empresas de servicios públicos y los centros de datos atraviesan el inestable entorno regulatorio. Sin embargo, a pesar de las preocupaciones, la mayoría de las empresas son optimistas sobre el crecimiento del sector y creen que la energía nuclear ha llegado para quedarse como una fuente de energía clave para los centros de datos en el futuro.
¿Es la energía nuclear a gran escala una solución?
La energía nuclear se adapta bien a las necesidades de los centros de datos porque proporciona la energía constante que necesitan para permanecer en línea.
Aaron Binkley, vicepresidente de ESG en Digital Realty, ve una clara sinergia entre la energía nuclear y el perfil de consumo energético de los centros de datos. "La esperanza y la promesa de la energía nuclear es una generación abundante, libre de carbono, las 24 horas del día, los 7 días de la semana, que coincide bastante bien con el perfil de carga de un centro de datos", afirma Binkley.
Además, la energía nuclear aborda tres cuestiones fundamentales para los centros de datos: rentabilidad, reducción de emisiones y seguridad energética. Aunque construir plantas nucleares es costoso y lleva mucho tiempo, las plantas a gran escala resultan rentables una vez que están en funcionamiento. Extender la vida útil de las plantas nucleares existentes puede ayudar a mantener el suministro de energía, especialmente en los países occidentales.
La Agencia Internacional de Energía (AIE) estima que ampliar estas plantas costará entre 500 y 1.100 dólares por kW en 2030, lo que resultará en costos de electricidad por debajo de 40 dólares por MWh y hará que la energía nuclear sea competitiva con la solar y la eólica en muchas áreas.
"Ofrecer un suministro de energía directa, permanente y limpia tiene sentido para estas necesidades crecientes", dice Patrick O'Brien, director de asuntos gubernamentales y comunicaciones de Holtec International, que proporciona equipos y servicios de energía nuclear.
El problema surgiría si no buscaran implementar reactores modulares pequeños (SMR) y trataran de adquirir energía de la red, lo que forzaría aún más ese sistema. Desde la perspectiva de un desarrollador, la capacidad de adquirir energía limpia a un costo fijo podría beneficiar las necesidades de ambas partes en cuanto a estabilidad de los costos de construcción y operación y garantizar las necesidades energéticas para la importante inversión realizada en ambas partes desde una perspectiva de costos.
Como resultado, especialmente en Europa y Estados Unidos, donde ha habido una inversión limitada en energía nuclear a gran escala en los últimos años, los SMR han surgido como un caso de negocio prometedor para la creciente demanda energética de los centros de datos.
El auge de los SMR
Si bien las plantas nucleares tradicionales son una buena opción para las necesidades energéticas a gran escala, los SMR están surgiendo como una alternativa atractiva, en particular para los centros de datos. Los SMR ofrecen una solución más flexible y escalable, con una capacidad promedio de 300 MW, ideal para centros de datos individuales o pequeños clústeres.
James Walker, de Nano Nuclear, señala: "Los SMR se pueden colocar prácticamente en cualquier lugar y ofrecen un factor de capacidad excepcional, una medida clave de la consistencia energética, que supera incluso al del gas o el carbón. Dadas estas ventajas, no sorprende que las empresas tecnológicas hayan identificado la energía nuclear como la solución preferida".
Una ventaja clave de los reactores SMR es su diseño innovador, que no depende del agua corriente para la moderación y refrigeración de los neutrones, sino que utiliza gas a alta temperatura o sal fundida, lo que mejora la seguridad y la eficiencia. Además, los reactores SMR requieren mucho menos espacio y no necesitan la zona de planificación de emergencia de 16 kilómetros que requieren las centrales nucleares tradicionales. Esto los hace teóricamente más aceptables para las comunidades, ya que plantean menos problemas de seguridad y pueden requerir menos supervisión regulatoria, aunque como la tecnología todavía está en sus inicios, esto todavía debe ponerse a prueba.
Clayton Scott, director comercial de la empresa de SMR NuScale, afirma: "La tecnología SMR ofrece una solución escalable, segura y competitiva en cuanto a costos en comparación con las fuentes de energía renovables y la energía nuclear tradicional".
El desarrollo de los SMR depende de asociaciones sólidas y de capacidades de la cadena de suministro. Scott señala que "Al fabricar nuestros módulos, nuestras relaciones con nuestros socios de la cadena de suministro a largo plazo, muchos de los cuales son inversores estratégicos, son una fuente importante de potencia. Estas asociaciones son cruciales para ofrecer componentes de alta calidad y competitivos en cuanto a costos, y seguimos comprometidos con el desarrollo de una cadena de suministro global para satisfacer la creciente demanda de la tecnología de NuScale".
Este enfoque garantiza la confiabilidad y la rentabilidad de la tecnología SMR y permite a los operadores de centros de datos implementar SMR de manera rápida y eficiente.
O'Brien, de Holtec, destaca el potencial de los SMR para satisfacer diversas necesidades energéticas: "Creo que los SMR desempeñarán un papel fundamental", afirma. "El reducido tamaño de un generador de energía limpia constante permitirá a muchas industrias considerar una nueva fuente de energía para sus necesidades que les pueda proporcionar una oportunidad de crecimiento. Además, la capacidad de implementarse en cualquier región y condición permitirá que las áreas en desarrollo del mundo tengan energía limpia y estable como nunca antes".
El sector SMR se ha visto impulsado recientemente por varios anuncios de hyperscalers de centros de datos que se han comprometido a implementar sus soluciones en sus sitios.
De abril a octubre, varios hyperscalers importantes firmaron acuerdos SMR, incluidos PPA firmados por Equinix y Prometheus, con Oklo respaldado por Sam Altman.
Google también entró en acción, adquiriendo 500 MW de energía de Karios Power en seis reactores.
AWS asumió el mayor compromiso al firmar tres acuerdos separados en el secto. Firmó acuerdos de suministro con Energy Northwest y Dominion en Washington y Virginia. Además, invirtió directamente en X-energy, un desarrollador de SMR, para respaldar la construcción de más de 5 GW de nuevos proyectos de energía nuclear para 2039. Los SMR, a su vez, se implementarán como parte del acuerdo de AWS con Energy Northwest.
Para Ivan Pavlovic, especialista en energía y transición de Natixis, se trata de un matrimonio de conveniencia. Según él, "hay una alineación de estrellas entre los operadores de centros de datos y los desarrolladores de SMR, ya que los centros de datos requieren electricidad constante y baja en carbono, y los SMR pueden proporcionar energía de carga base confiable".
Como resultado, las empresas de SMR están considerando los centros de datos como una opción pionera, lo que estimula la creación de soluciones más personalizadas para el sector. Un ejemplo de esto es la start-up Deep Atomic, que en octubre anunció un concepto de SMR directamente adaptado al sector de los centros de datos.
"Nos diferenciamos por el tamaño... muchos competidores están en el extremo superior de los SMR y, en nuestra opinión, son demasiado grandes para una solución de energía de isla detrás de la red para centros de datos", dijo un portavoz de la empresa. Como resultado, parece que los SMR han encontrado un compañero de cama en el sector de los centros de datos, que podría impulsar su crecimiento.
Persisten las preocupaciones sobre la escalabilidad y si los SMR son financieramente viables para un uso generalizado en el sector de los centros de datos. Como resultado, es crucial contar con un respaldo financiero sustancial para evitar los obstáculos que presenta la financiación de proyectos. Actualmente, ningún banco respaldará los SMR, ya que requieren una tecnología probada y confiable con acuerdos de compra establecidos para mitigar los riesgos de flujo de efectivo del proyecto. Por lo tanto, el papel de los centros de datos es primordial para respaldar la ampliación de estas tecnologías y brindar certeza en la generación de flujo de efectivo, lo cual es crucial para la elegibilidad de la financiación de proyectos sin mecanismos de apoyo gubernamentales.
Desafíos y oportunidades
A pesar de la promesa que ofrecen los SMR, aún quedan varios desafíos por resolver. Al igual que la energía nuclear "tradicional", el sector enfrenta posibles demoras y sobrecostos que podrían socavar su competitividad frente a las fuentes de energía renovable. Además, la diversidad de diseños de SMR que se encuentran actualmente en desarrollo genera incertidumbre sobre qué tecnologías tendrán éxito.
Binkley, de Digital Realty, destaca este problema y dice: "En el sector de los reactores SMR se están promocionando diferentes tecnologías de reactores. Creo que también hay una pequeña curva de aceptación del mercado que nos lleva a preguntarnos si es tan bueno como se promete".
El sector también sufre una cadena de suministro nuclear erosionada después de una pausa en la construcción nuclear durante los años 1980 y 1990, lo que hizo necesaria la reconstrucción de capacidades y la formación de asociaciones estratégicas para los primeros proyectos de SMR.
La aceptación pública es otro factor crítico. La asociación de la energía nuclear con desastres como Chernóbil y Fukushima alimenta los temores sobre esta tecnología. Sin embargo, empresas como Nano Nuclear afirman que son seguras y dicen que están abordando las preocupaciones conceptuales mediante la formación de asociaciones más estrechas con las partes interesadas. "Nuestro enfoque no consiste sólo en proporcionar soluciones, sino también en establecer asociaciones más estrechas para comprender las necesidades específicas de nuestros clientes. Esto nos permite adaptar nuestra tecnología para satisfacer los requisitos únicos de varias industrias", dice Walker.
Los gobiernos también desempeñan un papel en el éxito de las soluciones nucleares para los centros de datos. Las políticas que simplifican el entorno regulatorio apoyan la construcción de nuevas plantas nucleares y la ampliación de las existentes, lo cual es crucial. Sin embargo, persisten las preocupaciones sobre el tiempo de espera del proceso regulatorio, y Binkley cree que "algunos de los plazos que existen probablemente sean un poco agresivos en términos de cuánto tiempo llevará".
Tanto Nano Nuclear como NuScale enfrentan acusaciones del vendedor en corto Hunterbrook Media de que sus plazos no son realistas y que sus productos podrían no estar a la altura de las elevadas promesas. NuScale canceló un proyecto en 2023 por falta de demanda. Ni la empresa ni sus competidores como Oklo y Rolls Royce han implementado un SMR en funcionamiento.
Una mirada al futuro
A medida que las necesidades energéticas de los centros de datos siguen aumentando, la energía nuclear, especialmente los reactores SMR, se presentan como una opción atractiva, siempre que puedan demostrar que funcionan. Si bien las plantas nucleares tradicionales proporcionan energía rentable y con bajas emisiones de carbono, enfrentan desafíos como costos iniciales elevados, regulaciones estrictas y preocupaciones públicas.
Los SMR ofrecen una alternativa potencial con tarifas más bajas, un desarrollo más rápido y características de seguridad mejoradas, lo que hace que su versión prometida sea perfecta para centros de datos que necesitan energía confiable y escalable. "La energía nuclear se puede implementar en cualquier lugar", resume Walker. "No depende de la ubicación y tiene la producción de energía más constante. Esta confiabilidad es la razón por la que las empresas de tecnología han gravitado hacia las soluciones nucleares".
Para que la energía nuclear de pequeña escala se convierta en una fuente de energía clave para los centros de datos, se necesita un esfuerzo concertado de los responsables de las políticas, los actores del sector y el público para superar los desafíos económicos, regulatorios y sociales. Sin embargo, primero es necesario superar las dudas sobre si las empresas de SMR pueden realmente entregar proyectos a tiempo y dentro del presupuesto, algo que sería una novedad en el sector nuclear.