Un futuro energético sostenible y resiliente para los centros de datos
La expansión energética es esencial para satisfacer la creciente demanda eléctrica, pero conlleva riesgos como los cambios tecnológicos rápidos, las limitaciones de disponibilidad de mano de obra, los ajustes en la inversión de capital, los cambios en las regulaciones y las restricciones en el suministro de energía. Para mitigar estos riesgos, es crucial adoptar un enfoque colaborativo que integre las fuentes renovables, mejore la eficiencia energética y promueva una gestión responsable de los recursos.
El desarrollo de una infraestructura eléctrica resiliente requiere un esfuerzo coordinado de múltiples partes. A continuación, cinco estrategias esenciales para reforzar la confiabilidad de la red y garantizar, al mismo tiempo, que los centros de datos puedan escalarse de forma sostenible:
1. Planificación integrada y comunicación. Las empresas de servicios públicos y los operadores de centros de datos deben colaborar con planes que tengan una visión hacia el futuro. Si los centros de datos comparten información sobre patrones de consumo de la energía y proyecciones de crecimiento, las empresas de servicios públicos pueden anticiparse a futuros picos de la demanda y realizar inversiones estratégicas en la infraestructura. Las solicitudes de conexión a la red para centros de datos parecen tender a un tamaño de módulos de alrededor de 200 MW, pero actualmente oscilan entre 5 MW y 500 MW, con algunos ejemplos recientes que sobrepasan estos valores. (A fines de febrero, PSE&G informó que las solicitudes de interconexión habían aumentado un 1075% al pasar de 400 MW a 4,7 GW en apenas un año, lo que refleja una expansión sin precedentes de la demanda de los centros de datos impulsados por IA). Para las cargas más grandes, las empresas de servicios públicos no suelen mantener un suministro fácilmente disponible en sus planes de expansión de corto plazo.
Por su parte, los centros de datos pueden diseñar sus operaciones teniendo en cuenta la red, incorporando sistemas inteligentes de gestión de carga que permitan realizar ajustes dinámicos en tiempo real, e incorporando a la empresa local de servicios públicos en los planes de desarrollo, incluso antes de seleccionar el sitio, ya que determinadas zonas de la red pueden tener mejores capacidades de albergarlos que otras.
2. Inversión en tecnologías de redes inteligentes. Para satisfacer la creciente demanda de energía de los centros de datos, las empresas de servicios públicos deben acelerar la inversión en el desarrollo y expansión de sistemas de redes inteligentes que incorporen sensores, análisis de datos en tiempo real y controles automatizados en múltiples alimentadores y estaciones para contribuir a equilibrar la oferta y demanda de electricidad. Gracias a una mayor capacidad de observación del sistema y de control de la red, las empresas de servicios públicos tendrán acceso a capacidades de proyección y balanceo de carga más precisas, que les permitirán responder más eficazmente a cambios repentinos en la demanda de los centros de datos o a caídas repentinas del suministro por diversos factores.
3. Almacenamiento de energía y generación in situ. A medida que las fuentes renovables, como la energía eólica y la solar, se vayan convirtiendo en una parte más importante de la matriz energética, las soluciones de almacenamiento (por ejemplo, los sistemas de baterías a gran escala) serán cruciales para garantizar un suministro de energía constante y confiable para los centros de datos. Los centros de datos deberían considerar la posibilidad de implementar sus propios sistemas de generación eléctrica (paneles solares, pilas de combustible, turbinas de gas, etc.) para reducir su dependencia de la red durante los periodos de máxima demanda y para garantizar un funcionamiento confiable en caso de avería o problemas de calidad de energía en la red local. Los planes de generación in situ a más largo plazo podrían tener en cuenta tecnologías como pequeños reactores nucleares modulares, que podrían empezar a comercializarse antes de que termine esta década.
Además, se están desarrollando rápidamente tecnologías de almacenamiento energético avanzadas de mayor duración. Un ejemplo es la tecnología de flujo redox de vanadio actualmente en desarrollo para un caso de uso en centros de datos. Esta tecnología en proceso de maduración brinda confiabilidad a más largo plazo y permite equilibrar la carga con fuentes renovables variables.
4. Tecnologías avanzadas de refrigeración. Los centros de datos también podrían plantearse soluciones alternativas para los sistemas de refrigeración, como sistemas de intercambio geotérmico, soluciones avanzadas de contención por aire o vacío, o tecnologías de refrigeración líquida, como refrigeración por inmersión, refrigeración líquida directa al chip y refrigeración por inmersión bifásica. Al limitar las necesidades energéticas del sistema de refrigeración, la energía puede utilizarse para alimentar procesadores adicionales o reducir la demanda de carga total que debe abastecer la empresa eléctrica.
5. Programas de respuesta a la demanda. Una forma de reducir la presión sobre la red son los programas de respuesta a la demanda, en los que los centros de datos pueden reducir temporalmente su consumo de energía durante las horas de máxima demanda a cambio de incentivos económicos. Estos programas benefician a la red y ayudan a los centros de datos a gestionar sus costos energéticos, además de que fortalecen la confiabilidad general del sistema. Estas reducciones de consumo de energía podrían suponer disminuir el consumo durante las horas de máxima demanda o compensar con generación in situ o con soluciones de almacenamiento energético. El aspecto crítico de la respuesta a la demanda, si no se utiliza una solución de generación in situ o de almacenamiento de energía para compensar las reducciones del suministro de la red, es encontrar elementos de la carga del centro de datos que puedan reducirse sin afectar las operaciones.
6. Descentralización y microrredes. A medida que crezca la economía digital, más centros de datos adoptarán sistemas energéticos descentralizados (o microrredes) que puedan funcionar de forma independiente o en tándem con la red principal. Estos sistemas permiten a los centros de datos mantener una alimentación confiable incluso durante interrupciones, lo que garantiza la continuidad del servicio y además reduce la carga sobre la red más amplia. Pueden incorporar múltiples tecnologías de generación y almacenamiento, cada una para casos de uso y tiempos de respuesta específicos, con el fin de equilibrar la sostenibilidad con la confiabilidad. Estos controladores e inversores de microrredes suministran energía de alta calidad a la red para satisfacer las cargas exigentes de los centros de datos.
El futuro de la colaboración energética
La rápida expansión de la economía digital está reconfigurando el panorama energético y hará necesario un nuevo nivel de colaboración entre empresas de servicios públicos y centros de datos. Si adoptamos una planificación integrada, infraestructura inteligente y soluciones descentralizadas, podremos construir un sistema energético no solo escalable, sino también sostenible.
Las decisiones de hoy determinarán la resiliencia de las redes energéticas de mañana.
Póngase en contacto con nosotros para conocer cómo resolvemos estos retos difíciles y colaboramos con nuestros clientes para satisfacer sus demandas digitales crecientes y minimizar los riesgos ambientales y económicos.
Lea la primera parte de esta serie de blogs: Suministro eléctrico resiliente: un impulso a la expansión futura de los centros de datos.
Acerca del autor
John Matthiesen
Director Sénio de Smart Grid y Gestión de Activos, Energy eGRID
Los 20 años de participación de John en el sector de la energía incluyen las áreas de energía térmica (trenes motrices de turbina de gas), energía renovable (energía eólica terrestre y marina), fuentes de energía distribuida (almacenamiento energético, hidrógeno limpio, microrredes y carga de VE) y Programas de Gestión de Activos de Smart Grid. Actualmente, John lidera un equipo en Hatch responsable de ayudar a los servicios públicos a adoptar la transición energética mediante la planificación de la resiliencia, la modernización de la red, la gestión de los activos, las evaluaciones tecnológicas y los servicios de consultoría energética general. A lo largo de su carrera, John ha adquirido un amplio conocimiento de las tecnologías emergentes y los modelos comerciales en los mercados de la electricidad y la energía. Recientemente, ha participado en el liderazgo de proyectos, el patrocinio y las revisiones técnicas, y ha garantizado que los entregables cumplan con las expectativas de los clientes. Además, aprovecha su gran experiencia en el sector de la energía para evaluar el uso de soluciones no convencionales para los complejos problemas de los clientes.