Una massiccia ondata di caldo che sta investendo gli Stati Uniti sta mettendo a dura prova la rete elettrica e le forniture idriche del Paese, mettendo alla prova il sostegno pubblico alla rapida espansione dei data center di intelligenza artificiale, che consumano grandi quantità di elettricità e acqua.
L’ondata di caldo arriva in un momento in cui gli Stati Uniti stanno correndo per costruire migliaia di nuovi data center AI per supportare la rapida crescita dell’intelligenza artificiale. I servizi di pubblica utilità, i regolatori e i politici hanno sempre più avvertito che il ritmo della costruzione sta superando l’espansione delle infrastrutture elettriche e idriche del paese.
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In tutto lo spettro politico, i legislatori chiedono una maggiore supervisione dei data center. Martedì, durante la pausa della campagna elettorale, il governatore del Texas Greg Abbott ha chiesto il divieto di costruire data center nelle aree rurali. Il governatore in carica del Texas ha precedentemente affermato che i data center dovrebbero generare la propria energia e riutilizzare l’acqua.
Nel frattempo, a sinistra, i politici, tra cui il senatore Bernie Sanders del Vermont e la deputata Alexandria Ocasio-Cortez di New York, hanno chiesto una moratoria sulla costruzione di nuovi data center.
Respingere la costruzione di data center è una posizione popolare da assumere. Secondo un recente sondaggio Gallup, sette americani su dieci si sono opposti alla costruzione di data center nelle proprie comunità locali e la metà di loro cita come principale preoccupazione l’uso eccessivo delle risorse, comprese l’approvvigionamento energetico e idrico.
I data center rappresentano il 4% della domanda di energia negli Stati Uniti. Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, questa cifra dovrebbe aumentare al 9% entro il 2030.
La cupola di calore che ricopre gran parte degli Stati Uniti è un test per il sistema energetico della nazione, che è sempre più messo sotto pressione da eventi meteorologici estremi.
“Le ondate di caldo stanno dimostrando che l’attuale modello di ubicazione e raffreddamento è stato progettato per condizioni medie, e le condizioni medie stanno scomparendo ogni giorno che passa”, ha detto ad Oltre La Linea Arif Gasilov, partner responsabile delle risorse naturali e della pratica dell’ambiente costruito presso Gasilov Group.
I fornitori di energia lo vedono.
Sulla costa orientale degli Stati Uniti, PJM Interconnection, il più grande operatore di rete elettrica della nazione, ha chiesto al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti di ordinare ai data center di passare ai generatori di riserva entro 15 minuti da un segnale di emergenza che li avvisa di farlo. PJM, che gestisce reti elettriche in 13 stati e nella capitale della nazione, ha affermato che ciò libererebbe energia per i clienti residenziali e commerciali.
Il fornitore di energia ha richiesto il cambiamento poiché una cosiddetta cupola termica si blocca lungo la costa orientale, con temperature percepite che dovrebbero superare i 38,9 gradi Celsius (104 Fahrenheit) a Washington, DC e i 37,7 gradi Celsius (100 Fahrenheit) a New York. A Central Park, si prevede che la temperatura raggiungerà un livello record che non si vedeva nell’iconico parco da più di un decennio.
Negli Stati Uniti, la maggior parte dei data center si trova nel sud e nel Midwest e il 38% degli americani vive entro cinque miglia (otto chilometri) da uno dei 3.000 data center attualmente operativi, secondo i dati compilati da Pew Research.
A temperature normali, i soli sistemi di raffreddamento dei data center rappresentano fino al 40% del consumo di elettricità durante il tempo normale, ma tale percentuale aumenta con l’innalzarsi della temperatura, un evento sempre più comune ora a causa dei cambiamenti climatici, secondo Gasilov.
I data center stanno già facendo aumentare le temperature in tutto il mondo creando attorno a loro quelle che vengono chiamate isole di calore. Uno studio dell’Università di Cambridge ha rilevato che le temperature sono aumentate in media di due gradi Celsius (3,6 gradi Fahrenheit) e fino a 9,2 gradi Celsius (16,3 gradi Fahrenheit) nelle immediate vicinanze di un data center.
Gli esperti ritengono che questa ondata di caldo sia un esempio delle pressioni sulla rete elettrica che diventeranno ancora più strette e difficili da gestire negli anni a venire con l’aumento della prevalenza di data center IA ad alto consumo di acqua ed energia.
La tensione si estende ben oltre questa cupola di calore.
Le utility di tutto il Paese hanno avvertito che la domanda di elettricità sta crescendo per la prima volta dopo decenni dopo anni di consumi relativamente stabili. Gran parte di tale aumento è dovuto ai data center basati sull’intelligenza artificiale, all’elettrificazione dei trasporti e ai nuovi impianti di produzione, costringendo i servizi pubblici a ritardare il ritiro delle centrali elettriche obsolete e accelerando gli investimenti in nuove linee di generazione e trasmissione.
Questa pressione è già aumentata sia sui clienti commerciali che su quelli residenziali negli Stati Uniti. All’inizio di quest’anno, a circa 50.000 clienti californiani vicino a Lake Tahoe è stato detto di trovare un nuovo fornitore di energia a fronte dell’aumento della domanda guidata dai data center.
In Virginia, la contea di Henrico, che dispone di 37 data center, ha chiesto alle scuole di limitare il consumo di energia in un contesto di crescente domanda sulla rete elettrica, secondo le e-mail ottenute dalla pubblicazione tecnologica 404 Media.
La Virginia è nel complesso leader nel paese per numero di data center, con 398 attualmente operativi e altri 287 pianificati. Segue il Texas, con 296 aperti e altri 170 previsti.
Un tipico data center di grandi dimensioni richiede tra 100 e 300 megawatt di elettricità. Ciò è sufficiente per alimentare fino a 300.000 case negli Stati Uniti, o una città di circa 750.000 persone in base alla dimensione media della famiglia. Ciò è paragonabile alla popolazione di città come Nashville nel Tennessee, Charlotte nella Carolina del Nord o Edmonton nell’Alberta, in Canada.
Nel loro insieme, i data center statunitensi consumano circa 176 terawattora di elettricità ogni anno, sufficienti ad alimentare circa 16 milioni di case o circa 40 milioni di persone, più o meno equivalenti alla popolazione del Canada o della California, o delle città di Giakarta in Indonesia o Dhaka in Bangladesh, che sono le due città più popolose del mondo.
Ciò sta esercitando pressione anche sui sistemi idrici, molti dei quali sono già sotto pressione.
Pressione dell’acqua
La domanda di acqua nei data center aumenta durante i periodi di caldo estremo perché i sistemi di raffreddamento devono mantenere freddi i server dei computer in modo che possano funzionare in sicurezza. Molti dei sistemi non ricircolano l’acqua. Quasi l’80% dell’acqua potabile utilizzata nel raffreddamento dei data center evapora.
“Se una struttura utilizza il raffreddamento evaporativo durante un’ondata di caldo, utilizza la stessa fornitura d’acqua che è già sotto stress e per la quale i residenti sono spesso già soggetti a restrizioni”, ha aggiunto Gasilov.
Attualmente, il consumo di acqua dei data center è relativamente basso, pari a 627 milioni di galloni (2,85 miliardi di litri) al giorno, rispetto agli usi come il bestiame a 137 miliardi di galloni (623 miliardi di litri), l’industria siderurgica a 1,8 miliardi (8,2 miliardi di litri) e l’uso residenziale a 23,3 miliardi di galloni (104,5 miliardi di litri).
Poiché la domanda di intelligenza artificiale continua ad aumentare, aumenterà anche il consumo di acqua nel settore. Il problema è aggravato dal fatto che l’espansione dei data center è sempre più concentrata in aree soggette a stress idrico: due terzi di tutti i nuovi data center costruiti o in fase di sviluppo dal 2022 sono stati situati in regioni già afflitte da scarsità d’acqua.
Un singolo grande data center AI può consumare fino a 5 milioni di galloni (18,9 milioni di litri) di acqua ogni giorno. Tale domanda aumenta tipicamente durante i periodi più caldi dell’anno, proprio quando molte comunità si trovano ad affrontare anche la scarsità d’acqua.
“Gran parte del raffreddamento dei data center si basa sull’acqua – e ancora una volta – questo avverrà in un momento in cui la fornitura potrebbe essere più scarsa nell’ambiente locale. Si tratta di un problema circolare in questo spazio, non di un inconveniente stagionale”, ha detto ad Oltre La Linea Alex MacColl, project manager per l’EMEA per Datamove, un servizio di mitigazione dei data center con sede nel Regno Unito.
Secondo l’Environmental and Energy Institute, un grande data center in particolare può anche utilizzare tanta acqua quanto una città di 50.000 persone ogni giorno, ovvero circa il 15% dell’intera popolazione di Corpus Christi, in Texas, dove i funzionari locali e statali sono già preoccupati che la città possa presto rimanere senza acqua potabile. Attualmente ci sono tre data center nell’area metropolitana di Corpus Christi, anche se uno afferma che utilizza “zero acqua”.
Alcuni dei suoi bacini idrici hanno una capacità inferiore al 10% poiché l’area è stata colpita da siccità negli ultimi cinque anni. Secondo un rapporto dell’Austin American-Statesman, i funzionari locali ritengono che un data center pianificato in una comunità un’ora a nord abbia rallentato i piani per un approvvigionamento idrico di emergenza per la città costiera del Texas.
