Resumen:
Con el rápido desarrollo de la inteligencia artificial generativa, Texas, EE. UU., está marcando el comienzo de un auge en la construcción de centros de datos a gran escala. Sin embargo, un nuevo informe de investigación advierte que si una gran cantidad de centros de datos dependen de la red eléctrica existente y de los combustibles fósiles para satisfacer las necesidades de energía en el futuro, los resultados logrados en el control de la contaminación del aire en Texas durante las últimas dos décadas pueden verse compensados significativamente, y algunos niveles de emisiones contaminantes pueden incluso volver a los niveles de principios del siglo XXI.
Este informe, publicado por el Centro de Investigación Avanzada de Houston (HARC), se centra en analizar los posibles impactos en la calidad del aire causados por la expansión de los centros de datos en Texas. Los investigadores señalan que los centros de datos necesitan alimentar continuamente una gran cantidad de servidores y también deben ejecutar sistemas de refrigeración para evitar que los equipos informáticos de alto rendimiento se sobrecalienten. A medida que el consumo de energía y los requisitos de refrigeración de los chips de inteligencia artificial siguen aumentando, los requisitos de energía de los centros de datos también crecen rápidamente.
El quid de la cuestión no es sólo cuánta electricidad se necesita, sino también cómo se producirá esa electricidad. Si todos los proyectos planificados de centros de datos estuvieran conectados a la red de Texas como se espera y funcionaran con la futura combinación de energía proyectada, las emisiones contaminantes asociadas podrían aumentar significativamente. El estudio concluyó que bajo este escenario, décadas de mejora de la calidad del aire en Texas podrían deshacerse en sólo cinco años.
El informe predice que si se desarrolla el escenario anterior, la contaminación por partículas finas producida por el sector energético de Texas, comúnmente conocida como hollín, puede aumentar a más de tres veces el nivel actual, alcanzando el nivel más alto desde 2006. Las emisiones de óxidos de nitrógeno que forman smog podrían aumentar en un 136%, acercándose a los niveles de 2004. Al mismo tiempo, las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con el calentamiento climático pueden aumentar un 90 % en comparación con 2025.
Sin embargo, estas cifras no significan que la contaminación aumentará necesariamente en la misma cantidad. El equipo de investigación modeló las emisiones futuras basándose en tres pronósticos de demanda de energía de centros de datos diferentes. Algunos proyectos propuestos aún se encuentran en las etapas de planificación y es posible que finalmente no se implementen; Los desarrolladores de centros de datos también pueden reducir su dependencia de los combustibles fósiles mediante la construcción de instalaciones de energía solar y eólica. Por lo tanto, el impacto ambiental final aún depende de la escala real de construcción del proyecto, la fuente de energía y los acuerdos políticos pertinentes.
El informe señala específicamente que la forma en que se alimentan los centros de datos puede marcar una gran diferencia en la contaminación. Si se utiliza energía de la red y se construyen instalaciones de energía renovable en el lugar, las emisiones de óxido de nitrógeno pueden reducirse hasta aproximadamente un 90% en comparación con una solución que depende exclusivamente de la generación de energía de combustión. Por el contrario, si los promotores optan por instalar motores de gas natural o turbinas de gas directamente en el parque para evitar el tiempo de espera para la conexión a la red, las emisiones contaminantes pueden aumentar aún más.
Actualmente, Texas se ha convertido en uno de los mercados de centros de datos más grandes de Estados Unidos. En términos de capacidad del centro de datos, la capacidad total existente y en construcción en el estado es de aproximadamente 26 GW. Además, Texas tiene una gran cantidad de proyectos de energía planificados en el lugar. Informes anteriores publicados por instituciones de investigación de mercado muestran que la capacidad de los centros de datos que se propone construir en Texas utilizando generación de energía in situ es mucho mayor que la de otros estados.
La razón por la que los desarrolladores de centros de datos consideran cada vez más la posibilidad de generar su propia electricidad está estrechamente relacionada con el largo tiempo de espera para la conexión a la red. Los grandes centros de datos requieren un suministro de energía estable y continuo, pero las nuevas conexiones a la red a menudo implican la construcción de instalaciones eléctricas, evaluación de la capacidad de transmisión y procesos de aprobación, y el tiempo de espera puede ser de varios años. Para las empresas que quieren poner en funcionamiento lo antes posible, construir sus propias instalaciones de generación eléctrica se ha convertido en una opción para acortar el ciclo de construcción del proyecto.
Sin embargo, la generación de energía in situ no es necesariamente más respetuosa con el medio ambiente. Los investigadores señalaron que para obtener energía lo más rápido posible, algunos desarrolladores tienden a utilizar motores de gas natural o turbinas de gas que pueden construirse más rápido, en lugar de esperar a la expansión de la red o invertir en el apoyo a instalaciones de energía renovable. Aunque esta opción puede acelerar el funcionamiento del centro de datos, puede generar mayores emisiones contaminantes.
Carlos Gamarra, vicepresidente de energía, calidad del aire y tecnología de la información de HARC, dijo que el verdadero problema que enfrentan los desarrolladores de centros de datos es que esperar la conexión a la red puede llevar de tres a cinco años, y las empresas generalmente no están dispuestas a esperar tanto tiempo, por lo que considerarán construir sistemas de generación de energía en el sitio. Pero bajo presión de tiempo, los desarrolladores no siempre eligen opciones menos contaminantes.
El estudio también encontró que la rápida expansión de la industria de los centros de datos aún puede aumentar las emisiones, incluso con suministros de energía relativamente limpios. El informe predice que en un escenario más limpio dominado por la energía de la red y combinado con energía eólica y solar in situ, las emisiones de óxido de nitrógeno en todo el estado de Texas aún pueden aumentar en un 35 % para 2031. Si el nuevo centro de datos depende principalmente del gas natural in situ para generar electricidad, el aumento de las emisiones de óxido de nitrógeno puede ser cercano al 400 %.
Los óxidos de nitrógeno son importantes contaminantes precursores que forman ozono a nivel del suelo y smog fotoquímico. La exposición prolongada puede dañar el sistema respiratorio humano y aumentar el riesgo de enfermedades respiratorias crónicas. Las partículas finas pueden penetrar profundamente en los pulmones y algunas partículas pueden incluso entrar en la circulación sanguínea y estar asociadas con ataques de asma, problemas cardiovasculares y otros riesgos para la salud.
El propio Texas ya enfrenta algunas presiones en la calidad del aire. Las principales ciudades como Houston, Dallas-Fort Worth, San Antonio y Austin a menudo tienen que lidiar con los desafíos que plantean los estándares federales de contaminación del aire. Las emisiones del tráfico, las altas temperaturas del verano y la actividad industrial contribuyen de manera importante a los problemas de calidad del aire local. Si los nuevos centros de datos aumentan aún más las emisiones de la generación de energía, las regiones relevantes pueden enfrentar una mayor presión sobre la gobernanza ambiental.
Los investigadores creen que la capacidad de Texas para reducir una variedad de contaminantes atmosféricos importantes durante las últimas dos décadas está estrechamente relacionada con los cambios en la combinación de energía, el desarrollo de la energía eólica y solar, el retiro de las instalaciones de generación de energía a carbón y la implementación de medidas de control de la contaminación en los sectores de industria, transporte y generación de energía. Ahora, las nuevas demandas de energía que plantean los centros de datos pueden plantear nuevos desafíos a estos logros.
John Hall, director ejecutivo de HARC, dijo que durante las últimas décadas, los departamentos de transporte, los gobiernos estatales y otras partes relevantes han seguido trabajando duro para reducir las emisiones contaminantes, pero el actual auge de la construcción de centros de datos puede poner en riesgo estos logros. Advirtió que si no se controlan las tendencias, las generaciones futuras podrían necesitar respirar aire más contaminado que la generación actual.
En cuanto a cómo reducir los riesgos, los investigadores recomiendan tratar los centros de datos como instalaciones industriales con importantes impactos energéticos y ambientales y exigirles que cumplan con los correspondientes estándares de generación de energía y emisiones industriales. Los desarrolladores deben elegir energía limpia siempre que sea posible, cumplir con los requisitos existentes de control de la contaminación y divulgar públicamente el consumo de energía del centro de datos, las fuentes de suministro de energía y las emisiones contaminantes para permitir que las comunidades locales evalúen los impactos potenciales antes de que se aprueben o construyan los proyectos.
Al mismo tiempo, la planificación del suministro de energía también debe prestar más atención a las necesidades a largo plazo generadas por la expansión del centro de datos. Aunque depender únicamente del gas natural para generar electricidad puede satisfacer más rápidamente las necesidades inmediatas de electricidad de algunos proyectos, si un gran número de proyectos adoptan el mismo enfoque, las emisiones acumuladas pueden tener un impacto significativo. Al ampliar el suministro de energía renovable, mejorar las capacidades de acceso a la red e implementar una supervisión efectiva de las instalaciones de generación de energía en el sitio, puede ser posible reducir los riesgos de contaminación del aire y al mismo tiempo satisfacer las necesidades de desarrollo de la industria de la inteligencia artificial.
Este informe no afirma que la calidad del aire de Texas inevitablemente retrocederá a los niveles de principios de la década de 2000, pero muestra posibles resultados futuros a través de diferentes escenarios de suministro de energía. Los investigadores enfatizaron que la dirección final aún depende de si el proyecto del centro de datos se implementa realmente y de cómo los desarrolladores, las compañías energéticas y los gobiernos toman decisiones.
A medida que la demanda de potencia informática de inteligencia artificial continúa creciendo, los centros de datos ya no son solo instalaciones de back-end en la industria de Internet, sino que se están convirtiendo en un factor importante que afecta los sistemas energéticos, las emisiones industriales y el medio ambiente local. Cómo controlar la contaminación mientras se construye infraestructura de inteligencia artificial se convertirá en un desafío a largo plazo que Texas y otras regiones con una rápida expansión de los centros de datos deberán enfrentar.
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