Boom dei data center: affrontare la crisi energetica

I data center sono spazi altamente specializzati che ospitano infrastrutture come server e dispositivi di archiviazione per servizi online, piattaforme AI e altro ancora. Con l'aumento del fabbisogno di dati a livello globale, si prevede che le principali aziende tecnologiche investiranno 1 trilione di dollari in nuovi data center nei prossimi cinque anni¹ per rispondere alla creazione di dati presente e attesa, che secondo le stime dovrebbe aumentare del 21% nel 2024.²

Questa rapida espansione sta dando un forte impulso alla domanda di elettricità. Negli Stati Uniti, i data center hanno assorbito il 4% dell'elettricità consumata nel 2022. Entro il 2026, si prevede che questa percentuale salirà al 6%³ , poiché il passaggio a rack di dati AI ad alta intensità energetica, che richiedono fino a sette volte più energia rispetto alle configurazioni tradizionali, è destinata ad accelerare la crescita della domanda di elettricità del settore al 10% l'anno da qui al 2030.⁴

A livello globale, la domanda di energia elettrica è vicina a un punto di inflessione, con proiezioni che indicano una crescita media annua del 3,4% fino al 2026,⁵ sostenuta dai venti a favore dell'economia, dall'elettrificazione delle abitazioni e del parco auto, dai nuovi impianti di produzione di energia pulita e dalla proliferazione dei data center. Tale crescita globale è in contrasto con l'espansione relativamente limitata a partire dal 2018 e un modesto 0,4% di crescita realizzata negli Stati Uniti dal 2010 al 2022.⁶

La domanda cruciale è: l'attuale fornitura di elettricità è in grado di tenere il passo con questa impennata della domanda?

Colli di bottiglia

La situazione è particolarmente grave negli Stati Uniti, dove si trovano oltre la metà dei circa 9.000 data center sparsi in tutto il mondo.⁷ Nei prossimi cinque anni, si prevede che negli Stati Uniti la capacità di generazione necessaria ai data center specifici per l'AI supererà la capacità della rete di trasmissione.

La capacità della rete è già un fattore limitante in diverse località del mercato Tier 1 degli Stati Uniti, tra cui la Virginia settentrionale, l'Arizona e Santa Clara, in California. Anche riuscendo a generare elettricità sufficiente, le strozzature a livello di linee di trasmissione, trasformatori e altri componenti essenziali potrebbero bloccare la costruzione dei data center.

Le implicazioni potrebbero ripercuotersi su tutto il settore tecnologico. Senza un numero sufficiente di nuovi data center, i fornitori di servizi AI potrebbero essere costretti a destinare le risorse computazionali limitate solo alle applicazioni di maggior valore. Inoltre, la domanda illimitata di unità di elaborazione grafica (GPU) rischia di diventare irrilevante se i data center e l'elettricità non bastano per sfruttare le capacità dei prodotti.

Opportunità nelle rinnovabili e nell'efficienza energetica

Sul lato positivo, la potenziale carenza di energia elettrica tradizionale apre le porte a soluzioni di energia rinnovabile, in particolare con la spinta dei fornitori di servizi su cloud verso lo zero netto di emissioni e l'energia pulita.

Secondo un rapporto di S&P Global del 2023, cinque giganti della tecnologia hanno effettuato da soli oltre metà degli acquisti aziendali di energie rinnovabili in tutto il mondo.⁸ Entro il 2026, si prevede che la quota di produzione di elettricità da fonti rinnovabili aumenterà tanto da bilanciare la crescita della domanda nelle economie avanzate come gli Stati Uniti e l'Unione Europea, contribuendo a sostituire i combustibili fossili.⁹

Negli Stati Uniti, la coda di interconnessione – progetti in attesa di connessione alla rete elettrica, un indicatore dello sviluppo a breve termine – è schizzata a oltre due terawatt a metà del 2023, un livello superiore alla capacità della flotta statunitense esistente. Le energie rinnovabili rappresentano quasi il 95% del mix.¹⁰

Questa transizione mette in luce l'opportunità per gli sviluppatori di energie rinnovabili in Nord America. Quelli specializzati come Innergex e Boralex si distinguono per la capacità di destreggiarsi tra le approvazioni del governo locale e delle Prime Nazioni. Nel Regno Unito, SSE Renewables è un importante fornitore di sviluppo eolico offshore. Intanto i fornitori di cavi ad alta tensione come Prysmian Group, con sede in Italia, svolgono un ruolo cruciale nell'estensione della rete per supportare i siti rinnovabili nelle aree meno popolate.

Per gli operatori di data center, garantire un'alimentazione sufficiente e aumentare l'efficienza sono priorità assolute. Le strategie vanno dal trasferimento delle operazioni più vicino alle fonti di energia nei mercati Tier 2 all'esplorazione di opzioni di autoproduzione come microreti, celle a combustibile, piccoli reattori nucleari e energia a idrogeno.

A proposito di efficienza, nonostante la crescita sostanziale dell'infrastruttura cloud nell'ultimo decennio, il consumo energetico globale dei data center è aumentato in misura modesta dal 2015 grazie ai guadagni di efficienza e, a nostro avviso, c'è motivo di credere che tali progressi possano compensare almeno in parte la domanda di energia aggiuntiva legata all'AI.

Ci sono sforzi continui per migliorare l'efficienza delle GPU e dei modelli linguistici di grandi dimensioni basati sull'AI. Per esempio, mentre il consumo energetico della GPU Nvidia è aumentato da 350 watt nel 2018 a 700 watt nel 2024, la performance per watt sono aumentate in modo esponenziale (vedere la Figura 2 di seguito). In un articolo recente, il nostro team gestori dedicato alla tecnologia e al settore immobiliare ha esaminato l'ultimo lancio della GPU Nvidia B100 e la domanda di data center dal punto di vista immobiliare.

Opportunità con i principali abilitatori di data center

Il boom dei data center è destinato ad avvantaggiare diversi attori chiave come Equinix, il più grande proprietario di data center, e fornitori di apparecchiature come Vertiv e Eaton. Le implicazioni riguardano più in generale la catena di approvvigionamento energetico, comprese aziende come Prysmian e Schneider Electric, che sono pronte a beneficiare della maggiore esigenza di elettrificazione.

Un altro fattore abilitante dei nuovi data center sono i sistemi di raffreddamento ad alta efficienza. I carichi di lavoro legati all'AI richiedono calcoli di portata enorme e aumentano esponenzialmente la produzione di calore nei data center. I centri che adottano tecnologie di raffreddamento a liquido possono ridurre il consumo energetico del 20% rispetto al solo raffreddamento ad aria tradizionale.¹¹ Aziende specializzate come Nvent forniscono queste soluzioni termiche.

Le utility si stanno preparando all'impennata del carico energetico previsto con massicci incrementi dei budget di spesa in conto capitale per rafforzare l'infrastruttura di rete. I fornitori di componenti come trasformatori di misura e varie tipologie di interruttori potrebbero trarre vantaggio dall'aumento della spesa, insieme ai produttori di linee di trasmissione.

Soppesare la domanda di energia legata all'AI a fronte dei vantaggi

Sebbene le applicazioni dell'AI siano in fase relativamente embrionale con molte incertezze, questa tecnologia ha il potenziale di produrre benefici che potrebbero giustificare il maggiore consumo di energia, soprattutto man mano che le energie rinnovabili sostituiscono i combustibili fossili per alimentare i data center.

L'intelligenza artificiale potrebbe migliorare notevolmente la produttività umana riallocando le risorse in modo più efficace. Inoltre, ha il potenziale di catalizzare innovazioni nel settore sanitario, accelerando la biomedicina e la scoperta di farmaci e consentendo trattamenti personalizzati su larga scala.

Un mercato in rapida evoluzione

Il settore dei data center si sta evolvendo rapidamente grazie all'innovazione tecnologica. Per gli investitori, ciò presenta notevoli opportunità di crescita, ma anche insidie se gli sviluppi non vengono monitorati attentamente.

Per gli investitori che desiderano beneficiare dei venti a favore generati dalla crescita dei data center, sarà fondamentale un monitoraggio proattivo dei colli di bottiglia incombenti e delle società specializzate che forniscono soluzioni, così come la capacità di gestire i rischi associati.

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