CONSUMO INTENSIVO DE ENERGIA DE DATA CENTERS ESTÁ AUMENTANDO DEMANDA POR FONTES DE ENERGIA FIRME
Os EUA anunciaram mais de 100 GW em aquisição de terrenos e construção de data centers, com datas estimadas de operação comercial entre 2024 e 2035. Em nível global, isso representa aproximadamente 40% do total de anúncios de data centers até 2023. Dentro dos EUA, espera-se que os data centers exijam entre 395 e 660 terawatt-horas (TWh) de eletricidade até 2035, o que corresponde a pelo menos 10% da demanda atual, segundo uma nova projeção da Rystad Energy. O aumento dos anúncios é impulsionado pelos avanços rápidos em tecnologias de inteligência artificial (IA) das principais empresas de tecnologia, além do crescimento contínuo dos serviços de computação em nuvem. Diante desse cenário, está crescendo a demanda por energia firme e flexível.
Os data centers seguem padrões rigorosos de disponibilidade, conhecidos como “cinco noves” (99,999% de tempo ativo), permitindo menos de cinco minutos e quinze segundos de inatividade por ano. Restrições na confiabilidade da energia exigem que os desenvolvedores garantam conexões diretas a redes altamente confiáveis (front-of-meter) ou fontes de energia firmes (não intermitentes) localizadas diretamente no local (behind-the-meter).
Empresas de tecnologia de grande porte, como Meta, Microsoft, Google e Amazon, também têm metas de energia limpa e estão tentando acessar fontes de energia “clean-firm” (limpas e firmes), como nuclear e geotérmica, que são livres de emissões e oferecem eletricidade estável. A Microsoft, por exemplo, está trabalhando para reativar um reator na Unidade 1 de Three Mile Island, enquanto a Meta lançou uma solicitação de propostas para obter até 4 GW de energia nuclear. Já a Amazon investiu na X-Energy para desenvolver até 5 GW em projetos nucleares até 2039. No entanto, no curto prazo, a energia nuclear nos EUA pode crescer apenas de forma limitada, por meio de reativações de reatores e melhorias tecnológicas. Pequenos reatores modulares e outras tecnologias nucleares avançadas ainda não estão amplamente disponíveis comercialmente, o que significa que não atenderão à demanda imediata.
O gás natural também se destaca como uma fonte essencial para fornecer energia firme e flexível de forma imediata. O número de projetos planejados de geração a gás no setor de serviços públicos – excluindo produtores independentes de energia – aumentou de 6 GW no final de 2023 para impressionantes 17,5 GW atualmente, o maior valor desde 2017. Esses planos estão ligados tanto ao crescimento populacional quanto ao aumento da demanda dos data centers.
Empresas de petróleo integradas estão construindo usinas a gás para aproveitar o boom potencial no setor de energia. Em dezembro de 2024, a ExxonMobil anunciou sua entrada no mercado de geração de energia, planejando construir uma usina a gás especificamente para data centers. Em janeiro de 2025, a Chevron e a Engine No.1 anunciaram uma parceria para desenvolver soluções de energia escaláveis e confiáveis para data centers, utilizando gás natural doméstico. Os parceiros vão colaborar com a GE Vernova para criar a primeira geração de “fundições de energia” – data centers e usinas de energia co-localizados, abastecidos por turbinas a gás natural GE Vernova HA nos EUA, nas regiões Sudeste, Meio-Oeste e Oeste. A capacidade inicial será de até 4 GW, com geração diretamente no local (behind-the-meter), evitando o uso imediato da infraestrutura de transmissão existente para mitigar impactos nos preços da eletricidade para consumidores.
Enquanto não conseguem energia limpa e firme suficiente, as grandes empresas de tecnologia estão alcançando suas metas anuais de energia renovável por meio de contratos virtuais de compra de energia (PPAs) com usinas solares e eólicas, ao mesmo tempo em que recebem uma mistura de fontes energéticas diretamente da rede elétrica. No entanto, essa estratégia tem limitações. A Microsoft, por exemplo, mantém sua meta de eletricidade 100% livre de carbono até 2030, mas suas emissões aumentaram 30% entre 2020 e 2024, principalmente devido à construção de novos data centers.
Os data centers podem optar por fontes renováveis que possam ser rapidamente implantadas para atender à crescente demanda, desde que sejam combinadas com fontes de energia de base para garantir fornecimento contínuo. Em 2024, os EUA instalaram 30 GW de energia solar em escala de utilidade, um aumento de 50% em relação a 2023. O país também adicionou 10 GW em armazenamento de baterias, um crescimento de 60% em relação ao ano anterior. Em 2025, os desenvolvedores planejam adicionar mais de 33 GW de energia solar e 18 GW de armazenamento de baterias à rede, demonstrando que as fontes renováveis continuam desempenhando um papel fundamental no atendimento à crescente demanda.
Mesmo assim, os projetos de energia renovável enfrentam desafios únicos nos EUA devido à capacidade limitada de transmissão. Mais de 2 terawatts de projetos energéticos em potencial – a maioria de fontes renováveis – aguardam aprovação para conexão à rede. Muitos nunca chegarão à operação comercial, já que, historicamente, a taxa de aprovação desses projetos gira em torno de 15%. Nos últimos anos, a velocidade de processamento dessas aprovações diminuiu, em parte devido à disponibilidade insuficiente de infraestrutura de transmissão: altos custos de atualização desencadeiam desistências de projetos, o que leva a novos estudos e atrasos nas decisões. A falta de transmissão afeta desproporcionalmente a expansão das fontes renováveis. Por exemplo, na PJM – operadora independente do sistema no Meio-Atlântico, que sustenta grande parte do crescimento dos data centers – um projeto solar normalmente precisa pagar US$ 100.000 por MW para atualizar redes locais e viabilizar a conexão à rede elétrica.
A disponibilidade de energia é um dos principais gargalos para a expansão dos data centers, mas há outros desafios. Os EUA não possuem uma cadeia de suprimentos doméstica para semicondutores, e a oferta pode ser ainda mais afetada por possíveis tarifas a partir de abril de 2025. Além disso, os data centers precisam de cabos de fibra óptica, água para resfriamento e geradores a diesel para energia de backup – todos esses elementos precisarão ser garantidos para que as construções continuem sem interrupções no país.
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