Centros de dados e a rede elétrica dos EUA: contas e emissões até 2030

Durante quase vinte anos, a procura de eletricidade nos EUA manteve-se praticamente estável. As empresas de serviços públicos organizaram-se com base nessa previsibilidade e aumentos significativos das tarifas eram relativamente pouco frequentes.

Independentemente do que se passava na economia, o sistema elétrico funcionava de forma fiável - tão estável que chegava a parecer aborrecido.

Nos últimos dois anos, porém, algo mudou. Uma nova análise ajuda agora a perceber o que essa viragem poderá significar para o futuro da rede elétrica dos EUA.

Consoante o local onde vive, a sua fatura de eletricidade poderá subir cerca de 10 por cento - ou aumentar em mais de metade - até 2030.

A diferença resume-se, em grande medida, a uma pergunta: quantos edifícios de servidores estão a ser construídos na sua região.

A procura de energia nos EUA muda de rumo

A rutura foi impulsionada sobretudo por duas atividades: centros de dados e mineração de criptomoedas - operações de computação em escala industrial que consomem eletricidade de forma contínua, 24 horas por dia.

Jeremiah Johnson, professor associado de engenharia civil, de construção e ambiental na Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC State), liderou a investigação.

Johnson e uma equipa de quatro universidades procuraram perceber o que a vaga de centros de dados poderá representar, na prática, para as faturas de eletricidade de todos os outros consumidores.

Acompanhar a subida do consumo elétrico

A equipa aplicou um modelo de otimização de sistemas energéticos - uma ferramenta que procura a forma legal mais barata de manter o abastecimento elétrico.

O estudo dividiu o país em 26 regiões da rede e acompanhou, hora a hora, a oferta e a procura até 2030, incluindo que novas centrais seriam construídas, em que locais e com que intensidade de operação.

Entre os dados de entrada estavam as regras climáticas em vigor, limites de transmissão, meteorologia regional e custos de combustíveis incertos. Assim, foi possível comparar vários futuros em paralelo e medir o efeito de cada um nas faturas e nas emissões.

As faturas disparam nas zonas com muitos centros de dados

À escala nacional, os custos da eletricidade poderão ficar cerca de 6 a 29 por cento mais elevados até 2030, dependendo do cenário. Em zonas de maior concentração, o aumento poderá chegar a 57 por cento.

Um estudo recente projeta que o consumo elétrico dos centros de dados nos EUA praticamente duplique até 2030, sendo que a inteligência artificial será responsável por quase metade do crescimento da procura interna de eletricidade.

Cerca de dez estados enfrentam os impactos mais severos. A Virgínia surge em primeiro lugar, devido à elevada concentração já existente de instalações de servidores. A maioria dos restantes estados mais afetados agrupa-se no Médio Atlântico e no Vale do Ohio, com o Oeste do Texas como a única entrada fora desse eixo.

Isto não é uma questão de acaso geográfico. Estas áreas têm aglomerados intensivos de servidores ou partilham linhas de transmissão - a rede de cabos e subestações que transporta eletricidade entre estados.

Quando um único cliente consome tanta eletricidade quanto uma cidade pequena, todos os utilizadores ligados a essa infraestrutura acabam por sentir o impacto nos preços.

Centros de dados reativam a procura de carvão

No modelo, o Norte da Virgínia oferece um dos retratos mais inesperados. A simulação indica que as centrais a carvão na região poderiam operar com maior intensidade para responder ao aumento da procura associado aos servidores.

O Texas segue a via oposta, apoiando-se quase totalmente no gás natural. No conjunto da rede elétrica, ambos os combustíveis acabam por ganhar espaço.

Este cenário empurra a tendência climática na direção errada. Um estudo separado concluiu que o setor elétrico dos EUA reduziu as suas emissões de dióxido de carbono em quase um terço entre 2005 e 2017, sobretudo por via do encerramento de centrais a carvão e da expansão das energias renováveis.

Só até 2030, os centros de dados poderão anular uma parte significativa desse progresso.

As emissões sobem com o crescimento da IA

As emissões de carbono do setor elétrico poderão aumentar até 28 por cento nos próximos três anos e meio, em comparação com um futuro sem crescimento de centros de dados.

Grande parte dessa subida resulta de centrais a carvão e a gás a funcionarem com maior carga.

“O setor elétrico tem feito progressos na redução das emissões de carbono nos últimos 20 anos, mas o aumento da procura vai, essencialmente, apagar grande parte desse progresso”, afirmou Johnson.

Como o gás altera o cenário

Os preços dos combustíveis têm um peso determinante nos resultados. A conclusão do modelo depende fortemente do custo do gás natural até 2030. E a relação entre preços e emissões também contraria o que seria intuitivo.

Em condições normais, gás barato tende a reduzir emissões porque substitui o carvão. Com centros de dados na equação, o raciocínio inverte-se.

Com gás barato, mais gás é direcionado para alimentar novos servidores, o que mantém as centrais a carvão em funcionamento e faz crescer o impacto carbónico.

Quando o gás é caro, acontece o contrário: mais renováveis preenchem a lacuna e o dano climático diminui.

Uma estimativa independente coloca, só a mineração de criptomoedas, algures entre um meio e dois por cento do total do consumo de eletricidade nos EUA em 2023.

Distribuir a expansão dos centros de dados

A geografia traz um pequeno sinal positivo. Segundo o modelo, espalhar os novos centros de dados por mais estados reduziria os picos de preços regionais mais extremos.

As médias nacionais quase não se alteram. As faturas aumentam de qualquer forma, apenas de modo menos desigual.

A equipa concluiu ainda que a reposição de incentivos federais às energias renováveis ajudaria a moderar tanto os custos como as emissões, ao orientar a nova construção para a eólica e a solar, em vez do gás e do carvão.

Decisões que definem os custos da eletricidade

Até este trabalho, ninguém tinha reunido uma visão nacional, hora a hora, sobre o que o boom dos centros de dados provoca simultaneamente nas faturas das famílias e nas emissões climáticas.

A resposta é simples: os preços sobem em todo o lado, com aumentos acentuados em cerca de dez estados, e duas décadas de progresso climático no setor elétrico ficam parcialmente revertidas.

“O público e os decisores políticos precisam de estar conscientes destes desafios de curto prazo - 2030 está a menos de quatro anos”, disse Johnson.

Reguladores do setor, legisladores estaduais e operadores da rede terão de decidir onde ligar novos servidores, que tipo de centrais os alimentam e quem fica com a fatura.

Essas escolhas terão efeitos muito para além do perímetro de qualquer centro de dados.