Negli ultimi anni, l'aumento della domanda di potenza di calcolo, dovuto alla digitalizzazione, automazione e diffusione dell'intelligenza artificiale, ha reso i data center tra le infrastrutture più energivore al mondo, consumando già circa il 2% dell'elettricità globale. Con previsioni di raddoppio della domanda entro il 2027, le sfide principali sono garantire un'alimentazione energetica continua e affidabile, contenendo allo stesso tempo i costi e riducendo l'impatto ambientale per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.
In questo scenario, la cogenerazione (CHP) emerge come una soluzione strategica ed efficiente, capace di produrre elettricità e calore direttamente in loco, sfruttando quest’ultimo per alimentare i sistemi di raffreddamento dei data center. Questa tecnologia non solo riduce la dipendenza dalla rete elettrica, ma migliora anche l'affidabilità energetica, ottimizza i costi operativi e favorisce la sostenibilità. In questo articolo, esamineremo i benefici, le sfide e le prospettive future di cogenerazione e trigenerazione, tecnologie chiave per affrontare le crescenti esigenze energetiche e di sostenibilità nel settore dei data center.
Il crescente consumo energetico dei data center
I data center hanno visto un incremento significativo del loro consumo energetico negli ultimi anni, principalmente a causa dell'aumento del traffico dati e della crescente digitalizzazione delle attività. Si stima che attualmente consumino circa il 2% dell'elettricità globale, con previsioni di raddoppio della domanda entro il 2027. La domanda di energia per alimentare questi impianti è destinata a crescere ulteriormente, con il settore che potrebbe arrivare a consumare il 9% dell'energia totale negli Stati Uniti entro il 2030.
A seconda delle dimensioni, un singolo data center può arrivare a consumare fino a 100 MW di elettricità o anche più. Di questa energia, circa il 50% viene destinato al raffreddamento, essenziale per mantenere una temperatura stabile sotto i 25 gradi Celsius e prevenire il surriscaldamento dei server. Il restante 50% è suddiviso tra l'alimentazione dell'infrastruttura IT, che assorbe il 37% dell'energia, la conversione dell'energia (10%) e l'illuminazione (3%), tutti componenti cruciali per il funzionamento dell'impianto.
Le sfide attuali dei data center
Il settore dei data center sta affrontando sfide sempre più complesse, legate all'aumento dei carichi elettrici. Il continuo sviluppo delle tecnologie digitali e l'espansione di nuove reti stanno generando una pressione crescente sui consumi energetici, con un impatto significativo sulla domanda di spazio e potenza di calcolo. In questo contesto, diversi trend stanno trasformando rapidamente il panorama dei data center, tra cui:
Digitalizzazione globale: con l'aumento della digitalizzazione in tutti i settori, ogni azienda e individuo diventa sempre più connesso e dipendente dai servizi basati sul cloud, aumentando il traffico di dati e la necessità di capacità di calcolo. Questo porta a una crescita continua e rapida nella domanda di spazio e risorse nei data center;
Automazione e IoT (Internet delle cose): la crescente automazione dei processi industriali, aziendali e quotidiani tramite dispositivi connessi sta creando un flusso costante di dati che i data center devono elaborare in tempo reale. L’IoT è uno degli aspetti più significativi di questa tendenza, con miliardi di dispositivi connessi che richiedono capacità di calcolo e archiviazione;
Intelligenza artificiale (AI): le tecnologie di AI richiedono un'elaborazione intensiva dei dati, poiché necessitano di enormi risorse computazionali per l'addestramento dei modelli e l'elaborazione in tempo reale. Ciò implica un carico maggiore sui data center, che devono essere sempre più potenti ed efficienti per supportare queste tecnologie avanzate;
Diffusione del 5G: l'introduzione della rete 5G sta accelerando ulteriormente il traffico dei dati. Le reti 5G offrono velocità di trasferimento significativamente superiori rispetto alle tecnologie precedenti, alimentando la crescita di applicazioni che richiedono larghezza di banda elevata, come streaming video ad alta definizione e realtà aumentata e virtuale. Questo porta a un aumento della domanda di calcolo e archiviazione nei data center;
Espansione del cloud computing e dei servizi on-demand: l'espansione del cloud computing e dei servizi on-demand richiede ai data center di gestire enormi volumi di dati e di garantire la disponibilità e l'accesso immediato alle informazioni da parte degli utenti. L'aumento delle applicazioni e dei servizi basati sul cloud impone un'ulteriore pressione sulle infrastrutture energetiche dei data center.
La cogenerazione come possibile soluzione
La crescente domanda di energia nei data center, tra le industrie più energivore a livello globale, sta mettendo sotto pressione le utility elettriche, che faticano a soddisfare tale richiesta. Per evitare ritardi nei progetti o costosi aggiornamenti alla rete, una soluzione più economica e sostenibile risiede nell’investire in sistemi CHP (Combined Heat and Power), che possono operare in parallelo o indipendentemente dalla rete. La cogenerazione non solo risponde alla crescente domanda di energia elettrica, ma consente anche di recuperare il calore per usi termici, riducendo i consumi complessivi. La trigenerazione ne è un’evoluzione: utilizza il calore recuperato anche per produrre energia frigorifera tramite assorbitori, che utilizzano il calore per generare acqua fredda. In questo modo, un solo impianto fornisce elettricità, calore e raffreddamento in modo efficiente.
Questa tecnologia migliora l'affidabilità delle operazioni e contribuisce a ridurre i costi operativi, risolvendo le problematiche legate alla rete elettrica, che spesso non è in grado di soddisfare la potenza richiesta da un data center e di fornire un'alimentazione sicura e continua. La cogenerazione, quindi, si propone come una soluzione altamente efficiente, sostenibile e a lungo termine per i data center, che affrontano la crescente domanda di potenza e l'esigenza di ottimizzare l'uso dell'energia.
L’interesse verso i sistemi di cogenerazione nei data center è in crescita, grazie a un contesto sempre più favorevole. L’aumento dei costi energetici, la crescente attenzione alla sostenibilità e il supporto degli incentivi normativi stanno rendendo queste soluzioni sempre più attraenti. Inoltre, i continui progressi tecnologici ne facilitano l’integrazione con le infrastrutture esistenti, aprendo nuove possibilità per un’efficienza energetica avanzata. Infine, i comprovati benefici economici e ambientali offerti dalla cogenerazione stanno dimostrando come questa soluzione possa non solo ridurre significativamente i costi operativi, ma anche contribuire a una gestione energetica responsabile e a lungo termine.
I vantaggi di cogenerazione e trigenerazione nei data center
L'adozione della cogenerazione e trigenerazione nei data center offre numerosi vantaggi che vanno a favore della sostenibilità, dell'efficienza energetica e dell'affidabilità operativa. Di seguito, i principali benefici:
Riduzione dei costi energetici: l'implementazione di sistemi CHP può ridurre significativamente i costi energetici. La trigenerazione, sfruttando il calore di scarto per il raffreddamento, riduce ulteriormente la dipendenza dai sistemi di raffreddamento elettrici, portando a risparmi significativi sui consumi. Il ritorno sull’investimento (ROI) varia in base al costo dell’energia e agli incentivi disponibili in ciascun Paese: in Italia, ad esempio, può avvenire in circa 2 anni; in altri Paesi, si può stimare un rientro nell’arco di pochi anni, a seconda delle condizioni locali;
Miglioramento dell'affidabilità e della sicurezza energetica: i sistemi CHP forniscono un ulteriore livello di sicurezza energetica, complementare ai sistemi di backup tradizionali (UPS e generatori diesel). Durante le interruzioni prolungate della rete, la cogenerazione consente di mantenere in funzione il data center, riducendo il carico sui generatori diesel e conservando il carburante;
Flessibilità e integrazione: i sistemi CHP possono essere progettati su misura per soddisfare le esigenze specifiche di ciascun data center, con una dimensione e una progettazione che rispondono alle caratteristiche uniche del sito, garantendo così una perfetta integrazione con le infrastrutture esistenti;
Normative e incentivi per l'efficienza energetica: le normative sempre più rigide sull'efficienza energetica, insieme a programmi di incentivazione governativi come il programma NYSERDA a New York, stanno giocando un ruolo cruciale nell’accelerare l'adozione di sistemi di cogenerazione.
L’attenzione crescente verso la sostenibilità
L'adozione di sistemi CHP rappresenta un importante passo verso la sostenibilità nei data center, contribuendo a ridurre l'impatto ambientale e a migliorare l'efficienza energetica. I sistemi CHP, grazie alla loro elevata efficienza, che può superare il 90% nei sistemi a gas naturale, riducono significativamente il consumo di energia primaria e le emissioni di CO2. Questo non solo permette alle aziende di ridurre la loro impronta ecologica, ma offre anche l'opportunità di vantare credenziali "verdi", sempre più valorizzate nel panorama globale.
In un contesto in cui la sostenibilità è diventata una priorità strategica, l'adozione di soluzioni energetiche rinnovabili e a basso impatto ambientale è vista come un fattore chiave per attrarre investitori e migliorare la reputazione aziendale. Pertanto, i sistemi CHP rappresentano una soluzione strategica per le aziende che puntano a migliorare la loro efficienza energetica e a ridurre l'impatto ambientale, contribuendo in modo tangibile alla lotta contro il cambiamento climatico.
ECOMAX®: la soluzione di trigenerazione di AB
In questo contesto, AB si distingue come un fornitore globale di impianti modulari di cogenerazione progettati appositamente per i data center. Le soluzioni proposte da AB rispondono alla crescente necessità di garantire grandi quantità di energia elettrica con elevati standard di affidabilità, fondamentali per il funzionamento continuo dei data center. I sistemi modulari CHP di AB, progettati per operare sia in parallelo con la rete sia in totale autonomia, garantiscono continuità operativa e massima flessibilità.
La soluzione ECOMAX® di AB, basata sulla trigenerazione, consente la produzione combinata di elettricità, calore e raffreddamento, sfruttando il calore di scarto per ottimizzare l’efficienza complessiva. Questo approccio permette di ridurre significativamente i costi energetici, i consumi e l’impatto ambientale, contribuendo a una gestione più sostenibile delle infrastrutture.
Progettati appositamente per i data center, gli impianti ECOMAX® CHP e di generazione in sito offrono soluzioni ottimizzate per un’installazione e un avvio rapidi. Si tratta di sistemi standardizzati, ma al contempo modulari, scalabili e personalizzabili, adatti a qualsiasi tipo di data center e disponibili sia in versione indoor che outdoor. Partendo da un profilo energetico annuo di 8.760 ore, che corrisponde al funzionamento continuo di un data center 24 ore su 24, 7 giorni su 7, AB affianca i clienti nella definizione e nell’ottimizzazione dell’impianto, garantendo massima efficienza, affidabilità e continuità operativa nel tempo.
Conclusione
In un contesto in cui i data center giocano un ruolo sempre più cruciale nell’economia digitale globale, l’efficienza e la sostenibilità energetica diventano elementi strategici imprescindibili. Le soluzioni di cogenerazione e trigenerazione proposte da AB rappresentano una risposta concreta a queste sfide, coniugando affidabilità operativa, ottimizzazione dei consumi e riduzione dell’impatto ambientale. Guardando al futuro, l’adozione di sistemi CHP modulari come ECOMAX® non solo migliora la resilienza energetica delle infrastrutture digitali, ma contribuisce in modo decisivo al raggiungimento degli obiettivi di transizione ecologica e competitività energetica nel lungo periodo.
