Nos últimos anos, a demanda crescente por potência computacional, devido à digitalização, automação e difusão da inteligência artificial, fez com que os centros de dados se tornassem uma das infraestruturas mais consumidoras de energia no mundo, já consumindo cerca de 2% da eletricidade global. Com a previsão de que a demanda dobre até 2027, os principais desafios são garantir um fornecimento de energia contínuo e confiável, ao mesmo tempo contendo custos e reduzindo o impacto ambiental para atingir os objetivos de sustentabilidade.
Neste cenário, a cogeração (CHP) destaca-se como uma solução estratégica e eficiente, capaz de produzir eletricidade e calor diretamente no local, com o calor sendo aproveitado para alimentar os sistemas de resfriamento dos centros de dados. Essa tecnologia não apenas reduz a dependência da rede elétrica, mas também melhora a confiabilidade energética, otimiza os custos operacionais e promove a sustentabilidade. Neste artigo examinaremos os benefícios, os desafios e as perspectivas futuras da cogeração e trigeração, tecnologias essenciais para atender às crescentes necessidades de energia e sustentabilidade no setor dos centros de dados.
O consumo de energia crescente dos centros de dados
Os centros de dados apresentaram um aumento significativo no consumo de energia nos últimos anos, principalmente devido ao aumento do tráfego de dados e à crescente digitalização das operações. Estima-se que, atualmente, eles consumam cerca de 2% da eletricidade global, com a previsão de que a demanda dobre até 2027. A demanda por energia para alimentar tais instalações está destinada a crescer ainda mais, com o setor que poderá consumir 9% da energia total nos Estados Unidos até 2030.
Dependendo do seu tamanho, um único centro de dados pode consumir até 100 MW de eletricidade ou mais. Cerca de 50% dessa energia é destinada ao resfriamento, essencial para manter uma temperatura estável abaixo de 25 graus Celsius e evitar o superaquecimento dos servidores. Os 50% restantes são repartidos entre a alimentação da infraestrutura de TI, que consome 37% da energia, a conversão da energia (10%) e a iluminação (3%), todas elas componentes cruciais para o funcionamento da instalação.
Desafios atuais dos centros de dados
O setor dos centros de dados está enfrentando desafios cada vez mais complexos relacionados ao aumento das cargas elétricas. O desenvolvimento contínuo das tecnologias digitais e a expansão de novas redes estão gerando uma pressão crescente sobre o consumo de energia, com um impacto significativo na demanda por espaço e potência computacional. Neste contexto, diversas tendências estão transformando rapidamente o cenário dos centros de dados, incluindo:
Digitalização global: à medida que a digitalização aumenta em todos os setores, todas as empresas e indivíduos estão se tornando cada vez mais conectados e dependentes dos serviços baseados em nuvem, com o consequente aumento do tráfego de dados e da necessidade de potência de cálculo. Isso leva a um crescimento rápido e contínuo da demanda por espaço e recursos nos centros de dados;
Automação e IoT (Internet das Coisas): a crescente automação dos processos industriais, corporativos e cotidianos por meio de dispositivos conectados está criando um fluxo constante de dados que os centros de dados precisam processar em tempo real. A IoT é um dos aspectos mais significativos dessa tendência, com bilhões de dispositivos conectados que exigem capacidade de cálculo e armazenamento;
Inteligência Artificial (IA): as tecnologias de IA exigem um processamento intensivo de dados, por necessitarem de enormes recursos computacionais para o treinamento dos modelos e o processamento em tempo real. Isso acarreta uma maior pressão sobre os centros de dados, que precisam ser cada vez mais potentes e eficientes para dar suporte a essas tecnologias avançadas;
Implementação do 5G: a implementação da rede 5G está acelerando ainda mais o tráfego de dados. As redes 5G oferecem velocidades de transferência significativamente mais rápidas do que as tecnologias anteriores, impulsionando o crescimento de aplicações que necessitam de largura de banda elevada, tais como streaming de vídeo de alta definição e a realidade aumentada e virtual. Isso leva a um aumento da demanda por capacidade de cálculo e armazenamento nos centros de dados;
Expansão da computação em nuvem e dos serviços sob demanda: a expansão da computação em nuvem e dos serviços sob demanda exige que os centros de dados gerenciem volumes enormes de dados e garantam aos usuários disponibilidade e acesso imediato às informações. O aumento dos aplicativos e serviços baseados em nuvem aumenta ulteriormente a pressão sobre as infraestruturas de energia dos centros de dados.
A cogeração como uma possível solução
A demanda crescente por energia nos centros de dados, um dos setores que mais consomem energia no mundo, está colocando as concessionárias de energia elétrica sob pressão, pois estão enfrentando dificuldades para atender a tal necessidade. Para evitar atrasos nos projetos ou atualizações de alto custo na rede, uma solução mais econômica e sustentável é investir em sistemas CHP (Combined Heat and Power), que podem operar em paralelo ou de maneira independente da rede. A cogeração não só responde à demanda crescente por energia elétrica, mas também permite que o calor seja recuperado para usos térmicos, reduzindo o consumo global. A trigeração é uma evolução disso: utiliza o calor recuperado para também produzir energia de resfriamento por meio de absorvedores, que usam o calor para gerar água fria. Dessa forma, uma única planta fornece eletricidade, calor e resfriamento de forma eficiente.
Esta tecnologia melhora a confiabilidade das operações e ajuda a reduzir os custos operacionais ao resolver os problemas relacionados com a rede elétrica, que muitas vezes não consegue atender às necessidades de potência de um centro de dados e fornecer uma alimentação segura e contínua. A cogeração, portanto, propõe-se como uma solução altamente eficiente, sustentável e de longo prazo para os centros de dados, que lidam com o aumento crescente da demanda por energia e buscam formas de otimizar seu consumo.
O interesse pelos sistemas de cogeração nos centros de dados está crescendo, graças a um contexto cada vez mais favorável. O aumento dos custos energéticos, o compromisso crescente com a sustentabilidade e o apoio dos incentivos regulatórios estão tornando essas soluções cada vez mais atraentes. Além disso, os avanços tecnológicos contínuos facilitam sua integração com as infraestruturas existentes, abrindo novas possibilidades para uma eficiência energética avançada. Por fim, os benefícios econômicos e ambientais comprovados oferecidos pela cogeração estão demonstrando como essa solução pode não apenas reduzir significativamente os custos operacionais, mas também contribuir para uma gestão energética responsável e de longo prazo.
As vantagens da cogeração e trigeração nos centros de dados
A adoção da cogeração e trigeração nos centros de dados oferece numerosas vantagens que favorecem a sustentabilidade, a eficiência energética e a confiabilidade operacional. Abaixo estão os principais benefícios:
Redução dos custos de energia: a implementação de sistemas CHP pode diminuir substancialmente os custos energéticos. A trigeração, ao aproveitar o calor residual para o resfriamento, reduz ainda mais a dependência dos sistemas elétricos de resfriamento, levando a uma economia significativa no consumo de energia. O retorno sobre o investimento (ROI) varia com base nos custos da energia e nos incentivos disponíveis em cada país: na Itália, por exemplo, pode ser alcançado em cerca de 2 anos; em outros países, é possível estimar um retorno em poucos anos, dependendo das condições locais;
Melhoria da confiabilidade e da segurança energética: os sistemas CHP fornecem um nível adicional de segurança energética, complementar aos sistemas de backup tradicionais (no-breaks e geradores a diesel). Durante as interrupções prolongadas da rede, a cogeração permite manter o centro de dados em funcionamento, reduzindo a carga nos geradores a diesel e conservando o combustível;
Flexibilidade e integração: os sistemas CHP podem ser projetados sob medida para atender às exigências específicas de cada centro de dados, com um tamanho e design que respondam às características únicas do local, garantindo assim uma integração perfeita com as infraestruturas existentes;
Regulamentações e incentivos para a eficiência energética: as regulamentações cada vez mais rigorosas de eficiência energética, juntamente com programas governamentais de incentivo, tais como o programa NYSERDA em Nova York, estão desempenhando um papel crucial na aceleração da adoção de sistemas de cogeração.
O compromisso crescente com a sustentabilidade
A adoção de sistemas CHP representa um passo importante rumo à sustentabilidade nos centros de dados, ajudando a reduzir o impacto ambiental e melhorar a eficiência energética. Os sistemas de cogeração, graças à sua elevada eficiência, que pode ultrapassar 90% nos sistemas alimentados a gás natural, reduzem significativamente o consumo de energia primária e as emissões de CO2. Isso não só permite que as empresas reduzam sua pegada de carbono, mas também oferece a oportunidade de ostentar credenciais "verdes", que são cada vez mais valorizadas no cenário global.
Em um contexto no qual a sustentabilidade se tornou uma prioridade estratégica, a adoção de soluções energéticas renováveis e de baixo impacto ambiental é vista como um fator-chave para atrair investidores e melhorar a reputação corporativa. Portanto, os sistemas CHP representam uma solução estratégica para as empresas que buscam melhorar sua eficiência energética e reduzir seu impacto ambiental, dando uma contribuição tangível ao combate às mudanças climáticas.
ECOMAX®: a solução de trigeração da AB
Neste contexto, a AB destaca-se como um fornecedor global de plantas modulares de cogeração projetadas especificamente para os centros de dados. As soluções propostas pela AB respondem à crescente necessidade de garantir grandes quantidades de energia elétrica com altos padrões de confiabilidade, fundamentais para o funcionamento contínuo dos centros de dados. Os sistemas modulares de cogeração da AB, projetados para operar tanto em paralelo com a rede quanto de forma totalmente autônoma, garantem continuidade operacional e máxima flexibilidade.
A solução ECOMAX® da AB, baseada na trigeração, permite a produção combinada de eletricidade, calor e resfriamento, aproveitando o calor residual para otimizar a eficiência global. Essa abordagem permite reduzir significativamente os custos energéticos, o consumo e o impacto ambiental, contribuindo para uma gestão mais sustentável das infraestruturas.
Projetadas especificamente para os centros de dados, as plantas ECOMAX® CHP e de geração no local oferecem soluções otimizadas para uma instalação e inicialização rápidas. Trata-se de sistemas padronizados, mas ao mesmo tempo modulares, escaláveis e personalizáveis, adequados para qualquer tipo de centro de dados e disponíveis nas versões tanto interna quanto externa. Partindo de um perfil energético anual de 8.760 horas, que corresponde ao funcionamento contínuo de um centro de dados 24 horas por dia, 7 dias por semana, a AB trabalha em estreita colaboração com os clientes para definir e otimizar a planta, garantindo máxima eficiência, confiabilidade e continuidade operacional ao longo do tempo.
Conclusão
Em um contexto no qual os centros de dados desempenham um papel cada vez mais crucial na economia digital global, a eficiência energética e a sustentabilidade estão se tornando elementos estratégicos imprescindíveis. As soluções de cogeração e trigeração oferecidas pela AB representam uma resposta concreta a esses desafios, conjugando confiabilidade operacional, consumo otimizado e impacto ambiental reduzido. Olhando para o futuro, a adoção de sistemas modulares de cogeração, como o ECOMAX®, não apenas melhora a resiliência energética das infraestruturas digitais, mas também contribui de maneira decisiva para o alcance dos objetivos de transição ecológica e competitividade energética de longo prazo.
