El segmento de la inteligencia artificial (IA) influye cada vez más en el consumo energético. Con el desarrollo de la IA, aumentan las necesidades tanto de capacidad de generación como de infraestructura de red. Un componente clave para la implementación de la IA es la estabilidad en el suministro de electricidad baja en carbono e, idealmente, sin emisión de carbono, algo que proporciona la energía nuclear. Así lo señala el informe de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) titulado “Energía e Inteligencia Artificial”.
En el modelo tecnológico actual, el procesamiento de información por parte de las máquinas está directamente relacionado con el uso de energía. Así, físicamente, un 1 o un 0 representa el paso o la ausencia de paso de energía. Los principios del aprendizaje automático también están vinculados a la energía. Por ejemplo, en el sistema de Hopfield, ganador del premio Nobel por sus descubrimientos e inventos fundamentales en el ámbito del machine learning, los valores de referencia se programan de modo que la energía sea mínima, una especie de “valle” hacia el que tiende el sistema durante el aprendizaje.
Hasta hoy, los avances técnicos, junto con la reducción de los costos de cálculo y la disponibilidad de enormes volúmenes de datos, han impulsado tanto el desarrollo de la IA que ha pasado de ser una actividad científica a convertirse en una industria que influye en los procesos de producción, la vida cotidiana, la política, el arte y también en el sector energético.
El informe señala que es difícil determinar con precisión la proporción de IA en la carga total de los centros de datos (data centers), ya que estos no sólo se dedican al trabajo con IA. Por otro lado, la IA no opera exclusivamente en centros de datos. En cualquier caso, el término “centro de datos” se utiliza en el informe.
Según datos de la AIE, en 2024 los centros de datos representaron alrededor del 1,5% del consumo mundial de electricidad, es decir, 415 TWh. La mayor participación dentro del segmento la tuvieron Estados Unidos (45%), seguido por China (25%) y Europa (15%).
En promedio, el crecimiento del consumo eléctrico de los centros de datos se aceleró del 3% anual en el período de 2005 a 2015, al 10% anual entre 2015 y 2024. Desde 2017, el consumo mundial de electricidad de los centros de datos ha aumentado en promedio alrededor del 12% por año, más de cuatro veces más rápido que el crecimiento del consumo eléctrico total. En China, el crecimiento medio anual entre 2015 y 2024 fue del 15%, y en EE.UU., del 12%.
En los países en desarrollo, donde el consumo de energía crece en distintos sectores de la economía, los centros de datos representan aproximadamente el 5% del crecimiento total. En los países donde el consumo eléctrico se ha mantenido prácticamente estable durante mucho tiempo, los centros de datos representan alrededor del 20% del crecimiento.
Sin embargo, cabe señalar que, a nivel global, el segmento de centros de datos no es el consumidor de electricidad con mayor crecimiento. Según la AIE, este segmento queda por detrás de la industria pesada y otras industrias, así como de los sectores de electrodomésticos, climatización, calefacción de espacios y agua, y transporte eléctrico. No obstante, a nivel local, la conexión de centros de datos puede generar problemas relacionados con la capacidad de generación disponible y la capacidad de transmisión de las redes eléctricas.
La AIE presentó cuatro escenarios de previsión sobre el consumo energético de los centros de datos para el año 2030. En el escenario base, el consumo de electricidad más que se duplicará respecto al nivel actual, alcanzando los 945 TWh. Como se señala en el informe, esto es un poco más que el consumo energético actual de Japón.
En el escenario “Despegue”, el consumo superará los 1260 TWh para 2030.
En el escenario de “Alta eficiencia”, gracias a medidas de ahorro energético, el consumo será de aproximadamente 800 TWh. En el escenario “Viento en contra”, se estima un consumo cercano a 670 TWh. Los expertos de la AIE también realizaron una proyección hasta 2035, pero la incertidumbre resultó tan alta que las estimaciones, según el escenario, oscilan entre 700 TWh y 1720 TWh.
Los sectores industriales que utilizan IA reducen su consumo de energía al mejorar los procesos de producción. “La digitalización y automatización de la industria del futuro seguirá creciendo de forma continua; los países y empresas que lideren la integración de la IA en los procesos productivos tomarán la delantera. El uso de la IA puede acelerar el desarrollo de productos, reducir costos y mejorar su calidad. Una amplia adopción de la IA para optimizar procesos industriales podría generar un ahorro energético superior al consumo total de energía actual de México”, indica el informe. Se trata de un nivel de aproximadamente 8 EJ (exajulios) para 2035, es decir, más de 222 TWh.
De este modo, el ahorro de energía gracias al uso de la IA puede reducir parcialmente el crecimiento total de la demanda energética. También contribuyen a esta reducción las mejoras en la eficiencia energética de los servidores y de los sistemas de refrigeración en los centros de datos.
El 30 % de las necesidades energéticas de los centros de datos en el mundo son cubiertas por centrales eléctricas de carbón
En términos de consumo de energía, los centros de datos son comparables con plantas metalúrgicas, incluidas aquellas altamente intensivas como las de aluminio. Además, los centros de datos representan un segmento de consumo eléctrico que crece rápidamente y adquiere cada vez más importancia. Por ello, surge la pregunta de cómo garantizar de manera confiable su suministro de energía. Los factores clave para la ubicación de un centro de datos son fuentes de energía confiables, precios competitivos de electricidad y suficiente capacidad de transmisión en la red.
Una capacidad de generación suficiente es un factor clave a la hora de decidir construir un centro de datos. Según el informe, el 30 % de las necesidades energéticas de los centros de datos a nivel mundial se satisfacen mediante centrales eléctricas de carbón. Le siguen las fuentes renovables (27 %), el gas (26 %) y la energía nuclear (15 %). Después de 2030, la proporción de generación a partir de carbón disminuirá ligeramente en el suministro energético de los centros de datos, la del gas se mantendrá en el mismo nivel, mientras que las proporciones de generación renovable y nuclear aumentarán.
Las redes eléctricas, según se señala en el informe, representan un problema para muchas regiones: “La conexión a las redes eléctricas, tanto para las empresas generadoras como para los consumidores, incluidos los centros de datos, requiere mucho tiempo y conlleva ciertas dificultades. La construcción de nuevas líneas de transmisión en los países con economías desarrolladas puede tardar entre cuatro y ocho años, y el tiempo de espera para la entrega de componentes clave de la red eléctrica, como transformadores y cables, se ha duplicado en los últimos tres años”.
El objetivo de garantizar un suministro eléctrico lo más confiable posible y poder gestionarlo de forma independiente lleva a la creación de alianzas entre empresas tecnológicas y energéticas. Así, en Estados Unidos, varios grandes operadores de centros de datos han anunciado asociaciones con compañías generadoras y comercializadoras de energía que están construyendo nuevas instalaciones de generación a gas.
Acuerdos similares fueron firmados en 2024 por grandes empresas tecnológicas estadounidenses con centrales nucleares. Por ejemplo, en septiembre, Oracle anunció que planea utilizar tres reactores modulares pequeños para un centro de datos con una capacidad de 1 GW. A mediados de octubre, Amazon firmó un acuerdo con Energy Northwest para construir en el estado de Washington (EE.UU.) cuatro unidades avanzadas con una capacidad de 320 MW, con posibilidad de ampliación hasta 960 MW. El proveedor de la tecnología es X-energy, empresa en la que Amazon también invierte. La puesta en marcha está prevista para principios de la década de 2030. Además, Amazon está trabajando con Dominion Energy en un proyecto para construir una unidad de 300 MW. Por su parte, Google firmó en ese mismo período un acuerdo para comprar energía de los futuros reactores modulares pequeños de Kairos Power. Kairos planea construir un parque de 500 MW para 2035. La empresa está desarrollando un reactor de demostración llamado Hermes, basado en sales fundidas, en Oak Ridge (Tennessee), con puesta en marcha prevista para 2027. El siguiente paso será la construcción de una central con dos unidades. “Los planes anunciados hasta la fecha para la construcción de generación nuclear de pequeña escala destinada a abastecer centros de datos contemplan la instalación de hasta 25 GW de capacidad en todo el mundo, aunque casi todos estos proyectos se concentran en Estados Unidos y se encuentran en diferentes etapas de desarrollo y definición. Se espera que los primeros proyectos no entren en operación antes de finales de esta década”, señala el informe.
Muchas empresas tecnológicas y grandes operadores de centros de datos tienen como objetivo reducir las emisiones y utilizar energía limpia, por lo que compran electricidad de fuentes renovables, según indica el informe. Sin embargo, con frecuencia se trata de acuerdos financieros, lo que significa que en la práctica las necesidades físicas de electricidad se cubren con otras fuentes, como el gas natural o el carbón. No obstante, algunas empresas tecnológicas buscan una reducción real de emisiones. Por ejemplo, Google y Microsoft firman contratos de suministro eléctrico con fuentes de baja huella de carbono: hidroeléctricas, centrales nucleares, plantas de energía geotérmica y centrales de gas natural con sistemas de captura de CO2. En septiembre de 2024, Microsoft y Constellation Energy firmaron un contrato de 20 años que contempla la reactivación del reactor nº 1 de la central nuclear de Three Mile Island.
Al evaluar las perspectivas del suministro energético de centros de datos mediante centrales nucleares, los autores del informe de la AIE ponen especial atención en las centrales nucleares de pequeña escala. Sin embargo, no solo debe mencionarse la reactivación del reactor en Three Mile Island, sino también el contrato entre Amazon Web Services y Talen Energy para el suministro de 960 MW de capacidad desde la central nuclear de Susquehanna, compuesta por dos reactores de 1257 MW cada uno. Además, en mayo, Google anunció su colaboración con Elementl Power en tres proyectos en el ámbito de la energía nuclear, impulsada por el fuerte aumento del consumo energético de los proyectos de inteligencia artificial. Google aportará capital para la ejecución de estos proyectos. Se prevé que cada uno tenga una capacidad de 600 MW, lo que, según la clasificación del OIEA, corresponde a proyectos de potencia media. Estos ejemplos muestran que, para conectar centros de datos dedicados a la IA en Estados Unidos —y aún más en otros países—, pueden utilizarse centrales nucleares de diferentes niveles de potencia.
En Rusia, la combinación “centro de datos – central nuclear” ya está bien establecida. En septiembre de 2019 se puso en funcionamiento el centro de datos Kalininskiy, ubicado junto a la central nuclear de Kalininskaya, que le suministra electricidad. Desde entonces, Rosatom ha estado desarrollando su propia red geodistribuida de centros de datos, que actualmente se encuentra entre las tres principales de Rusia por capacidad instalada. Además, la Corporación Estatal coopera con organizaciones que desarrollan inteligencia artificial en el país.
Paralelamente, Rosatom diseña, construye y adapta centrales nucleares pequeñas, medianas y grandes para todo tipo de proyectos, y todas ellas pueden utilizarse para suministrar energía a centros de datos. Gracias a su experiencia acumulada, los expertos nucleares rusos pueden ofrecer a potenciales clientes, tanto en Rusia como en el extranjero, soluciones integrales para la creación y el suministro energético de centros de datos mediante centrales nucleares de diferentes capacidades.
En Rusia, la combinación “centro de datos – central nuclear” ya está bien establecida: desde 2019 está en funcionamiento el centro de datos Kalininskiy, ubicado junto a la central nuclear Kalininskaya.
