L’intelligenza artificiale non farà che aumentare l’intensità energetica dei data center nel breve termine. La domanda di energia elettrica associata ai centri dati è cresciuta a un tasso medio annuo del 14% tra il 2010 e il 2023, a fronte di una crescita della domanda globale di energia elettrica del 2,5% all’anno nello stesso periodo.
“L’addestramento dei modelli di IA sarà probabilmente sei volte più dispendioso in termini di energia rispetto ai carichi di lavoro tradizionali, a causa dell’enorme quantità di dati coinvolti. Per paura di rimanere indietro nella prossima frontiera dello sviluppo tecnologico, i più grandi proprietari e operatori di data center, detti “hyperscaler”, come Google, Microsoft, Amazon, Meta, Apple, Alibaba e altri, si stanno preparando a spendere miliardi di dollari per aggiungere capacità di alimentazione IT, cruciale per aumentare la loro abilità di addestrare e sviluppare modelli di AI. La società di ricerca SemiAnalsyis stima che la capacità di alimentazione IT critica crescerà da 49GW nel 2023 a 96GW entro il 2026. I carichi di lavoro dell’IA costituiranno l’85% di questa crescita. Non solo l’intensità energetica associata ai data center aumenterà, ma anche il tasso di costruzione dei data center.
In questo conteso, ecco di seguito la view di Mark Lacey, Head of Thematic Equities di Schroders e gestore del fondo Schroder ISF Global Energy Transition.
Implicazioni per la domanda di elettricità
Le stime iniziali della domanda di energia elettrica determinata dall’IA oscillano tra i 300 e i 500TWh nel 2027 e tra i 900 e i 1.000TWh nel 2030, pari al 2% della domanda incrementale nel 2027 e il 4% della domanda incrementale nel 2030. Anche se questi numeri non sembrano significativi, ci sono una serie di fattori che vale la pena considerare: l’attuale e probabile concentrazione dei data center; gli obiettivi di sostenibilità degli hyperscaler e le relative ramificazioni sulle fonti energetiche; l’ampliamento di capacità di generazione e trasmissione di energia elettrica necessarie; i colli di bottiglia in termini di crescita. L’IA rappresenta uno dei diversi fattori di domanda di energia elettrica che mettono a dura prova la capacità di generazione supplementare.
Grafico 1: Aumento previsto della domanda globale di elettricità entro il 2040 (TWh)
Fonte: Schroders, BNEF, IEA – April 2024.
Concentrazione geografica dei data center
Gli Stati Uniti rappresentano il 51% della base installata di capacità di data center, mentre nessun altro Paese detiene una quota superiore al 5%. In parte ciò è legato alla disponibilità di energia relativamente stabile, economica e a basse emissioni. Gli Stati Uniti hanno un costo competitivo dell’elettricità per le imprese, e un mix energetico relativamente verde, con il gas che rappresenta il 40% della produzione, le energie rinnovabili il 20%, il nucleare il 18% e il carbone il 16%. In confronto, nel 2022 la Cina ha prodotto il 60% dell’elettricità dal carbone, il 30% dalle rinnovabili, il 5% dal nucleare e il 3% dal gas. Gli USA inoltre godono anche di una posizione di sicurezza e indipendenza energetica: sono esportatori netti di gas naturale, in netto contrasto con i Paesi europei e dell’Asia orientale. Pertanto, gli USA dovrebbero continuare a godere del loro status di luogo preferito per i data center nella prossima ondata di costruzione di centri dati per l’IA, incentrata sulla formazione e sull’addestramento dei modelli di intelligenza artificiale.
In questa fase, la priorità è di trovare luoghi che possano garantire una fornitura stabile di elettricità a basso costo e a bassa emissione di carbonio. Il profilo della domanda di energia dei data center di IA e gli impegni di sostenibilità degli hyperscaler sottolineano la necessità di incrementare sia le fonti di energia rinnovabile facili da scalare come l’eolico e il solare, che sono di natura intermittente anche in combinazione con l’uso di batterie, sia l’energia di base. In un mondo ideale, quest’ultima sarebbe costituita da energia idroelettrica e nucleare; tuttavia, dati i vincoli geografici alla diffusione dell’energia idroelettrica e i lunghi tempi di realizzazione, i costi elevati e la disapprovazione dell’opinione pubblica associati al nucleare, saranno necessari i combustibili fossili tradizionali. La fonte più ovvia di energia per il carico di base è il gas. Per riuscire a soddisfare le stime sulla capacità dei data center e sulla domanda di elettricità, sarà necessario un aumento significativo della capacità di generazione e trasmissione di energia. Per prima cosa, la generazione di energia. Se adottiamo una visione globale e ipotizziamo che il 65% della capacità incrementale sia fornita da energia solare ed eolica, allora è necessario aggiungere circa 250 GW di capacità rinnovabile incrementale entro il 2030.
Sam Altman, CEO di OpenAI, ha descritto l’approvvigionamento di energia come la “parte più difficile” nel soddisfare la domanda di calcolo dell’IA. Oggi esistono diversi colli di bottiglia. In primo luogo, l’attuale espansione dei data center sta già avendo un impatto negativo sulle reti elettriche, inducendo gli operatori a sospendere le nuove aggiunte. In secondo luogo, scalare le catene di fornitura per soddisfare le ambizioni degli hyperscaler si sta rivelando una sfida. In terzo luogo, l’aggiunta di capacità incrementale di generazione di energia rinnovabile sta diventando un processo sempre più lungo a causa delle crescenti code di connessione alla rete. In risposta a questi problemi, gli hyperscaler stanno pensando a soluzioni alternative. Amazon ha recentemente annunciato l’acquisto del campus di data center Cumulus da 960 MW in Pennsylvania per 650 milioni di dollari. La struttura è alimentata da una vicina centrale nucleare da 2,5GW e rappresenta una possibile via per il futuro sviluppo di data center che si basano su fonti di energia vincolate e non collegate alla rete.
Chi beneficia dell’aumento di domanda di elettricità
Per beneficiare della crescita della domanda di elettricità, preferiamo investire in società leader del settore con bilanci sani e management che dà priorità ai profitti e alla crescita del free cash flow per azione. Gli sviluppatori di energie rinnovabili con un’esposizione sostanziale agli Stati Uniti, come EDPR (il 42% dei ricavi del 2023 è stato generato negli Stati Uniti), dovrebbero beneficiare dell’aumento della capacità di produzione di energia elettrica e dei prezzi più elevati per stimolare l’attività. Scendendo di un gradino nella catena del valore, i fornitori di impianti di produzione di energia rinnovabile e di attrezzature ausiliarie, orientati verso i progetti statunitensi su scala pubblica, come Vestas, First Solar e Array, sono tutti in grado di trarre vantaggio. Per massimizzare l’utilità della generazione di energia pulita, le soluzioni a batteria alimentate da celle di Samsung SDI e CATL (tensioni geopolitiche permettendo), dovrebbero registrare un aumento della domanda. Infine, anche aziende come Nexans, i cui cavi vengono utilizzati per collegare i parchi eolici offshore alla costa e per l’espansione delle reti di distribuzione dell’energia, potranno beneficiare della crescita secolare della capacità dei data center.
