El mundo consume alrededor de 74 a 80 TWh al día (74 millones de MWh), de los cuales el 37% es utilizado por la industria; la parte residencial consume el 27%, el sector comercial y de servicios el 22%, el transporte el 3% y los centros de datos (incluida la inteligencia artificial, IA) el 2%.

Los centros de datos son esenciales para la operación de empresas modernas, instituciones públicas y proveedores de servicios tecnológicos. Sus aplicaciones abarcan desde el almacenamiento seguro de información hasta el soporte de servicios avanzados como la inteligencia artificial, la nube y el internet, convirtiéndose en un pilar fundamental para la transformación digital en México y en el mundo.

Los centros de datos han adquirido gran relevancia en la vida moderna. Esto ha ocasionado una alta dependencia de la electricidad y está empezando a generar distorsiones hacia el futuro, ya que los sistemas de generación no se están adaptando a los cambios continuos de la creciente demanda mundial. Se estima que, para 2030, los centros de datos podrían llegar a consumir entre el 4% y el 5% de la electricidad a nivel global, y para 2050, entre el 20% y el 30%. Esto obedece a la clara tendencia de crecimiento exponencial de la inteligencia artificial (IA) y la digitalización global, que incrementarán drásticamente el consumo de electricidad en las próximas décadas.

Actualmente se construyen instalaciones de gran tamaño, como las utilizadas por las grandes compañías tecnológicas y de paquetería, que pueden tener una demanda mínima de electricidad de 100 MW o más. Un centro de datos puede consumir en un mes una cantidad de energía equivalente a la que utilizan entre 7 y 13 hogares durante todo un año.

El consumo eléctrico de los centros de datos proviene de dos grandes grupos de equipos: la infraestructura tecnológica de informática (servidores, equipos de almacenamiento, equipos de red y dispositivos de seguridad) y la infraestructura de soporte físico (sistemas de refrigeración, sistemas de alimentación ininterrumpida, sistemas de distribución de energía, iluminación y seguridad contra incendios).

El mayor consumo de electricidad dentro de un centro de datos está en los sistemas de refrigeración, debido al gran calor que generan los equipos. Con el incremento de la IA, ambos (infraestructura informática y refrigeración) representan entre el 50% y el 70% del total de electricidad utilizada para operar. Actualmente, la IA representa entre el 10% y el 15% de la electricidad consumida en un centro de datos, pero se estima que para 2050 podría llegar al 40%.

Otro problema de los centros de datos es el alto consumo de agua, que en promedio alcanza los 25 millones de litros al año, lo que equivale a unos 68,000 litros por día. De ahí la importancia de contar con sistemas de refrigeración eficientes que no utilicen agua a gran escala. Hoy existen opciones de refrigeración por aire o por líquidos sin consumo de agua (refrigeración por inmersión, circuitos cerrados con refrigerantes y sistemas con recuperación de calor), pero todos requieren electricidad.

El diseño de un centro de datos se concentra en garantizar electricidad continua, confiable y disponible las 24 horas del día durante todo el año, además de mantener una temperatura adecuada para toda la infraestructura tecnológica y de servicios.

El dilema de un centro de datos radica en qué debe garantizarse primero: la electricidad con toda su infraestructura o el terreno donde se construirá.

Con datos de construcción de varios centros de datos, podemos analizar el proyecto en México que está por iniciar. Su construcción y puesta en marcha significarán una nueva inversión para el país de más de 4,800 millones de dólares, destinados a seis centros de datos que incorporarán inteligencia artificial y un sistema de refrigeración sin agua.

La demanda de carga informática crítica para que operen estos centros será de 600 MW. Tendrán una subestación exclusiva de 900 MW construida por la empresa responsable del proyecto. La electricidad será proporcionada por la Comisión Federal de Electricidad (CFE), mediante un contrato entre ambas partes y en coordinación con el CENACE, para garantizar el suministro eléctrico durante la operación.

Actualmente, la capacidad instalada de la industria eléctrica en México es de 94,820 MW, de los cuales el 62% pertenece a la CFE. La demanda neta en el país, en el pico más alto durante el día, está entre 45,000 y 50,000 MW, de los cuales el 75% es generado por la empresa del Estado.

La CFE produce alrededor de 30,000 a 35,000 MW. Cuando estén en pleno funcionamiento los seis centros de datos en Querétaro, representarán alrededor del 2% del total. Al instalarse más centros en el país, podría disminuir la electricidad disponible para cubrir otros sectores de alto consumo como la industria y el comercio. Además, al no haber una planta exclusiva para estos centros de datos, la electricidad deberá provenir de distintas regiones del país, lo que exige una red de distribución eficiente que garantice la llegada de energía a la subestación construida para el proyecto.

En Estados Unidos ya se desarrollan proyectos de plantas de ciclo combinado exclusivas para centros de datos, con el fin de no afectar las plantas actuales de generación de electricidad. Al mismo tiempo, se invierte en prototipos de energía nuclear modular, ante el crecimiento del uso de la IA.

Si la CFE no tuviera capacidad de suministrar electricidad y el proyecto tuviera que invertir en su propia planta, se considerarían varias alternativas:

  • Planta solar: Para suministrar al menos 600 MW de carga crítica, debería construirse una planta de 2,000 MW, ya que solo producen alrededor del 33% de su capacidad instalada. Esto requeriría 3,000 hectáreas y una inversión de aproximadamente 3,200 millones de dólares, más 800 millones en sistemas de almacenamiento, alcanzando un total de 8,800 millones de dólares por todo el proyecto (centro de datos más planta generadora).
  • Ciclo combinado: Se necesitaría una planta de 1,100 MW, con una eficiencia de 58%. El costo sería de 990 millones de dólares, más el gasto en gas natural para 30 años a 4.5 USD/MMBTU, dando un total de 4,800 millones. El costo total del proyecto sería de 5,700 millones de dólares, con un requerimiento de apenas 100 hectáreas.
  • Energía nuclear modular: Una planta de 700 MW, con eficiencia del 93%, costaría alrededor de 3,000 millones de dólares. El proyecto total sería de 7,800 millones, en un espacio de no más de 50 hectáreas.

Ante este escenario, una estrategia viable sería iniciar con una planta de ciclo combinado, de menor costo inicial, y en tres décadas, al reducirse los costos y mejorar la tecnología, instalar una planta nuclear modular. El objetivo sería asegurar mayor generación de electricidad ante el incremento del uso de datos para 2050 y el crecimiento del consumo eléctrico por la IA. Esto garantizaría la confiabilidad de los centros de datos en el largo plazo, con una vida útil de al menos ocho décadas, como ocurre con las plantas nucleares tipo SMR.

El mundo ya ha dado el paso a la electrificación. Es fundamental que cada país pueda, a largo plazo, generar, transmitir y distribuir electricidad de manera confiable, con bajos costos y de forma planificada, para evitar que un sistema ineficiente cause constantes interrupciones en el suministro.

México debe decidir si aumentará el presupuesto a la CFE para cubrir la demanda de los centros de datos o permitirá que los privados participen en este futuro a mediano plazo.

Por Ramsés Pech – Grupo Caraiva – Grupo Pech Arquitectos