Dalla crescita dell’Intelligenza Artificiale nessuno shock per le reti elettriche

Un’analisi dell’AIE indica che nonostante la grande espansione futura dell’IA e dei data center il loro impatto sulla domanda energetica globale è destinato a rimanere modesto anche se potrebbe generare problemi a livello locale.

Non abbiamo ancora dei riscontri ufficiali, ma con tutta probabilità l’Intelligenza Artificiale (IA) è stato il trend tecnologico dominante di questo 2024. Di sicuro gli investimenti in nuovi data center sono aumentati vertiginosamente negli ultimi due anni, spinti dalla crescente digitalizzazione e, appunto, dall’adozione dell’IA.

Un’espansione, quella dell’Intelligenza Artificiale, che peraltro non dà alcun segnale di rallentamento, anzi le previsioni pressoché unanimi ne indicano un’ulteriore accelerazione. Senonché la crescita dell’IA, con il relativo aumento della richiesta energetica alle reti, è accompagnata da ricorrenti allarmi sulla sua sostenibilità.

Proprio di questo aspetto, sicuramente importante nell’ambito della transizione energetica globale, si occupa un recente approfondimento, pubblicato sul sito dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE), dal titolo esplicito: “Cosa potrebbero significare il boom dei data center e dell’Intelligenza Artificiale per il settore energetico”.

Stati Uniti attuali leader in investimenti in data center

Gli esperti dell’AIE evidenziano che gran parte della spesa è ora concentrata negli Stati Uniti, dove gli investimenti annuali nella costruzione di data center sono raddoppiati nell’ultimo biennio, sebbene anche altre grandi economie, come quelle della Cina e dell’Unione Europea, stiano aumentando la loro attività nel settore.

“Nel 2023 – si legge nell’articolo – l’investimento di capitale complessivo di Google, Microsoft e Amazon, leader del settore nell’adozione dell’Intelligenza Artificiale e nell’installazione di data center, è stato superiore a quello dell’intero settore petrolifero e del gas degli Stati Uniti, per un corrispettivo economico totale pari a circa lo 0,5% del PIL statunitense”.

Al riguardo, è opportuno evidenziare che i data center di grandezza media sono piuttosto piccoli in termini di potenza, con una domanda nell’ordine di 5-10 megawatt (MW). Ma i grandi data center hyperscale, sempre più comuni, hanno una domanda di potenza di 100 MW o più, con un consumo annuo di elettricità equivalente alla domanda di elettricità di circa 350.000-400.000 auto elettriche.

Intelligenza artificiale: solo l’1% del consumo globale

Eppure, l’espansione dell’Intelligenza Artificiale ha avuto finora un impatto molto contenuto sulla domanda energetica. Infatti, i data center rappresentano oggi circa l’1% del consumo globale di elettricità, mentre il loro consumo annuale di elettricità a livello globale è circa la metà del consumo di elettricità degli elettrodomestici, come computer, telefoni e televisori.

Resta però da vedere cosa accadrà nei prossimi anni quando assisteremo a un ulteriore aumento del numero e delle dimensioni dei data center. “Una crescita – si spiega nell’approfondimento dell’AIE – che sarà in parte mitigata dai continui miglioramenti dell’efficienza sia a livello hardware sia software. Tuttavia, la domanda di elettricità dai data center è destinata a crescere fortemente fino al 2030, in base alle attuali impostazioni e tendenze politiche”.

Ma anche in questo scenario, considerato in un contesto più ampio di crescita del consumo totale di elettricità a livello globale da qui alla fine del decennio, l’espansione futura dei data center sembra essere destinata a mantenere un impatto modesto sulle reti energetiche.

Cosa farà aumentare la domanda

“Mentre la crescente digitalizzazione – si legge nell’articolo –, inclusa l’ascesa dell’Intelligenza Artificiale, rappresenta un fattore, la continua crescita economica, i veicoli elettrici, i climatizzatori e la crescente importanza della produzione ad alta intensità di elettricità sono tutti fattori trainanti più importanti”.

Però le stime rassicuranti a livello globale non bastano, perché la crescita della domanda di elettricità necessaria ai data center potrebbe porre sfide a livello locale. Nelle grandi economie come Stati Uniti, Cina e Unione Europea, i data center rappresentano circa il 2-4% del consumo totale di elettricità oggi. Ma poiché tendono a essere concentrati spazialmente, il loro impatto locale può essere pronunciato.

Ad esempio, il settore ha già superato il 10% del consumo di elettricità in almeno cinque stati degli Stati Uniti. In Irlanda, ora rappresenta oltre il 20% di tutto il consumo di elettricità. “Per fare un paragone, i grandi data center possono avere una richiesta di potenza equivalente a quella di un’acciaieria con forno ad arco elettrico. Con la differenza che è meno probabile avere degli impianti siderurgici raggruppati nella stessa area geografica”.

Le difficoltà a livello locale

Dunque, la crescita dei data center potrebbe portare a una notevole pressione sulle reti elettriche locali, esacerbata dall’enorme discrepanza tra i rapidi tempi di costruzione dei data center e il ritmo spesso lento di espansione e rafforzamento delle reti e della capacità di generazione.

Nell’articolo si ricorda come ci sono già stati casi di giurisdizioni che hanno sospeso nuovi contratti per i data center a causa di un’ondata di richieste. E per le regioni particolarmente coinvolte, l’aumento del consumo di elettricità dovuto ai data center potrebbe rendere più difficile il raggiungimento dei loro obiettivi climatici.

E così, per ridurre al minimo il rischio di problemi futuri è necessario comprendere meglio le prospettive aperte dal diffondersi dell’IA: “Con il ruolo dei data center nel sistema elettrico destinato ad aumentare, è importante che i decisori politici e gli enti regolatori abbiano gli strumenti per comprendere questo nuovo motore di crescita della domanda”.

I possibili sviluppi dell’IA

Appare comunque chiaro che gli sviluppi futuri saranno influenzati prevalentemente da alcuni fattori. Se è vero che la velocità e il modo in cui l’uso dell’IA crescerà rimangono fondamentalmente incerti, i primi dati suggeriscono che l’adozione da parte delle famiglie è rapida, forse più veloce rispetto ad altre tecnologie digitali trasformative.

Resta da vedere quali usi dell’Intelligenza Artificiale diventeranno più popolari nel tempo, sia tra le famiglie sia tra le aziende, con le conseguenti implicazioni per la domanda di energia. Ad esempio, la generazione di video è molto più dispendiosa in termini di energia rispetto alla generazione di testo o alla ricerca abilitata dall’IA.

Anche i ritorni economici a seconda del modello di Intelligenza Artificiale adottato sono importanti “poiché alcuni approcci consumano molta più energia di altri. I rendimenti finanziari delle applicazioni di IA potrebbero anche influenzare le tendenze di investimento nei data center, poiché la spesa attuale è legata alle aspettative di redditività futura”.

Evoluzione hardware e software

Un altro fattore da tenere in considerazione riguarda i continui miglioramenti dell’efficienza sia nell’hardware che nel software. L’efficienza dei chip per computer correlati all’IA è infatti raddoppiata ogni due anni e mezzo o massimo tre anni, tanto che un moderno chip per computer correlato all’IA utilizza il 99% di energia in meno per eseguire gli stessi calcoli di un modello del 2008.

Inoltre, si stanno sviluppando nuove tecnologie di raffreddamento e gli stessi modelli di Intelligenza Artificiale stanno diventando più efficienti. Allo stesso tempo, “le prestazioni operative ed energetiche dei data center sono relativamente opache, rendendo difficili le stime della domanda. Sono in corso sforzi per migliorare la trasparenza in alcune giurisdizioni”.

Infine, un altro fattore importante consiste nella comprensione dei vincoli fisici alla crescita della domanda. Ad esempio, la grande necessità di chip potrebbe rappresentare un collo di bottiglia a breve termine. Ed ancora, anziché andare in difficoltà, “il settore energetico potrebbe più drasticamente rallentare la crescita dell’IA, se la capacità di generazione e di rete non è disponibile nei luoghi in cui è più necessaria”.