Pocos acontecimientos en la historia han puesto a prueba la crimson energética estadounidense como la revolución de la IA. A medida que los centros de datos proliferan en todo el país, su demanda de energía acumulada aumenta. proyectado duplicarse el próximo año, pasando de 31 gigavatios a 66 gigavatios.
En algunas partes del país, las necesidades energéticas de la IA ya son superando capacidad disponible, aumentando las facturas de electricidad de los consumidores, aumentando el riesgo de apagones y aumentando la dependencia de fuentes de energía con altas emisiones. La envejecida crimson claramente no está equipada para manejar la creciente demanda de energía de la IA, y aunque los expertos coinciden en common en que es necesario hacer algo, tienen opiniones diferentes sobre el mejor camino a seguir.
Para este Giz Asks, preguntamos a varios expertos cuál creen que es la forma más inteligente de impulsar el auge de la IA. Señalaron una amplia gama de soluciones, desde microrredes hasta energía geotérmica, lo que subraya la complejidad del desafío que se avecina.
Es posible que las siguientes respuestas hayan sido ligeramente editadas para mayor extensión y claridad.
Mohammad Shahidehpour
Profesor Distinguido Universitario, Profesor de la Cátedra Galvin y Director del Centro Robert W. Galvin para la Innovación en Electricidad del Instituto de Tecnología de Illinois. Shahidehpour ha sido el investigador principal de más de 80 millones de dólares en subvenciones y contratos sobre operación y management de sistemas eléctricos, investigación y desarrollo de redes inteligentes e integración a gran escala de energías renovables.
La revolución de la IA presenta uno de los desafíos energéticos más importantes del siglo XXI. La carrera mundial de la IA a menudo se caracteriza como una competencia en algoritmos, fabricación de semiconductores y {hardware} computacional. Sin embargo, igualmente importante es la competencia en infraestructura energética.
Las naciones capaces de suministrar electricidad abundante, confiable, asequible y con bajas emisiones de carbono poseerán una ventaja estratégica decisiva para atraer inversiones en IA y sostener la competitividad económica a largo plazo. En este panorama emergente, el acceso a energía eléctrica de alta calidad se está volviendo tan estratégicamente importante como el acceso a tecnologías informáticas avanzadas.
La estrategia más eficaz para impulsar la revolución de la IA se basa en varios pilares complementarios. Estos incluyen el despliegue de una cartera diversificada de recursos de generación limpios y firmes, la incorporación de la eficiencia hídrica y la resiliencia climática en la planificación de los centros de datos y el establecimiento de marcos regulatorios y de mercado que incentiven la flexibilidad, la confiabilidad, la resiliencia y la sostenibilidad en toda la planificación y operación de la infraestructura de IA.
En última instancia, el liderazgo mundial en IA dependerá no sólo de los avances en informática y tecnologías de semiconductores, sino también de la capacidad de construir y operar un sistema de energía eléctrica capaz de soportar una demanda computacional sin precedentes. En consecuencia, los centros de datos de IA no deben verse como consumidores pasivos de electricidad, sino como activos inteligentes interactivos con la crimson que mejoran activamente la flexibilidad, la resiliencia y la confiabilidad del sistema a través de una respuesta coordinada a la demanda, recursos energéticos distribuidos y almacenamiento de energía, eficiencia energética y métodos avanzados para la transmisión, distribución y entrega de electricidad.
La mayor oportunidad para nosotros reside en el codiseño de la IA y los sistemas energéticos. En lugar de planificar la infraestructura digital y la infraestructura de energía eléctrica de forma independiente, las inversiones futuras deberían optimizar conjuntamente las cargas de trabajo computacionales, las operaciones del sistema eléctrico, las comunicaciones, los mercados de la electricidad, la sostenibilidad ambiental y los recursos hídricos.
Un marco integrado de este tipo transformará la infraestructura de IA de una carga eléctrica en rápido crecimiento a un activo estratégico que fortalece el rendimiento de la crimson al tiempo que acelera la innovación y el crecimiento económico. Los países e industrias que integren con éxito el desarrollo de la IA con la planificación energética inteligente no solo liderarán la próxima generación de informática, sino que también definirán la arquitectura futura de sistemas energéticos resilientes, sostenibles y seguros.
En las próximas décadas, la verdadera medida del liderazgo de la IA estará determinada no solo por la capacidad computacional, sino también por la inteligencia, la adaptabilidad y la sostenibilidad de los sistemas energéticos que la impulsan.
Roland Horne
Thomas Davies, profesor Barrow de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Stanford y miembro principal del Instituto Precourt de Energía. Como destacado experto en energía geotérmica, es mejor conocido por su trabajo en la interpretación de pruebas de pozos, optimización de la producción y análisis de yacimientos fracturados.
La forma más inteligente de impulsar el auge de la IA es a través de sistemas geotérmicos mejorados (EGS). Los centros de datos que impulsan la revolución de la IA exigen inmensas cantidades de energía, pero su requisito más crítico no es solo la capacidad, sino también la confiabilidad continua las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Si bien la energía eólica y photo voltaic proporcionan energía limpia, su intermitencia requiere una infraestructura masiva de almacenamiento de baterías o respaldos de combustibles fósiles. EGS resuelve esto desbloqueando energía de carga base libre de carbono en casi cualquier lugar de la Tierra.
La geotermia tradicional está geográficamente limitada a puntos calientes volcánicos o tectónicos naturales. EGS elimina esta limitación mediante la aplicación de técnicas avanzadas de perforación direccional y estimulación hidráulica para acceder a roca de basamento profunda y caliente que carece de permeabilidad pure. Al inyectar fluido en redes de fracturas creadas artificialmente, EGS recolecta calor a kilómetros de profundidad, impulsando turbinas para producir electricidad continua.
Para la infraestructura tecnológica, EGS ofrece distintas ventajas sobre otras alternativas:
- Issue de capacidad inigualable: EGS opera independientemente de las condiciones climáticas, con un issue de capacidad superior al 90%, superando a la energía photo voltaic y eólica, y brindando el tiempo de actividad constante que demandan las cargas de trabajo de IA.
- Huella de superficie mínima: A diferencia de los grandes paneles solares o parques eólicos, una planta EGS ocupa una superficie notablemente pequeña por megavatio, lo que minimiza la alteración ambiental y alivia las limitaciones de uso de la tierra.
- Estabilidad de la crimson: A diferencia de las energías renovables variables, EGS proporciona servicios de crimson esenciales, como respuesta de frecuencia e inercia, lo que mantiene la crimson digital altamente resiliente.
Al combinar la confiabilidad predecible de la energía de carga base tradicional con la flexibilidad geográfica de la tecnología de perforación moderna, EGS cierra la brecha entre las demandas computacionales masivas y los agresivos objetivos corporativos de cero emisiones netas. Es una solución escalable y sostenible capaz de anclar la próxima generación de infraestructura informática.
Amin Khodaei
Profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Denver, donde actualmente está de licencia para desempeñarse como director ejecutivo y cofundador de Gridient, una nueva empresa que ofrece soluciones de vanguardia impulsadas por IA para una crimson descarbonizada. También se desempeña como vicepresidente de educación en IEEE Energy & Power Society y forma parte de su junta directiva. La investigación de Khodaei se centra en sistemas de energía, microrredes y resiliencia de las redes.
La forma más inteligente de impulsar el auge de la IA es dejar de tratarla únicamente como una cuestión de cuánta electricidad podemos producir. Necesitaremos más plantas y líneas eléctricas, pero el verdadero problema es más grave: ¿puede la crimson suministrar suficiente energía en las horas exactas en que la demanda es mayor, sin correr el riesgo de apagones o aumentar los costos para todos los demás?
Una región puede tener suficiente electricidad durante un día completo y aún tener dificultades durante las horas de mayor actividad, especialmente en áreas donde la crimson native ya está al límite. Es como una autopista: el problema no es cuántos automóviles utilizan la carretera durante 24 horas, sino cuántos aparecen en las horas pico.
La estrategia correcta combina la generación de más poder con dos herramientas infrautilizadas: flexibilidad y eficiencia.
La flexibilidad significa que los centros de datos se ajustan a lo que necesita la crimson en lugar de consumir energía a un ritmo constante e invariable. Cuando la electricidad se vuelve costosa o la crimson está bajo presión, parte del trabajo informático puede cambiar a una hora diferente, o las baterías y fuentes de energía en el sitio pueden reducir la cantidad de energía que la instalación extrae de la crimson. Pero esa flexibilidad sólo cuenta si realmente se verifica y se hace cumplir, mediante incentivos de precios, desempeño verificado y sanciones reales si una empresa no cumple; de lo contrario, los planificadores de la crimson aún deben actualizarla, como si cada centro de datos fuera a exigir toda la energía en el peor momento posible.
La eficiencia también debería contarse como una forma de agregar capacidad, no sólo de ahorrar energía, cuando scale back la demanda en las horas pico. Cada megavatio que utiliza un centro de datos compite con los hogares, los automóviles eléctricos y las empresas por la misma crimson limitada. Hacer que los propios centros de datos funcionen de manera más eficiente es importante, pero reducir el uso de energía en los edificios, principalmente residenciales y comerciales, también es importante porque las modernizaciones, los controles más inteligentes y una mejor gestión de la energía pueden liberar capacidad de la crimson más rápido que esperar años para construir nueva infraestructura.
La IA seguirá requiriendo nuevas inversiones importantes en infraestructura de crimson. Pero tratar esto simplemente como una cuestión de construir más pasa por alto la solución más rápida disponible: sacar más provecho de la crimson que ya tenemos a través de centros de datos flexibles y un uso más inteligente de la energía mientras las nuevas fuentes de energía se ponen al día.
Costa Sámaras
Director del Instituto Scott de Innovación Energética de la Universidad Carnegie Mellon; Profesor Patrono de Ingeniería Civil y Ambiental; y miembro afiliado de la facultad del Departamento de Ingeniería y Políticas Públicas. Samaras anteriormente fue Asesor Principal de Política Energética en la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca. Su investigación se centra en los caminos hacia sistemas de infraestructura y energía limpios, seguros para el clima, equitativos y seguros.
El sistema de energía eléctrica es la infraestructura económica, de seguridad y ambiental elementary de este siglo, pero la crimson está envejeciendo y es susceptible a eventos climáticos extremos amplificados por el cambio climático. Los centros de datos de IA están ayudando a impulsar el crecimiento de la electricidad a corto plazo, pero tener un momento generacional para reconstruir el sistema eléctrico de este siglo y para impulsar la electrificación de edificios, vehículos y fábricas. Impulsar el auge de la IA de una manera que sea buena para la economía, las comunidades y el clima requiere acciones audaces en la generación, transmisión y demanda de energía.
En primer lugar, necesitamos un fondo fiduciario de infraestructura de crimson que nos ayude a duplicar la capacidad de la crimson para 2040, no solo para impulsar la IA, sino también para impulsar la electrificación más amplia necesaria para abordar el cambio climático. Esto podría ser financiado en parte por centros de datos utilizando un «Carril rápido inteligente de IA» tarifa de conexión para conectarse rápidamente a la crimson cuando traigan su propia energía limpia y suficiente energía adicional y almacenamiento de energía para beneficiar a las comunidades circundantes. Una crimson más grande y más limpia necesita mucha energía photo voltaic, eólica y baterías en este momento, así como mayores inversiones en geotermia, energía nuclear avanzada e innovación energética más amplia.
A continuación, los cables y equipos que llevan electricidad a las ciudades y los vecindarios necesitan una mejora para que sean resilientes al cambio climático, muevan más energía y estén listos para una electrificación más amplia. Los centros de datos, las empresas y los gobiernos pueden compartir la reinversión necesaria más allá de las necesidades de un centro de datos específico, lo que puede ayudar a mantener asequibles los costos de electricidad. La crimson es un activo de infraestructura nacional esencial y no se debería exigir a los clientes residenciales que paguen la factura completa por una actualización del siglo XXI.
Por último, un fondo fiduciario para infraestructura de crimson puede respaldar la eficiencia y la flexibilidad energéticas, la energía distribuida y el almacenamiento de energía, y plantas de energía virtualeslo que puede reducir las demandas máximas de energía y mantener la electricidad confiable. Además, la transparencia de los centros de datos, un Medida de eficiencia de “millas por galón” para la IA, y la presentación de informes sobre el uso de electricidad, las emisiones y el uso de agua incentivaría el mejor desempeño ambiental de su clase. Las comunidades son frente a nuevos riesgos económicos y ambientales, y al mismo tiempo la crimson necesidades una inversión generacional para llegar a un futuro cero emisiones. La IA tiene el potencial de ayudar a impulsar mejores resultados climáticos y de infraestructura, pero esto no sucederá sin políticas enfocadas y alianzas profundas con las comunidades.
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