O uso de geradores a diesel pelos data centers para energia de reserva é comum e problemático

Analistas de energia e ambientalistas dizem que os geradores a diesel são caros, barulhentos, altamente poluentes e isentos dos regulamentos da Lei do Ar Limpo em tempos de “emergências” energéticas.

“Cinco noves.”

No mundo dos data centers, garantir que uma instalação estará online 99,999% do tempo é tudo. O acesso à energia é a prioridade número um quando os desenvolvedores estão tentando descobrir onde construir os armazéns para armazenar supercomputadores que nos últimos anos cresceram além do que era anteriormente imaginável.

Para garantir cinco noves, os desenvolvedores de data centers protegem a energia de várias maneiras: eles procurarão conectar-se à rede, construir ou comprar sua própria fonte de alimentação atrás do medidor – normalmente na forma de geração a gás – e, por último, hospedar vários geradores de backup no local.

Esses geradores geralmente funcionam com diesel. O petróleo bruto refinado tornou-se o padrão da indústria para garantir o acesso à energia 24 horas por dia, enquanto os promotores no Texas aguardam uma nova regulamentação estatal que autorize o Conselho de Fiabilidade Eléctrica do Texas (ERCOT), os operadores da rede do estado, a desligar grandes utilizadores de energia, como centros de dados, em momentos de pico de procura. Os geradores de reserva também se tornaram vitais para os desenvolvedores, à medida que as cadeias de abastecimento lentas atrasam as instalações de turbinas a gás no local.

A fonte de energia de reserva preferida para centros de dados são os grandes poluidores atmosféricos, que ambientalistas e especialistas da indústria dizem que podem ser altamente problemáticos, a menos que sejam estabelecidas e aplicadas regras claras para limitar a utilização de geradores a diesel.

Embora estes geradores de reserva devam ser usados ​​raramente fora dos testes de manutenção, existe a preocupação de que, à medida que a ERCOT emprega os seus novos poderes para forçar os centros de dados a desligarem-se da rede em períodos de pico de procura, os geradores a diesel funcionem com mais frequência.

Os geradores a diesel estão repletos de questões ambientais. Eles são caros para operar e enfrentam limites dos reguladores federais, estaduais e locais em relação à poluição sonora e do ar. O diesel emite poluentes nocivos que a American Cancer Society associa a doenças cardíacas, pulmonares e câncer.

No entanto, apesar desses impactos óbvios para a saúde, aqueles que operam geradores a diesel normalmente só são obrigados a reportar as emissões à Comissão de Qualidade Ambiental do Texas (TCEQ) e à Agência de Proteção Ambiental (EPA). A EPA pode emitir inspeções de conformidade e avaliações de instalações para garantir que os projetos cumpram as regras para poluentes regulamentados.

Os geradores a diesel usados ​​​​como energia reserva no Texas são mais comumente permitidos pelo TCEQ, desde que as horas de funcionamento não excedam 10% das operações anuais da fonte de energia primária. A TCEQ concede aos geradores a diesel uma licença padrão ou uma licença de revisão de nova fonte caso a caso.

Com alguns desenvolvedores de data centers procurando construir projetos únicos que consumam mais energia elétrica do que as cidades, existe a preocupação de que as emissões auto-relatadas de geradores a diesel usados ​​para fornecer energia de reserva excedam os limites da Lei do Ar Limpo.

Federalmente, não há limites de tempo para o uso desses geradores a diesel durante emergências. A EPA vê as emergências como situações resultantes de eventos repentinos e razoavelmente imprevisíveis, como uma falha de energia na rede, o encerramento inesperado de centrais de gás ou desastres naturais. Nessas circunstâncias, o operador do gerador é responsável por registrar a emergência e relatar quais medidas foram tomadas para mitigar as emissões.

Mas para situações não emergenciais, como testes de máquinas, os geradores a diesel são limitados pelo governo federal a 100 horas. Cinquenta dessas 100 horas podem ser usadas para programas de resposta à procura – operadores de rede ou de transmissão pagam aos utilizadores de grandes cargas, como centros de dados, para mudarem para geradores de reserva para reduzir o stress na rede.

Isto ocorre porque as maiores áreas metropolitanas do Texas – Houston-Galveston-Brazoria, Dallas-Fort Worth, El Paso e San Antonio – já violam os padrões de qualidade do ar, de acordo com a EPA.

Há empresas no Texas, rico em gás, que promovem uma mudança para geradores portáteis de gás natural, que queimam combustível mais barato e mais adequado para utilização a longo prazo com menos poluição atmosférica. Uma empresa geradora de gás, a Generac, afirmou num documento branco que os seus geradores de gás emitem 95% menos óxidos de azoto, um contribuinte significativo para o smog e a chuva ácida; 98% menos hidrocarbonetos não metano e 59% menos monóxido de carbono. Mas o gás natural, ao contrário do gasóleo, não pode ser armazenado no local.

Como o diesel pode ser armazenado no local e está prontamente disponível, ele se tornou a fonte de energia preferida para a maioria dos geradores de backup ou de emergência, disse Brandon Seale, executivo de longa data do gás e ex-presidente da West Texas Gas, recentemente rebatizada como WTG Energy.

“Você pode encontrá-lo em vários lugares diferentes”, disse Seale a uma multidão em uma conferência sobre data centers em outubro. “E então as pessoas gostam disso.”

Os geradores a diesel são usados ​​regularmente na mineração, agricultura e energia. Dadas as demandas excepcionalmente grandes de eletricidade e os tempos de uso de 24 horas dos data centers, os projetos são localizados com vários geradores a diesel de grande porte.

Embora os centros de dados já utilizem todas as fontes de redundância para manter a sua fiabilidade, à medida que mais operadores de rede em todo o país, como a ERCOT, tendem a reduzir os centros de dados em momentos de pico de procura, as instalações provavelmente necessitarão de ainda mais sistemas de backup, disse Nathalie Limandibhratha, analista de energia da BloombergNEF nos EUA.

Não há consenso sobre quantas horas de energia de backup um data center precisa, disse Limandibhratha. Mas dadas as mudanças nas regras relativas a grandes cargas no ERCOT, alguns líderes empresariais estão considerando ter de 50 a 100 horas de geração de backup no local, disse ela.

Os geradores a diesel são a maneira mais barata de os data centers atenderem às mudanças nos padrões da indústria para backup no local com fornecimento de combustível no local, disse Chris Miller, presidente do The Piedmont Environmental Council, uma organização sem fins lucrativos com sede na Virgínia que acompanha os impactos ambientais da indústria de data centers em toda a Virgínia, que abriga a maior concentração de data centers do mundo. Mas estes geradores também produzem a poluição atmosférica mais tóxica.

Em qualquer outro uso industrial, gerar tanta energia a partir do diesel quanto a exigida pelos data centers em qualquer área metropolitana dos EUA desencadearia violações da Lei do Ar Limpo, disse ele. No entanto, ao usar licenças de emergência, a poluição é permitida, disse Miller.

“A combustão do diesel é uma das formas de geração mais sujas que conhecemos”, disse Miller. “Só deveria ser para uso de emergência.”

Mas as conversas que acontecem tanto nos níveis federal quanto estadual consideram permitir isenções da Lei do Ar Limpo para uma gama ampliada de cenários de rede, disse ele. A sua preocupação é que, embora os operadores da rede e dos centros de dados tentem resolver a questão da fiabilidade da rede, reduzindo e utilizando energia de reserva, os impactos na qualidade do ar não estão a ser considerados.

Seu medo é que o padrão seja usar esses geradores a diesel por períodos cada vez mais longos.

O debate público sobre essas questões é novo para a indústria de data centers, que não está acostumada a tal escrutínio. Durante anos, a indústria operou em relativo sigilo, construindo grandes armazéns para dar suporte às funções diárias da Internet, como Gmail, iCloud e Amazon Prime.

Mas à medida que a indústria transforma as redes em todo o país e leva a procura de electricidade a níveis recorde, encontra-se no centro de uma tempestade de protestos nas comunidades em todo o país. Os residentes de todo o país estão cada vez mais preocupados com o aumento dos custos de energia, a poluição, o zoneamento e o uso da água relacionados com os centros de dados, muitos dos quais são enormes.

Enquanto o Texas segue os passos do chamado “Data Center Alley” da Virgínia, construindo enormes quantidades de infra-estruturas e incorporando estas grandes cargas na sua rede, Miller alerta para as consequências iminentes de permitir que a indústria avance antes de as regras serem estabelecidas.

Na tentativa de ficar on-line mais rápido à medida que as filas de interconexão crescem, Miller disse que alguns data centers estão obtendo licenças para uma unidade de geração de energia que afirmam ser temporária e que será usada como energia de reserva quando estiverem conectados à rede, mas acabam usando-a como fonte de energia primária enquanto esperam para entrar na rede.

“Estamos começando a ver propostas específicas que dizem: ‘Bem, não se preocupe com os efeitos na qualidade do ar. Estamos apenas tentando entrar online em tempo hábil””, disse Miller. “Mas o que eles estão realmente dizendo é: ‘Queremos operar fora das regras.'”

Algumas grandes empresas tecnológicas dizem que procuram reduzir as suas emissões crescentes, ao mesmo tempo que tentam manter-se competitivas na corrida para desenvolver a inteligência artificial. Embora as emissões da Microsoft tenham crescido quase 25% entre os anos fiscais de 2020 a 2024, a empresa comprometeu-se a tornar-se negativa em carbono até 2030. Para chegar lá, a Microsoft afirma que planeia eliminar gradualmente a utilização de geradores a diesel à base de petróleo como energia de reserva para os seus centros de dados até 2030, em parte através da adopção de “variações de diesel renovável” e da aquisição de óleos vegetais hidrogenados para reduzir as suas emissões.

Um futuro alternativo aos geradores a diesel poderia incluir a diversificação de opções de energia de reserva para incluir armazenamento de bateria, energias renováveis, gás natural ou produtos diesel mais limpos, concluiu o Instituto Nicholas de Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade da Duke University em um relatório de fevereiro.

Dennis Wamsted, analista de energia do Instituto de Economia Energética e Análise Financeira, sem fins lucrativos, alertou contra o uso generalizado de geradores a diesel. “Em um nível de 30.000 pés, é uma péssima ideia”, disse Wamsted. “Eles são barulhentos, precisam ser testados o tempo todo se não estiverem correndo. Eles não são muito amigáveis, por assim dizer.”

A poluição do ar local sem dúvida causará problemas, disse ele.

Wamsted disse que o armazenamento de baterias em grande escala tem um grande potencial nesta aplicação e pode ser usado mesmo em combinação com geradores a diesel para reduzir a poluição ambiental e sonora geral de um local, bem como os custos operacionais.

“Talvez não seja possível fazer tudo com armazenamento em bateria, mas também não é necessário depender apenas de geradores a diesel”, disse Wamsted.