A pesar de todo el bombo y los miles de millones de dólares que se mueven en torno a la inteligencia artificial (IA), la única certeza es la cantidad de electricidad adicional necesaria para alimentar los centros de datos que la ejecutan. Clayton Scott ve en ello una enorme oportunidad de negocio.
«Es un momento y una situación únicos», explica a Forbes Scott, director comercial de NuScale Power, que comercializa sistemas nucleares a pequeña escala. «Aterrizamos en esta imprevista y perfecta coincidencia con el mundo de los datos».
Un informe de Goldman Sachs, que considera que las aplicaciones de IA provocarán un aumento del 160% en las necesidades energéticas generales de los centros de datos, calcula que las consultas de ChatGPT necesitan casi diez veces más electricidad que las búsquedas en Google. Si a esto le añadimos que la red estadounidense está al límite o casi al límite de su capacidad y que depende de las centrales de combustibles fósiles existentes –con una acumulación de proyectos de energía renovable eólica y solar a la espera de conectarse a la red en un esfuerzo por reducir las emisiones de carbono–, tenemos la receta para una crisis energética.
Scott espera que NuScale Power ofrezca una respuesta a los centros de datos y sus clientes de IA: cada uno de sus pequeños reactores nucleares modulares (SMR) puede generar 77 megavatios libres de carbono de forma continua, lo que podría permitirles funcionar de forma totalmente independiente de la red. La startup con sede en Portland, que salió a bolsa en 2022 tras más de una década de I+D, está trabajando con el desarrollador de centros de datos Standard Power para suministrar SMR capaces de generar casi dos gigavatios de electricidad –suficiente para una ciudad de tamaño medio–, aunque no hasta finales de esta década, ya que navega por el largo proceso de aprobación de la Comisión Reguladora Nuclear. (Un informe de un vendedor en corto ha cuestionado la validez del acuerdo con Standard Power). En el primer trimestre, la empresa registró unos ingresos de sólo 4,6 millones de dólares y unas pérdidas de 56,4 millones, mientras se prepara para las entregas comerciales.
NuScale es una de las muchas empresas nucleares y de baterías que pretenden sacar partido de la intensidad energética de la IA. Los centros de datos típicos consumen unos 32 megavatios de electricidad, suficiente para abastecer a 6.000 hogares, frente a los cerca de ochenta megavatios de los centros de datos orientados a la IA, según Doug Vine, director de Análisis del Center for Climate and Energy Solutions, un think tank de política medioambiental de Arlington (Virginia). «Y necesitan sistemas de alta densidad energética, razón por la cual, desgraciadamente, las centrales de gas natural siguen siendo populares. Pero lo mismo ocurre con la energía nuclear», afirma. «A partir de una huella muy pequeña, se puede generar mucha electricidad».
El chip H100 de Nvidia, cargado con ocho GPU y dos CPU, es la caja de servidor de IA más demandada por los centros de datos, según Arman Shehabi, del Lawrence Berkeley Lab, que lleva haciendo un seguimiento de la demanda energética de los centros de datos desde 2007. Calcula que cada uno consume entre ocho y diez kilovatios de electricidad, frente a los servidores anteriores, que consumían una fracción de esa cantidad. Generan tanto calor que su refrigeración consume hasta un 30% más de agua que los centros de datos tradicionales. A nivel mundial, la demanda de IA podría utilizar hasta 6.600 millones de metros cúbicos de agua en 2027, o «más que la extracción total anual de agua de Dinamarca o la mitad del Reino Unido», según un estudio de la Universidad de Cornell.
«Son tan densas en calor y en energía que alcanzan entre setenta y ochenta kilovatios por bastidor. Y se habla de que pronto llegarán a los cien kilovatios», explica Shehabi. «Es básicamente diez veces superior a los servidores que se usaban en el pasado».
Empresas como Microsoft también están planeando utilizar SMR para alimentar sus centros de datos de IA, y el fundador de la compañía, Bill Gates, es presidente de TerraPower, que está desarrollando un nuevo tipo de reactor de sodio que también utiliza sal para almacenar energía. Sam Altman, de OpenAI, respalda a Oklo, un desarrollador de pequeños reactores de fisión que acaba de salir a bolsa, así como a Helion, una de las muchas startups que intentan comercializar la fusión nuclear, una atractiva fuente de energía libre de carbono y de residuos nucleares problemáticos. Aun así, es poco probable que los sistemas basados en la fusión sean comercialmente viables hasta la década de 2030.
Microrreactores
Los SMR no son la única opción nuclear. Los microrreactores más pequeños, como los desarrollados por Radiant Nuclear, pueden utilizarse para sustituir a los sucios generadores diésel de reserva o proporcionar a los centros de datos un pequeño impulso energético adicional cuando lo necesiten. La empresa, con sede en Los Ángeles, tiene previsto vender unidades de un megavatio que pueden transportarse directamente desde la fábrica en camión o avión.
«Llegan en un solo contenedor, se instalan y se encienden», explica a Forbes Doug Bernauer, director general de la empresa. «Eso significa que si de repente se necesita un poco de energía extra en un centro de datos, se puede hacer. O si quisieras montar un centro de datos en el borde o en una microrred, podría ser muy adecuado para eso. Sólo se tarda un par de días en instalar una unidad y ponerla a plena potencia«.
Radiant ha recaudado sesenta millones de dólares de capital riesgo, liderado por Andreessen Horowitz, y quiere empezar a suministrar unidades comerciales a finales de esta década, suponiendo que las pruebas en el Laboratorio Nacional de Idaho vayan bien.
Aunque los sistemas de energía nuclear no generan emisiones de carbono y se consideran cada vez más un componente necesario de un sistema de energía neta cero, siguen teniendo el reto a largo plazo de almacenar de forma segura las barras de combustible radiactivo gastadas y otros materiales peligrosos. Algunas empresas están probando pilas de combustible estacionarias alimentadas con hidrógeno verde libre de carbono, aunque es posible que el suministro de ese combustible limpio no sea barato y abundante hasta dentro de varios años.
Otra fuente potencial son los sistemas de energía geotérmica, desarrollados por empresas emergentes como Fervo. A finales del año pasado, Google empezó a probar en Nevada el sistema de Fervo –que utiliza una técnica de perforación horizontal para explotar depósitos geotérmicos subterráneos de agua caliente para alimentar generadores–, que podría utilizarse para un centro de datos.
Baterías de sodio
Independientemente del tipo de energía que utilicen los centros de datos, Colin Wessells, cofundador y codirector ejecutivo de Natron Energy, ha creado un nuevo tipo de batería que se adapta perfectamente a una de las particularidades de los centros de datos de IA: los chips de las GPU pueden demandar picos repentinos de energía. Es «como un latido», explica Wessells a Forbes. «Y eso puede causar problemas de estabilidad a la red».
Natron Energy es una de las primeras empresas en empezar a vender baterías de iones de sodio, muy adecuadas para suavizar esos picos de potencia cuando los servidores de IA «aceleran» su velocidad de cálculo estándar. Actúan como un amortiguador que puede suavizar la distribución de electricidad para evitar sobrecargas, «reduciendo el pico» de esos picos. «Estamos gestionando la energía en tiempo real para apoyar el cálculo, en lugar de ser sólo energía de reserva».
Las baterías de sodio también tienen otras ventajas: pueden recargarse con frecuencia sin el tipo de degradación que limita la vida de las pilas de litio y, lo que es más importante, no se incendian. En lugar de retener la electricidad durante mucho tiempo, como las baterías de iones de litio de los aparatos electrónicos, se recargan más rápidamente y suministran más energía. «Estamos conduciendo un coche de carreras, no un Prius», afirma Wessells. «No tenemos la autonomía, pero tenemos una velocidad de locos».
Wessells espera que la mayor parte de los ingresos iniciales de la startup de Santa Clara (California) procedan de centros de datos dedicados a aplicaciones de IA. Está enviando unidades comerciales desde una línea piloto en Santa Clara y en unos meses comenzará las entregas desde una nueva planta en Michigan que abrió este año.
Aunque sus baterías utilizan materias primas más baratas que las de iones de litio, concretamente hierro y manganeso, aún no son más baratas porque son una tecnología nueva y todavía no hay una gran base de suministro que fabrique los ánodos y cátodos que utilizan. A medida que crezca el mercado de las baterías de sodio, esto debería cambiar a finales de la década. Pero debido a la demanda de los centros de datos, los clientes iniciales no están especialmente preocupados por el precio en este momento, dijo Wessells.
«Apuntamos a los centros de datos como nuestro mercado inicial en 2014, así que llevamos diez años diseñando el producto para este caso de uso», explica. «Durante mucho tiempo, a los inversores les costó entenderlo. Decían: ‘¿Por qué demonios no intentáis fabricar baterías para coches como cualquier otra empresa de baterías? Ahora la cosa ha cambiado mucho en el último año. El mercado se está volviendo loco».
