Centro de datos de Microsoft

Centro de datos de Microsoft Microsoft

Observatorio de la Energía

La trigeneración, nueva “moda” para suministrar energía 24 horas a los centros de datos al aportar una eficiencia del 90%

La trigeneración incluye electricidad, calefacción y refrigeración útiles en una misma instalación para aprovechar todo el potencial energético.

Más información: La cogeneración avisa de la desindustrialización 'silenciosa' que hay en España: "para 2030 cerrará el 50% de las plantas"

Publicada

Las claves

La trigeneración, que combina refrigeración, calor y electricidad, permite alcanzar una eficiencia energética del 90% en centros de datos.

Este sistema es aproximadamente un 50% más eficiente que la combinación de plantas de ciclo combinado, según el Renewable Energy Institute.

El fuerte crecimiento de los centros de datos en EE.UU. ha incrementado notablemente el consumo eléctrico y de agua, elevando el impacto ambiental.

La integración de la trigeneración y sistemas de calefacción distrital puede aprovechar el calor residual, reduciendo el desperdicio energético y las emisiones.

La trigeneración, aunque lleva décadas empleándose por ejemplo, en hospitales, ahora es la última ola para suministrar energía y aumentar la eficiencia de los centros de datos.

La trigeneración, también conocida como una combinación de refrigeración, calor y energía (CCHP), supone la mejor solución energética y eficiente para los centros de datos, que necesitan no solo electricidad 24 horas siete días a la semana, sino que buscan reducir los costes fijos.

Es lo que dice un informe de The Renewable Energy Institute, que la trigeneración "supone una eficiencia del sistema del 90% al producir tres tipos de energía (calor, frío y electricidad) por el precio de uno".

"Los sistemas de trigeneración son aproximadamente un 50% más eficientes que la combinación de plantas de ciclo combinado".

"Los sistemas de trigeneración son una excelente solución para clientes del sector comercial e industrial, incluyendo campus, centros de datos, district heating, procesamiento de alimentos, hospitales, hoteles y universidades, entre muchos otros".

Pioneros en EEUU

La expansión de los centros de datos ha planteado interrogantes en varios frentes, incluyendo el efecto que estas instalaciones podrían tener en la energía y el medio ambiente.

El consumo anual total de electricidad en Estados Unidos alcanzó un máximo histórico en 2024, y ese techo podría aumentar si los centros de datos continúan expandiéndose a su ritmo actual.

Los centros de datos estadounidenses consumieron 183 teravatios-hora (TWh) de electricidad en 2024, según estimaciones de la AIE (Agencia Internacional de la Energía). Para 2030, se proyecta que esta cifra aumente un 133%, hasta alcanzar los 426 TWh.

El siguiente componente más importante del consumo energético en los centros de datos son los sistemas de refrigeración que evitan el sobrecalentamiento de los servidores. Esta proporción oscila entre aproximadamente el 7% en hiperescaladores eficientes y más del 30% en instalaciones empresariales menos eficientes.

Estos sistemas de refrigeración suelen requerir una gran cantidad de agua, aunque algunos tipos consumen más que otros. En 2023, los centros de datos estadounidenses consumieron directamente unos 64.000 millones de litros de agua, siendo las instalaciones de hiperescala y de coubicación las que utilizaron la mayor parte (84%), según estimaciones de un informe de Berkeley Lab encargado por el Departamento de Energía de EEUU.

En 2024, el gas natural suministró más del 40% de la electricidad de los centros de datos estadounidenses, según la AIE. Las energías renovables, como la eólica y la solar, suministraron alrededor del 24% de la electricidad en los centros de datos, mientras que la energía nuclear suministró alrededor del 20% y el carbón, alrededor del 15%.

Calefacción y refrigeración

"Construir un centro de datos junto a una central eléctrica —o crear uno dedicado a él (generación de energía in situ)— abre la puerta al uso del calor residual de la planta para calefacción y refrigeración (CCHP, trigeneración)", señalan desde ARANER en redes sociales.

De este modo, "puedes cerrar el ciclo integrando bombas de calor industriales que suministran agua caliente a los edificios cercanos a través de una red de calefacción distrital".

El reto es hacer que todos estos sistemas funcionen como uno solo, desde el principio. "Requiere una mentalidad de diseño que mire más allá del propio centro de datos y vea el ecosistema completo", apuntan.

"Es hacia donde se dirige la infraestructura a gran escala: de sistemas aislados a plataformas energéticas integradas".

60% de calor

Los centros de datos requieren una enorme cantidad de energía, gran parte de la cual proviene de las redes eléctricas tradicionales, que ya están bajo presión.

Más del 60% de la energía se desperdicia en forma de calor en la generación de energía tradicional. La mayoría de los centros de datos queman combustibles fósiles para generar electricidad, pero el proceso es termodinámicamente ineficiente, según señalan los analistas de la consultora americana Forrester.

Más de la mitad de la energía se libera como calor residual y contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto significa que solo una fracción de la energía del combustible llega a los usuarios finales, lo que hace que el sistema energético sea altamente ineficiente y perjudicial para el medio ambiente.

Los sistemas de refrigeración representan el 40% del consumo total de energía de un centro de datos, añaden. Los servidores adicionales necesarios para soportar las tecnologías digitales impulsan la necesidad de sistemas de refrigeración más robustos y eficientes para mantener entornos de servidores óptimos y evitar fallos de hardware.

Estos sistemas ya representan uno de los mayores contribuyentes al consumo energético operativo; por lo tanto, a medida que aumenta la densidad de servidores, también aumenta la energía necesaria para la refrigeración, lo que agrava el impacto ambiental general.

La cogeneración captura y reutiliza energía que, de otro modo, se desperdiciaría. El calor recuperado puede utilizarse para la calefacción o refrigeración de instalaciones, lo que convierte a la cogeneración en un sistema de doble propósito que aumenta significativamente la eficiencia energética general, alcanzando hasta un 85-90%, añaden los mismos analistas.