L’intelligenza artificiale (AI) e i data centers, che potremmo definire come le infrastrutture dell’immateriale o, più semplicemente, le banche in cui immettiamo i dati, ci pongono dinanzi al difficile tema della correlazione esistente tra la transizione digitale e la transizione energetica.

Più precisamente, lo scorso 8 novembre, la Professoressa Giovanna Sissa, dell’Università di Genova, ha scritto che “occorre indagare gli effetti dell’interazione tra le due, siano essi positivi – può la transizione digitale accelerare quella energetica? – o negativi – l’impatto sulle emissioni [e a monte sui consumi] della transizione digitale, dell’intelligenza artificiale e dei data center rischia di vanificare gli sforzi di quella energetica”[1]?

Premesso che, ad oggi, esistono ancora pochi studi al riguardo e con risultati in contrasto tra loro, l’obiettivo che ci poniamo è di portare alla luce la contraddizione che si cela tra le due transizioni.

Senza dubbio, l’intelligenza artificiale è particolarmente promettente per quanto attiene la costruzione di reti energetiche più efficienti, stabili e intelligenti, oltre ad avere un impatto potenzialmente significativo sulla produttività, quindi sui margini di profitto di un’ampia gamma di settori industriali, dai software ai servizi finanziari[2].

L’AI potrebbe infatti migliorare la pianificazione e la resilienza delle reti energetiche, nonché contribuire alla scoperta di materiali per le tecnologie energetiche pulite. Ad esempio, l’incremento dell’efficienza dei chip, con circuiti più densi, sta già riducendo in maniera significativa il fabbisogno energetico dei semiconduttori[3].

Inoltre, Bank of America[4] ha stimato che l’effetto dell’intelligenza artificiale sulla crescita dei margini del settore dell’energia Usa in una serie di casi d’uso, tra cui l’esplorazione, il monitoraggio delle condutture e quello ambientale, sarà del 3,1% nei prossimi 5 anni.

Nel contempo, IA e data centers potrebbero rappresentare una grave minaccia per la sicurezza energetica di un paese, nonché per gli obiettivi di decarbonizzazione dell’intera umanità, nella misura in cui “tanto più l’intelligenza artificiale è efficiente, tanto più è energivora”[5]. Le soluzioni che vengono da più parti avanzate al riguardo, come la fusione nucleare, l’informatica quantistica, o i reattori modulari di piccole dimensioni[6], appaiono – nella migliore delle ipotesi – piuttosto lontane nel tempo[7].

Di seguito, alcuni tra i dati più significativi concernenti il carattere energivoro di IA e data centers:

• La potenza di calcolo necessaria per sostenere la crescita dell’intelligenza artificiale raddoppia ogni 100 giorni circa;
• Ogni domanda che poniamo a ChatGPT consuma tra le 15-20 volte di più rispetto ad una ricerca fatta su Google Search. Attualmente, ChatGPT richiede circa 564 MWh al giorno (un quantitativo di energia sufficiente ad alimentare 18.000 abitazioni negli Stati Uniti)[8];
• A ottobre, l’International Energy Agency ha pubblicato un rapporto, intitolato “What the data center and AI boom could mean for the energy sector”, in base al quale la domanda aggregata di elettricità a livello mondiale è destinata ad aumentare di 6.750 Terawattora entro il 2030[9];
• Ad oggi, i data center sono responsabili del 4% circa della domanda di energia elettrica negli Usa, raddoppiata dal 2017[10].

Secondo la Rivista Energia[11], al 2030, i data center rappresenteranno l’8% del consumo di elettricità negli Stati Uniti, mentre per il Lawrence Berkeley National Lab[12] financo il 12% già entro il 2028;

• In base a Mckinsey[13], anche il consumo energetico dei data center in Europa (UE, Norvegia, Svizzera e Gran Bretagna) triplicherà entro il 2030.

Più precisamente, esso richiederà un aumento della domanda di energia elettrica, la quale è rimasta relativamente stagnante dal 2007, che passerà dagli attuali 10 GW ai 35 GW.

In base a quanto riportato da Oilprice[14], il 5 dicembre scorso, la crescita della domanda di elettricità dovuta all’intelligenza artificiale rischia di superare quella prodotta grazie alle fonti di energia rinnovabile. I data centers, inoltre, hanno bisogno di elettricità affidabile e ininterrotta 24 ore su 24 e in alcun modo l’energia eolica e solare, anche con batterie di backup, possono ad oggi garantirlo[15].

Per tale ragione, Black & Veatch, società di EPC e costruzioni, ha scritto che il gas naturale è l’opzione energetica ottimale per le infrastrutture dell’immateriale.

“Le imprese desiderose di avere un impatto ambientale attraverso strategie più ecologiche e innovazioni energetiche che riducono le loro emissioni di carbonio possono contare su un’alimentazione affidabile, accessibile e più pulita grazie al gas naturale. L’approvvigionamento e la consegna del gas naturale sono estremamente affidabili, dato che i gasdotti sono generalmente interrati e protetti dagli elementi naturali. Il gas naturale è anche più economico del gasolio e i generatori ampiamente disponibili possono ora soddisfare lo standard industriale con un tempo di avvio di 10 secondi per l’energia di emergenza”[16].

Il medesimo concetto è stato ribadito il 12 dicembre scorso da Jeff Gustavson, responsabile della divisione New Energies di Chevron, il quale, in occasione di un evento Reuters a New York, ha dichiarato che da un anno sono in corso trattative per la fornitura di gas naturale ai produttori di energia che forniscono elettricità agli operatori dei data centers[17].

Di seguito, alcune previsioni riguardanti il consumo di gas naturale per le infrastrutture dell’immateriale:

• Ad aprile, Goldman Sachs[18] ha stimato che saranno necessari circa 47 GW di capacità aggiuntiva di elettricità per sostenere la crescita della domanda di energia dei data center Usa fino al 2030, soddisfacendola per il 60% circa con gas naturale e per il restante 40% con fonti rinnovabili;
• A ottobre, S&P Global[19] ha previsto che, a fronte di una crescita della domanda di elettricità dei data centers Usa del 12% all’anno per i prossimi 6 anni, il corrispondente aumento della domanda di gas naturale sarà compreso tra i 3-6 miliardi di piedi cubi al giorno entro il 2030 (dai 30 ai 60 Gm³ di gas naturale aggiuntivi)[20].

Tutto ciò significa che la corsa alla transizione digitale sarà – in primo luogo – alimentata dal gas naturale e solo secondariamente dall’energia eolica e solare ed il motivo è piuttosto semplice: la fornitura di gas naturale è più affidabile di quella delle fonti energetiche dipendenti dalle condizioni atmosferiche.

Lo scorso 13 ottobre, Eric Schmidt, già CEO di Google dal 2001 al 2011, poi presidente della National Security Commission sull’Artificial Intelligence, durante l’evento inaugurale Scsp su AI ed Energia a Washington, ha dichiarato che “non raggiungeremo gli obiettivi di sostenibilità, perché non siamo organizzati per farlo. Investiamo quindi senza limiti in intelligenza artificiale e data center, anche se consumano tantissima energia, e sarà proprio l’AI a risolvere il problema”[21].

La sintesi che Schmidt avanza alla contraddizione da noi messa in luce non ci pare convincente per almeno due ragioni.

In primo luogo, non è affatto certo che l’intelligenza artificiale potrà “risolvere il problema” in questione.

In secondo luogo, è opportuno evidenziare che, negli Stati Uniti, l’enorme consumo di elettricità per le nuove tecnologie sta già facendo crescere il costo dell’energia per le famiglie.

Più precisamente, nel Mid-Atlantic, si prevede che i costi delle tariffe cresceranno del 20% nel 2025 e i data center sono citati come la principale causa di ciò[22].

Un impatto importante sulle bollette che, prima o poi, riguarderà anche l’UE che, tra le altre cose, necessita di investimenti in infrastrutture per data center compresi tra i 250-300 miliardi di dollari entro la fine del decennio corrente.

Focus Usa

In conformità con le cifre dell’Oil Market Report, pubblicato dall’International Energy Agency il 12 dicembre 2024^[23], la domanda globale di petrolio è stimata in aumento di 840.000 b/g nell’anno corrente (anno su anno, -80.000 b/g rispetto al Report del mese precedente), e di 1.100.000 b/g nel 2025 (anno su anno), per complessivi 103.900.000 b/g, circa (+100.000 b/g rispetto al Report del mese precedente).

A ottobre, le scorte industriali dell’OCSE sono diminuite di 30.900.000 barili, per complessivi 2.778.000.000 barili, circa (91.600.000 barili al di sotto della media degli ultimi 5 anni).

A novembre, la produzione petrolifera globale è aumentata di 130.000 b/g (mese su mese), per complessivi 103.400.000 b/g, in virtù della ripresa dell’output della Libia, e del Kazakhstan.

L’output di greggio statunitense (convenzionale e non), dopo il precedente picco di 9.627.000 b/g raggiunto ad aprile 2015, è decresciuto fino al minimo di 8.428.000 b/g toccato il 1° luglio 2016^[24]. Dopodiché, ad esclusione della parentesi Covid-19, esso ha ripreso ad aumentare fino al record di 13.631.000 b/g, toccato il 6 dicembre 2024 (stime settimanali). Dal 20 dicembre, l’output di greggio statunitense è di 13.585 b/g (stime settimanali).

Tuttavia, diversi analisti evidenziano che lo scisto statunitense si stia sempre più avvicinando ai limiti degli aumenti di produttività (nel Permiano, la principale area di estrazione shale negli Usa, -15% dal 2020 secondo Enverus) – quindi, del proprio picco estrattivo[25] – che nemmeno l’intelligenza artificiale, o il “drill baby drill” del neo Presidente Donald Trump[26], potranno di fatto far venir meno[27].

In base alle proiezioni divulgate da Baker Hughes^[28] il 27 dicembre 2024, le 589 trivelle attualmente attive negli Stati Uniti, di cui 483 (82%) sono petrolifere, 102 gasiere (17,3%), più 4 miste (0,7%), risultano essere 7 in più rispetto a quelle rilevate il 27 novembre 2024, ma 33 in meno rispetto al medesimo periodo dell’anno precedente.

A settembre 2024, le importazioni di greggio degli Stati Uniti d’America sono state 6.456.000 b/g, in aumento di 131.000 b/g rispetto ad agosto^[29]. Nei primi nove mesi dell’anno in corso, la media delle importazioni statunitensi è stata di 6.618.000 b/g, in lieve aumento rispetto ai 6.610.000 b/g nel 2023, ai 6.281.000 b/g nel 2022, ai 6.114.000 b/g nel 2021 e ai 5.875.000 b/g nel 2020.

Foto: A29 e Chevron

NOTE

[1] Rivista Energia 2024, “Intelligenza artificiale, data center, emissioni”, https://www.rivistaenergia.it/2024/11/intelligenza-artificiale-data-center-emissioni/, 8 novembre 2024.

[2] Slav I. 2024, “Strained Power Grids: The Hidden Cost of The AI Boom”, https://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/Strained-Power-Grids-The-Hidden-Cost-of-The-AI-Boom.html, 30 September 2024.

[3] Zero Hedge 2024, “Data Center Diplomacy: The New Frontier in AI Geopolitics”, https://oilprice.com/Geopolitics/International/Data-Center-Diplomacy-The-New-Frontier-in-AI-Geopolitics.html, 12 November 2024.

[4] Zero Hedge 2024, “AI Could Have Major Impact on Industry Profitability”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/AI-Could-Have-Major-Impact-on-Industry-Profitab, 14 October 2024.

[5] Simonetta B. 2024, “Intelligenza artificiale, il boom dei data center impatta sulla bolletta”, Il Sole 24 Ore, 9 novembre 2024.

[6] Zero Hedge 2024, “U.S. Energy Secretary: Hyperscalers Committed to Clean Energy for Data Centers”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/US-Energy-Secretary-Hyperscalers-Committed-to-Clean-Energy-for-Data-Centers.html, 26 September 2024.

[7] Zaremba H. 2024, “Can Quantum Computing Solve AI’s Energy Crisis?”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Can-Quantum-Computing-Solve-AIs-Energy-Crisis.html, 15 October 2024.

[8] Zaremba A. 2024, “Researchers Discover Algorithm to Slash AI Energy Consumption by 95%”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Researchers-Discover-Algorithm-to-Slash-AI-Energy-Consumption-by-95.html, 17 October 2024.

[9] Bradstock F. 2024, “Data Centers Are Sending Global Electricity Demand Soaring”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Data-Centers-Are-Sending-Global-Electricity-Demand-Soaring.html, 5 December 2024.

[10] Geiger J. 2024, “Data Centers Are Eating the Grid Alive”, https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Data-Centers-Are-Eating-the-Grid-Alive.html, 20 December 2024.

[11] Rivista Energia 2024, “Intelligenza artificiale, data center, emissioni”, https://www.rivistaenergia.it/2024/11/intelligenza-artificiale-data-center-emissioni/, 8 novembre 2024.

[12] Geiger J. 2024, “Data Centers Are Eating the Grid Alive”, https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Data-Centers-Are-Eating-the-Grid-Alive.html, 20 December 2024.

[13] Kimani A. 2024, “Mckinsey: Europe’s Data Center Power Demand to Triple By 2030”, https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Mckinsey-Europes-Data-Center-Power-Demand-To-Triple-By-2030.html, 24 October 2024.

[14] Bradstock F. 2024, “Data Centers Are Sending Global Electricity Demand Soaring”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Data-Centers-Are-Sending-Global-Electricity-Demand-Soaring.html, 5 December 2024.

[15] Geiger J. 2024, “Data Centers Are Eating the Grid Alive”, https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Data-Centers-Are-Eating-the-Grid-Alive.html, 20 December 2024.

[16] Slav I. 2024, “U.S. Gas Drillers Saddle Up for Data Center-Fueled Demand Ride”, https://oilprice.com/Energy/Gas-Prices/US-Gas-Drillers-Saddle-Up-for-Data-Center-Fueled-Demand-Ride.html, 26 November 2024.

[17] Slav I. 2024, “Chevron and Exxon Target Data Centers with Reliable Gas Power”, https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Chevron-and-Exxon-Target-Data-Centers-with-Reliable-Gas-Power.html, 14 December 2024.

[18] Zero Hedge 2024, “Can Natural Gas Power Pennsylvania’s AI Boom?”, https://oilprice.com/Energy/Natural-Gas/Can-Natural-Gas-Power-Pennsylvanias-AI-Boom.html, 3 November 2024.

[19] Slav I. 2024, “Data Centers Highlight the Limits of Renewable Energy Scaling”, https://oilprice.com/Alternative-Energy/Renewable-Energy/Data-Centers-Highlight-the-Limits-of-Renewable-Energy-Scaling.html, 24 November 2024.

[20] Potere calorifico non specificato da S&P Global.

[21] Carfagna B. 2024, “Intelligenza artificiale: consumi di energia enormi, non sappiamo chi la produrrà”, Il Sole 24 Ore, 13 ottobre 2024.

[22] Simonetta B. 2024, “Intelligenza artificiale, il boom dei data center impatta sulla bolletta”, Il Sole 24 Ore, 9 novembre 2024.

[23] International Energy Agency 2024, Oil Market Report, https://www.iea.org/reports/oil-market-report-december-2024, 12 December 2024.

[24] U.S. Energy Information Administration: http://www.eia.gov/dnav/pet/pet_sum_sndw_dcus_nus_w.htm.

[25] Secondo i dati della U.S. Energy Information Administration, la produzione di greggio di scisto Usa ha raggiunto il picco a 2023 e da allora è diminuita di circa il 2%. Alex Kimani 2024, “The American Shale Patch Is All About Depletion Now”, https://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/The-American-Shale-Patch-Is-All-About-Depletion-Now.html, 22 December 2024.

[26] Rystad Energy 2024, “Will Trump’s Energy Dominance Policy Reshape U.S. Shale Production?”, https://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/Will-Trumps-Energy-Dominance-Policy-Reshape-US-Shale-Production.html, 19 December 2024.

[27] Slav I. 2024, “U.S. Shale Nears Limits of Productivity Gains”, https://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/US-Shale-Nears-Limits-of-Productivity-Gains.html, 16 December 2024.

[28] Baker Hughes: https://bakerhughesrigcount.gcs-web.com/na-rig-count?c=79687&p=irol-reportsother (North America Rotary Rig Count (Jan 2000 – Current).

[29] U.S. Energy Information Administration: http://www.eia.gov/dnav/pet/pet_move_impcus_a2_nus_epc0_im0_mbblpd_a.htm.