Gestione sostenibile dei data center: quali sono le prospettive?

La gestione sostenibile dei data center rappresenta una sfida tecnologica, economica e ambientale di portata globale. Affinché essa sia fattibile richiede un approccio multidisciplinare, che integri efficienza operativa, pianificazione territoriale, innovazione e politiche energetiche avanzate.

L’obiettivo non è soltanto quello di ridurre il consumo dell’energia, ma di ripensare in toto il ruolo stesso dei centri di dati, facendoli diventare componenti attivi di un ecosistema capace di essere mantenuto nel corso del tempo.

La crescita esponenziale della domanda di dati digitali, alimentata da intelligenza artificiale, cloud computing, Internet of Things (IoT) e servizi di streaming, ha infatti reso i suddetti centri tra le infrastrutture più energivore del pianeta.

L’aumento della domanda energetica e le sfide costruttive

Recenti stime indicano che, entro il 2029, la rete elettrica globale dovrà far fronte a un incremento di circa 93 gigawatt di potenza aggiuntiva, per soddisfare le esigenze dei data center in costruzione o pianificati (quantità di energia equivalente al consumo annuale di interi Stati industrializzati).

L’aumento della potenza installata non è soltanto una mera questione di produzione: la sfida principale risiede difatti nella disponibilità continua e nella stabilità della rete in presenza di carichi altamente concentrati e costanti.

Molte aziende stanno rispondendo a questa esigenza con la costruzione di nuove centrali a gas naturale per garantire la fornitura. Tuttavia, la soluzione appena citata è incompatibile con gli obiettivi di decarbonizzazione fissati dall’Unione Europea e da numerosi Paesi del G7.

L’alternativa più sostenibile consiste nel combinare la produzione da fonti rinnovabili, l’accumulo energetico distribuito e l’ottimizzazione dei consumi dei centri di dati attraverso tecniche di gestione intelligente.

Un modello emergente nella gestione sostenibile dei data center è quello delle reti ibride integrate con risorse distribuite (Distributed Energy Resources, DER), come impianti fotovoltaici, batterie e sistemi di recupero termico. Lo scopo è ridurre la dipendenza dalla rete elettrica e abbassare i picchi di domanda, sfruttando la capacità di generare e accumulare energia localmente.

Un esempio pratico consiste nell’abbinare impianti solari di grande scala a sistemi di accumulo ad alta capacità posizionati nelle vicinanze dei centri. Tale approccio è più efficiente rispetto alla generazione distribuita su singole abitazioni, poiché consente una gestione centralizzata dell’energia e minori perdite di rete.

In più, il coinvolgimento delle abitazioni e delle comunità energetiche locali può contribuire alla stabilità del sistema elettrico complessivo, specialmente attraverso programmi di risposta alla domanda (Demand Response), nei quali i consumatori riducono volontariamente i propri consumi nei momenti di picco in cambio di incentivi economici.

Efficienza energetica e ottimizzazione dei carichi IT

Oltre alla produzione di energia rinnovabile, la sostenibilità dei data center è annessa alla riduzione del consumo energetico interno. Gli indicatori di efficienza più utilizzati includono il Power Usage Effectiveness (PUE), che rappresenta il rapporto tra il consumo totale di energia di un data center e quello effettivamente usato dai server IT.

I centri di dati tradizionali presentano valori medi di PUE compresi tra 1,6 e 2,0, mentre le strutture di ultima generazione raggiungono valori prossimi a 1,1, grazie a tecnologie di raffreddamento avanzate e a una gestione ottimizzata dei carichi. Le strategie più efficaci includono:

• raffreddamento ad aria indiretta e a liquido, che consente di ridurre drasticamente il consumo dei sistemi HVAC;
• free cooling e utilizzo di temperature ambiente in aree climaticamente favorevoli;
• virtualizzazione e containerizzazione dei carichi di lavoro, per massimizzare l’uso delle risorse computazionali;
• intelligenza artificiale per l’ottimizzazione energetica, impiegata per modulare dinamicamente l’attività dei server in funzione dei carichi previsti.

Un ulteriore pilastro della gestione sostenibile è rappresentato dal recupero del calore di scarto. I data center generano grandi quantità di energia termica, spesso dissipata nell’ambiente. Attraverso sistemi di scambio termico, tale energia può essere riusata per alimentare reti di teleriscaldamento, serre o processi industriali locali. Le suddette soluzioni permettono di migliorare il bilancio energetico complessivo e contribuiscono alla creazione di ecosistemi industriali circolari.

La simbiosi tra centri di dati e infrastrutture urbane è poi particolarmente promettente nelle aree metropolitane, dove il calore di scarto può integrare i sistemi di riscaldamento residenziale, riducendo le emissioni complessive e migliorando la resilienza energetica del territorio.

Un altro elemento chiave per garantire la gestione sostenibile dei data center è la localizzazione. Le regioni con abbondanza di energia rinnovabile (come quelle dotate di ampia capacità eolica o solare) offrono vantaggi economici e ambientali. Tuttavia, la densità dei carichi elettrici generata da cluster di data center può rappresentare un rischio per la stabilità della rete locale.

Per tale motivo, la pianificazione territoriale deve essere integrata con analisi di impatto sulla rete e piani di investimento in infrastrutture di trasmissione e distribuzione. Inoltre, i nuovi progetti devono considerare criteri ambientali quali:

• l’impronta idrica complessiva, legata ai sistemi di raffreddamento;
• le emissioni indirette derivanti dalla produzione di componenti hardware;
• l’impatto sull’uso del suolo e sull’ecosistema circostante.

Partenariati pubblico – privati per la gestione sostenibile dei data center

La transizione verso data center sostenibili richiede investimenti significativi. Una strategia efficace consiste nel coinvolgere operatori energetici e hyperscaler tecnologici in modelli di cofinanziamento delle infrastrutture rinnovabili e dei sistemi di efficienza domestica.

Tali partnership consentono di condividere i costi di installazione di pompe di calore, impianti fotovoltaici e batterie, creando un ecosistema energetico diffuso a vantaggio sia delle famiglie sia delle imprese.

Questo approccio decentralizzato trasforma gli edifici residenziali circostanti le infrastrutture per gestione dei dati in micro-unità di supporto alla rete, capaci di fornire energia o ridurre i consumi nei momenti critici, contribuendo così alla sostenibilità complessiva del sistema. In quest’ottica si può quindi asserire che il settore dei data center è chiamato a contribuire attivamente al raggiungimento degli obiettivi climatici globali.

Molte aziende hanno preso impegni di neutralità carbonica entro il 2030 o il 2040, includendo nel proprio bilancio, non solo le emissioni dirette (Scope 1 e 2), ma anche quelle indirette (Scope 3). Ciò implica un ripensamento completo della catena di fornitura, dell’efficienza dei dispositivi hardware e della gestione del ciclo di vita dei server.