Una guía completa y prospectiva
Introducción
Este artículo profundiza en los fundamentos del modelo de cableado privado, abarcando su arquitectura técnica, su justificación económica y sus perspectivas de futuro a la luz de tendencias emergentes como el crecimiento de la IA/HPC, los compromisos de sostenibilidad y la evolución de la normativa energética. Proporcionamos perspectivas financieras y una guía de implementación para ayudar a las partes interesadas de los centros de datos a evaluar la viabilidad de los despliegues de cableado privado.
Azura Consultancy está especializada en guiar a los operadores de centros de datos a lo largo de todo el ciclo de vida del cableado privado, desde los estudios de viabilidad y el cumplimiento de la normativa hasta el diseño técnico avanzado y la optimización operativa.
2. La creciente brecha de poder (2024-2025)
2.1 Déficit de capacidad en el mundo real
- Irlanda: La Declaración de Capacidad de Generación de EirGrid ha señalado en repetidas ocasiones las limitaciones de la red de Dublín. A partir de 2024, varias ampliaciones de centros de datos se han aplazado parcialmente o se han denegado asignaciones de potencia completas debido al aumento de las cargas de IA.
- Países Bajos: Operadores de red neerlandeses como TenneT advierten públicamente de la saturación en regiones con muchos centros de datos, lo que afecta a los desarrolladores de hiperescala que planean clústeres de entrenamiento de IA de varios cientos de megavatios.
- Reino Unido (Metro de Londres): Los escenarios energéticos futuros de National Grid ponen de relieve las presiones sobre el suministro en el corredor de la M4. Algunos proveedores de servicios de coubicación informan de retrasos de varios años en las conexiones eléctricas cruciales para los inquilinos centrados en la IA.
- EE.UU. (Virginia del Norte): El Plan de Recursos Integrados de Dominion Energy prevé posibles carencias de suministro en 2025-2026 si los clústeres de HPC entran en funcionamiento más rápido que la construcción de nuevas subestaciones. Los operadores de hiperescala están explorando cables privados y energía in situ para mitigar el riesgo.
- Singapur: Pese al levantamiento de la moratoria de centros de datos, las políticas de asignación de potencia siguen siendo estrictas. A un importante proveedor de nube en 2024 se le concedió solo una fracción de la carga que solicitó inicialmente, lo que afectó específicamente a su capacidad de entrenamiento de IA.
2.2 Crecimiento de la demanda impulsada por la IA (2025-2030)
La siguiente tabla resume las previsiones de las principales agencias energéticas y analistas de mercado, proporcionando el telón de fondo cuantitativo de por qué las arquitecturas de cableado privado, la generación in situ y el almacenamiento a gran escala deben incorporarse a las hojas de ruta de los centros de datos ahora, no como un añadido futuro.
| Métrica | 2024 → 2030 Cambio | Fuente |
| Electricidad mundial utilizada por todos los centros de datos | se eleva desde ≈ 460 TWh a ≈ 945 TWh-> más que el consumo actual de Japón | (AIE) |
| Parte de esa demanda directamente atribuible a Cargas de trabajo de IA | 4 × crecimiento para 2030 | (AIE) |
| Demanda total de energía del centro de datos (capacidad) | +50 % para 2027 y +165 % para 2030 frente a 2023 | (Goldman Sachs) |
| Cuota de IA de la potencia de CC instalada | 14 % (2023) → 27 % (2027) | (Goldman Sachs) |
Lo más importante: La rápida expansión de las cargas de trabajo de IA y HPC -en las que los bastidores pueden superar los 30-50 kW/bastidor- sigue ejerciendo presión sobre las redes públicas. Los cables privados ayudan a llenar el vacío proporcionando conexiones directas y dedicadas, a menudo respaldadas por generación in situ o cercana.
3. Principales ventajas del modelo de cable privado
- Control de los costes energéticos
- Evitar las tasas de transmisión: Eludir determinados gastos de transmisión y distribución puede reducir los costes generales de la electricidad.
- Estabilidad de precios a largo plazo: Los PPA (contratos de compraventa de energía) con cable privado pueden fijar tarifas fijas o indexadas, proporcionando presupuestos energéticos más predecibles.
- Resistencia y fiabilidad
- Infraestructura dedicada: Minimiza las vulnerabilidades de la red compartida, reduciendo el riesgo de caídas de tensión regionales.
- Acondicionamiento eléctrico personalizado: Los operadores pueden integrar sistemas avanzados de calidad de la energía (por ejemplo, filtros de armónicos, regulación de tensión) para proteger las cargas sensibles de IA/HPC.
- Sostenibilidad y descarbonización
- Acceso directo a las energías renovables: Los cables privados facilitan la verificación del abastecimiento de energía con cero emisiones de carbono, en consonancia con los objetivos ESG y de emisiones de Alcance 2.
- Energía verde trazable: Los operadores pueden emparejar la generación con REC reconocidos o Garantías de Origen, reforzando las alegaciones de sostenibilidad.
- Control de la generación y el almacenamiento
- Generación in situ o cercana: La energía solar, eólica, la cogeneración o las pilas de combustible pueden alimentar directamente el centro de datos.
- Oportunidades de exportación: La energía sobrante puede venderse a los vecinos o a la red, lo que ofrece posibles fuentes de ingresos.
Lo más importante: Los cables privados no sólo son fiables, sino que también sirven para activos estratégicos para la gestión de costes, el cumplimiento de las ESG y la innovación energética.
4. Arquitectura técnica y diseño
4.1 Conexión a la red frente a funcionamiento en isla
- Conectado a la red: Permite al centro de datos obtener energía suplementaria de la compañía eléctrica o vender la energía sobrante. Requiere conmutadores y ATS (conmutadores de transferencia automática) para gestionar las transiciones.
- Microrredes aisladas: Los sistemas completamente aislados de la red necesitan controles SCADA robustos, una generación adecuada y capacidad de almacenamiento para gestionar los picos de carga de IA y garantizar un funcionamiento continuo.
Los operadores suelen preferir soluciones conectadas a la red por motivos de redundancia. Los enfoques totalmente aislados pueden proporcionar una autonomía completa, pero exigen un capital y una experiencia operativa considerables.
4.2 Infraestructura eléctrica
- Subestaciones y aparamenta: Los centros de datos suelen instalar subestaciones dedicadas en configuraciones N+1 o 2N, lo que garantiza que no haya un único punto de fallo.
- Selección de cables: Líneas subterráneas de AT o MT dimensionadas para picos y futuras ampliaciones, cruciales en contextos de HPC donde las cargas pueden escalar rápidamente.
- Transformers: Múltiples transformadores reductores que separan las cargas informáticas, mecánicas y críticas. Garantiza la resistencia y cumple los requisitos TIA-942 o Uptime Institute Tier.
4.3 Medición, control y normas
- Infraestructura de medición avanzada (AMI): Seguimiento del consumo en tiempo real, mediciones de la calidad de la energía y posibles exportaciones netas.
- Integración SCADA: Control centralizado de los cables privados, la generación local y la alimentación de los servicios públicos.
- Referencias reglamentarias: Cumplimiento de la norma IEEE 1547 (EE.UU.) o G99 (Reino Unido) para la interconexión de generación distribuida.
La supervisión y el cumplimiento van de la mano; un SCADA robusto y el cumplimiento de los códigos de red garantizan el funcionamiento seguro y legal de los sistemas de cableado privados.
4.4 SAI, generadores, DRUPS y almacenamiento de energía
- Sistemas SAI
- Batería o volante de inercia: Proporcionan energía de paso para puentes de corta duración y corrigen los problemas de calidad de la energía. Las baterías de iones de litio ofrecen una mayor densidad energética; los volantes de inercia reducen el tamaño de la batería.
- DRUPS (Sistema de Alimentación Ininterrumpida Rotativo Diesel)
- Generador y SAI integrados mecánicamente con una masa giratoria para una transferencia de energía sin interrupciones.
- Eficaz en determinados escenarios; reduce la dependencia de grandes bancos de baterías.
- Requiere un mantenimiento cuidadoso y suele utilizar gasóleo, lo que plantea problemas de emisiones.
- Generadores de reserva
- Gasóleo o gas natural para cortes prolongados. Algunos centros de datos exploran el hidrógeno o el biogás para reducir la huella de carbono.
- Almacenamiento de energía
- Sistemas de baterías (a gran escala): Almacenan energía renovable intermitente o desplazan cargas a periodos valle.
- Integración con energías renovables: Suaviza la variabilidad solar o eólica, lo que permite a los centros de datos depender más de la energía verde.
Un enfoque por capas -UPS o DRUPS para el corto plazo, más generadores y almacenamiento en baterías para el largo plazo- es fundamental para la resiliencia de nivel III/IV o de grado HPC.
5. Generación de energía in situ
5.1 Tecnologías actuales
- Generadores de gas natural/biogás: Menos emisiones que el gasóleo, puede funcionar de forma continua o en modo punta.
- Energía solar fotovoltaica (FV): Cero emisiones operativas; eficaz en tejados o terrenos adyacentes.
- Aerogeneradores: Viable donde los recursos eólicos son fuertes; las grandes instalaciones requieren importantes permisos.
- CHP (Combinación de calor y electricidad): Alta eficiencia global al capturar y reutilizar el calor residual para refrigeración o calefacción urbana.
- Generadores diésel (de reserva): Común, pero sometido a un mayor escrutinio debido a las emisiones y las normativas locales.
5.2 Tecnologías emergentes y futuras
- Pilas de combustible (hidrógeno, gas natural): Puede alcanzar una emisión de carbono cercana a cero si se alimenta con hidrógeno verde.
- Microturbinas: Turbinas de gas compactas, de bajas emisiones y escalables para cargas parciales.
- Baterías avanzadas: Tecnología emergente de baterías de flujo o químicas de litio de última generación para descargas prolongadas.
- Pequeños reactores modulares (SMR): Potencial a largo plazo para una carga de base sin carbono. La reglamentación y la aceptación pública siguen siendo obstáculos.
5.3 Potencial de generación, almacenamiento y flexibilidad in situ
| Tecnología | Proyección hacia delante | Por qué es importante para la estrategia de cableado privado | Fuente |
| Almacenamiento en batería a escala de red y detrás del contador | Instalaciones acumuladas en el mundo ≈ 411 GW / 1,2 TWh en 2030 (15 veces más que en 2021) | Baterías + cable privado = respuesta en frecuencia, afeitado de picos, arranque en negro | (Bloomberg NEF) |
| Objetivo del G7 para el almacenamiento de electricidad | 1.500 GW de almacenamiento mundial en 2030 (6 veces el nivel de 2022) | Fuerte viento de cola político para el almacenamiento en los campus de DC | (Financial Times) |
| Causa principal de los cortes de electricidad | La distribución eléctrica in situ -no el fallo de la red- subraya la necesidad de DRUPS, CHP y microrredes | Impulsa arquitecturas híbridas (red + grupo electrógeno + BESS + energías renovables) |
La elección de la generación in situ depende de los recursos locales, los objetivos ESG de la empresa y la rentabilidad económica. Las nuevas tecnologías, como las pilas de combustible de hidrógeno, pueden transformar las estrategias energéticas de los centros de datos en los próximos años.
6. Reforzar la perspectiva financiera y de rendimiento de la inversión
6.1 Análisis coste-beneficio y modelos de negocio
- Análisis coste-beneficio
- Gastos de capital (CapEx): Subestación, cableado, generación in situ, DRUPS o UPS, etc.
- Gastos operativos (OpEx): Costes de combustible, mantenimiento, cargas de reserva de red, personal potencial o subcontratación.
- Flujos de ingresos/compensación: Ahorro en tarifas de transmisión evitadas, ventas de excedentes de energía o pagos por respuesta a la demanda.
- Modelos de negocio
- Propiedad vs. Terceros: Algunos centros de datos prefieren que un promotor o un socio energético financie los activos de generación y fije las tarifas eléctricas mediante un PPA a largo plazo.
- Aplicación por fases: Empezar con generación parcial in situ; ampliar la capacidad a medida que aumenten las cargas o se aclare la rentabilidad.
- Impulsores del ROI
- Alta densidad energética: Los bastidores de IA/HPC pueden superar los 30-50 kW/bastidor, lo que comprime los plazos de retorno de la inversión si el cableado privado ahorra lo suficiente en costes de electricidad.
- Incentivos a la sostenibilidad: Las subvenciones públicas o los créditos de carbono pueden compensar la inversión de capital en generación con bajas emisiones de carbono.
6.2 Economía del cableado privado y de los PPA de empresas
Las cifras que figuran a continuación ilustran la velocidad a la que está creciendo el mercado de los PPA, por qué Europa se ha convertido en un punto caliente para los contratos de cable privado y cómo las crecientes necesidades de inversión en la red de transporte están reforzando los argumentos comerciales a favor de las vías de suministro especializadas.
| Indicador de mercado | Base de referencia 2020 → Perspectivas 2030 | Fuente |
| Europeo acumulativo Contratos de compra de energía renovable para empresas (incl. cables privados cercanos al emplazamiento) | 14 GW contratados (2013 20); los volúmenes aumentan 2 3 GW / año y se aceleran después de 2024. | (Renewable Market Watch) |
| Global Valor del contrato PPA | US $ 28 bn (2023) → ≈ US $ 194 bn para 2030 (CAGR ≈ 32 %) | (Market.us Scoop) |
| Inversión en la red derivada del crecimiento de la corriente continua | US $ 720 bn gasto en transmisión necesario en todo el mundo para 2030 | (Goldman Sachs) |
Llevar a cabo un análisis financiero holístico -que tenga en cuenta los costes evitados de los servicios públicos, los ingresos potenciales y los incentivos basados en la sostenibilidad- es vital para el éxito de una estrategia de cableado privado.
7. Los centros de datos como generadores de energía
7.1 Venta de excedentes
- Medición neta o tarifas de alimentación: Los excedentes a menor escala pueden obtener créditos o primas.
- Cable privado a cargas cercanas: El exceso de capacidad puede compartirse con vecinos industriales o comerciales locales, creando un ecosistema de microrredes.
- Servicios auxiliares: Los grandes sistemas de baterías o los generadores gestionables pueden prestar servicios de estabilidad de la red, como la regulación de la frecuencia o la reducción de picos, para obtener ingresos adicionales.
7.2 Consideraciones y retos
- Homologaciones reglamentarias: Acuerdos de interconexión, licencias de generación, conformidad con IEEE 1547, G99, etc.
- Infraestructura de medición: Contadores de nivel de ingresos y SCADA avanzado para una medición y facturación fiables.
- Análisis económico: El excedente de generación debe ser lo suficientemente grande y tener un precio competitivo para justificar los costes de infraestructura.
Los centros de datos pueden convertirse en centros energéticos que compensen los costes operativos o generen nuevas fuentes de ingresos, siempre que superen las complejidades técnicas y normativas.
8. Métricas de sostenibilidad y alineación ESG
PUE y CUE
- PUE (Eficacia del Uso de la Energía): Puede mejorar si la generación in situ del centro de datos es eficiente o puede proporcionar recuperación de calor residual.
- CUE (Eficacia del Uso del Carbono): El acceso directo a energía renovable o baja en carbono reduce las emisiones totales de gases de efecto invernadero por unidad de carga informática.
REC, garantías de origen y seguimiento
Los centros de datos pueden comprar certificados de energía renovable (EE.UU.) o garantías de origen (UE) para validar su uso de energía limpia. Con un cable privado, también pueden vincular directamente la generación al consumo para presentar informes medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG) más transparentes.
Consideraciones sobre el agua y el calor residual
La generación in situ (especialmente la cogeneración o los SMR nucleares) puede alterar el uso del agua y las estrategias de refrigeración. El calor residual de la generación in situ puede reciclarse en calefacción urbana o utilizarse para refrigeración por absorción, lo que mejora aún más las credenciales de sostenibilidad.
Las métricas de sostenibilidad sólidas influyen cada vez más en la percepción de inversores y clientes. Los acuerdos de cableado privado ofrecen un camino claro hacia reducciones de carbono y optimización de recursos demostrables.
9. Orientación para la aplicación
- Hoja de ruta por fases
- Estudio de viabilidad: Evaluar las limitaciones de la red local, las previsiones de carga y las opciones tecnológicas.
- Diseño y permisos: Colaborar con las empresas de servicios públicos, cumplir la norma IEEE 1547/G99 y obtener permisos medioambientales.
- Piloto y despliegue: Implantar primero la generación a menor escala o parcial, y luego ampliarla a medida que crezca la demanda.
- Operaciones y mantenimiento: Establecer sólidos programas de mantenimiento para los DRUPS, los generadores in situ y los equipos de las subestaciones.
- Evaluación de riesgos
- Reglamentaria: Supervisar la evolución de las políticas (por ejemplo, nuevas normas sobre emisiones, tasas de espera).
- Técnica: Asegúrese de que los sistemas redundantes se comprueban regularmente (mantenimiento de DRUPS, batería, suministro de combustible).
- Financiera: Tenga en cuenta la volatilidad del mercado en el precio del combustible o de los créditos de carbono, y considere futuras expansiones impulsadas por la IA/HPC.
- Asociaciones
- Servicios públicos: Colaborar en el cumplimiento del código de la red y las posibles mejoras de capacidad.
- Proveedores de tecnología: Los proveedores de DRUPS, proveedores de pilas de combustible o fabricantes de microturbinas pueden ofrecer soluciones llave en mano.
- Promotores de energía: Los modelos basados en PPA pueden transferir las cargas de CapEx, bloqueando tarifas predecibles.
Un enfoque estructurado garantiza que los proyectos de cableado privado se ajusten a los objetivos empresariales, técnicos y de sostenibilidad, reduciendo los riesgos de la inversión en infraestructuras energéticas a gran escala.
10. Viabilidad jurídica
Al explorar un Configuración del cableado privado del centro de datoses esencial darse cuenta de que viabilidad jurídica varía considerablemente de una región a otra. Cada país -o incluso cada jurisdicción- puede imponer distintos requisitos relacionados con la interconexión a la red, la concesión de licencias, los permisos medioambientales y la fiscalidad de los cables privados. Los operadores deben llevar a cabo una diligencia debida exhaustiva y específica para cada lugar, a menudo consultando a expertos jurídicos y empresas de servicios públicos locales para garantizar el pleno cumplimiento y mitigar los riesgos. Un compromiso temprano con los organismos reguladores, combinado con una revisión detallada de los códigos de red y los marcos contractuales aplicables, ayudará a evitar costosos contratiempos y garantizará un camino sin problemas para implementar con éxito un acuerdo de cable privado.
11. 11. Perspectivas de futuro
- Acelerar el crecimiento de la IA y la HPC Las cargas de trabajo de IA, en particular la formación de grandes modelos lingüísticos, pueden aumentar las cargas de los centros de datos entre 3 y 4 veces en los próximos años, lo que amplifica la necesidad de arquitecturas de cableado privado robustas.
- Economía emergente del hidrógeno Se prevé un aumento de la producción de hidrógeno verde, que podría alimentar las pilas de combustible de los centros de datos y reducir drásticamente las emisiones.
- Gestión avanzada de la energía Los gemelos digitales impulsados por IA pueden optimizar el uso del cable privado mediante la previsión de las cargas y la generación, minimizando los costes y el impacto medioambiental.
- Estructuras reguladoras y de mercado Se esperan más incentivos para las energías renovables in situ y el almacenamiento avanzado, pero también posibles cargos por capacidad o espera por parte de las empresas de servicios públicos que buscan recuperar los costes de la red.
- Los centros de datos como polos energéticos Las instalaciones de varios inquilinos o de colocación pueden convertirse en anclas de microrredes locales, vendiendo o intercambiando el excedente de energía con los vecinos o de vuelta a la red a través de plataformas de comercio entre iguales.
Los cables privados desempeñarán un papel fundamental en la evolución del ecosistema energético, especialmente a medida que los centros de datos aprovechen las nuevas tecnologías y los cambios políticos para garantizar una energía fiable, rentable y sostenible.
Conclusión
El modelo de cable privado proporciona un solución potente para centros de datos que se enfrentan a un aumento de las cargas de trabajo basadas en IA y a una capacidad de red incierta. Al forjar enlaces dedicados a las fuentes de energía e integrando generación in situ y almacenamiento de energíalos operadores ganan resilienciala previsibilidad de los costes y claras ventajas de sostenibilidad. Además, un centro de datos con capacidad excedentaria puede participar en los mercados energéticos, ampliando su papel de simple consumidor de energía a consumidor de energía. centro de energía activa.
Para aplicar con éxito una estrategia de cableado privado es necesario minuciosos estudios de viabilidad, diseño robustoy estrecha coordinación con empresas de servicios públicos, reguladores y proveedores de tecnología. A medida que aumentan las cargas de IA y HPC, y a medida que el hidrógeno verde, las pilas de combustible y las baterías avanzadas ganan terreno, el enfoque de cableado privado está preparado para convertirse en un elemento clave de la innovación. pilar esencial de la nueva generación de infraestructuras de centros de datos. Al incorporar rigor financiero, métricas de sostenibilidad, y asociaciones de futuroLos centros de datos pueden asegurarse una ventaja competitiva mientras navegan por el cambiante panorama energético.
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