Se gli Stati Uniti dovessero costruire data center, ecco dove dovrebbero andare

Negli ultimi mesi, le aziende tecnologiche hanno investito così tanto nella costruzione di data center da trainare attivamente l'economia statunitense , e la corsa all'intelligenza artificiale non mostra segni di rallentamento. La scorsa settimana, il capo di Meta, Mark Zuckerberg, ha dichiarato al presidente Donald Trump che l'azienda avrebbe speso 600 miliardi di dollari in infrastrutture statunitensi, inclusi i data center, entro il 2028, mentre OpenAI si è già impegnata a investire 1,4 trilioni di dollari.

Una nuova analisi approfondita esamina l'impatto ambientale dei data center negli Stati Uniti per capire esattamente cosa potrebbe affrontare il Paese con il proseguimento di questa espansione nei prossimi anni e dove gli Stati Uniti dovrebbero costruire data center per evitare gli impatti ambientali più dannosi.

Lo studio , pubblicato lunedì sulla rivista Nature Communications, utilizza una varietà di dati, tra cui la domanda di chip di intelligenza artificiale e informazioni sulla scarsità di elettricità e acqua a livello statale, per proiettare i potenziali impatti ambientali dei futuri data center fino alla fine del decennio. Lo studio modella diversi possibili scenari su come i data center potrebbero influenzare gli Stati Uniti e il pianeta, e avverte che le promesse di zero emissioni nette delle aziende tecnologiche difficilmente saranno all'altezza del fabbisogno energetico e idrico delle enormi strutture che stanno costruendo.

Fengqi You, professore di ingegneria dei sistemi energetici alla Cornell University e uno degli autori dell'analisi, afferma che lo studio, iniziato tre anni fa, arriva "in un momento perfetto per comprendere l'impatto dell'intelligenza artificiale sui sistemi climatici e sull'utilizzo e il consumo di acqua".

Il settore dell'intelligenza artificiale "sta crescendo molto più velocemente di quanto ci aspettassimo", aggiunge, soprattutto con l'attenzione concentrata dell'amministrazione Trump sul settore. "Tutto questo sta prendendo piede in questo momento".

Non tutti i data center sono creati uguali dal punto di vista ambientale: gran parte della loro impronta idrica e di carbonio dipende dalla loro ubicazione. Alcuni stati degli Stati Uniti potrebbero avere reti che utilizzano maggiormente energie rinnovabili o stanno facendo grandi passi avanti nell'introdurre più energia pulita nella rete; questo riduce notevolmente le emissioni di carbonio dei data center che traggono energia da tali reti. Allo stesso modo, gli stati con una minore scarsità d'acqua sono più adatti a fornire le grandi quantità d'acqua necessarie per il raffreddamento dei data center. (Anche il raffreddamento costituisce una parte importante del consumo energetico dei data center.) Le migliori posizioni per un data center nei prossimi anni negli Stati Uniti sono gli stati che trovano un equilibrio tra questi due input: Texas, Montana, Nebraska e South Dakota, secondo l'analisi, sono "candidati ottimali per l'installazione di server AI".

Gran parte della costruzione di data center negli Stati Uniti si è storicamente concentrata in luoghi come la Virginia, il fulcro dei data center degli Stati Uniti, e la California settentrionale. La vicinanza a Washington, DC e alla Silicon Valley era importante per le aziende di data center, così come la fitta connettività in fibra ottica di quelle regioni e la loro forza lavoro qualificata. La Virginia offre inoltre da anni sostanziali agevolazioni fiscali per i data center, una tecnica a cui altri stati stanno ricorrendo per attrarre lo sviluppo. Secondo Data Center Map , uno strumento di settore che monitora lo sviluppo dei data center, degli oltre 4.000 data center negli Stati Uniti, più di 650 si trovano in Virginia, il numero più elevato del paese, mentre la California ne ha più di 320, classificandosi al terzo posto.

Sebbene la Virginia non soffra di scarsità d'acqua, i sostenitori hanno affermato che l'enorme fabbisogno energetico dei data center potrebbe vanificare gli obiettivi dello stato di approvvigionarsi di energia pulita al 100% entro il 2045. Al contrario, i problemi idrici di lunga data della California potrebbero causare problemi se i data center continuassero a espandersi lì. (A ottobre, il governatore Gavin Newsom ha posto il veto a un disegno di legge che avrebbe obbligato i gestori di data center a rivelare quanta acqua consumano, sostenendo che lo stato è "ben posizionato per supportare lo sviluppo" dei data center.)

Gli operatori dei data center scelgono le sedi in base a una serie di fattori, tra cui il fabbisogno energetico e idrico. Ma non sono gli unici fattori da considerare: l'Arizona, che conta oltre 160 data center, è indicata nell'analisi come uno degli stati che si trovano ad affrontare "gravi problemi di scarsità d'acqua".

Il settore non ha intenzione di abbandonare alcune delle sue aree preferite: ci sono ancora progetti imponenti in programma per la Virginia, tra cui un investimento da 9 miliardi di dollari da parte di Google annunciato ad agosto. Ma continuare a costruire in aree già sotto stress "supererà la capacità delle risorse naturali", afferma You. Paragona gli operatori di data center che si riversano nelle aree più popolari a persone che vivono nella stessa zona e vanno tutte nello stesso supermercato contemporaneamente. "L'esperienza di acquisto non sarà piacevole, anche se si tratta del miglior negozio della città".

Il Texas, uno degli stati più promettenti per lo sviluppo futuro menzionati nello studio, ha sviluppato un solido settore dei data center ed è ora il secondo stato più popolare per i data center nel paese, secondo Data Center Map. (Gran parte di questo boom si è verificato molto di recente: la costruzione di data center in Texas è quadruplicata tra il 2023 e il 2024). Tuttavia, altri stati importanti menzionati nell'analisi – Montana, Nebraska e South Dakota – hanno ancora relativamente pochi data center. Tuttavia, il loro numero è in aumento, afferma You, con l'espansione aggressiva del settore dei data center in tutto il paese. Un'azienda con sede a Los Angeles sta cercando di costruire il primo data center hyperscale nel South Dakota, mentre i 39 data center del Nebraska includono strutture di recente apertura di proprietà di Meta e Google. Tuttavia, questi stati hanno ancora molta strada da fare per raggiungere luoghi come la Virginia. (Il South Dakota, secondo Data Center Map, ha solo cinque strutture , il secondo numero più basso del paese).

Come per qualsiasi studio sull'intelligenza artificiale, fare previsioni sul futuro è complicato, indipendentemente da dove i data center verranno costruiti. Lo studio riconosce che una serie di fattori – dai miglioramenti nell'efficienza dei modelli, ai progressi nella tecnologia di raffreddamento, ai cambiamenti nei tipi di energia immessa nella rete – potrebbero modificare drasticamente la quantità di energia e acqua utilizzata nei prossimi anni. C'è anche la possibilità che la bolla dell'intelligenza artificiale possa scoppiare, lasciando una serie sparsa di progetti e contratti a metà in tutto il paese. (I problemi di alimentazione stanno già lasciando alcuni data center inattivi per anni .)

Parte di ciò che potrebbe accadere dipende dalla volontà politica di abbandonare i combustibili fossili. Il Nebraska, ad esempio, ha un enorme potenziale per l'energia eolica – uno dei motivi per cui è indicato nell'analisi come un buon posto per i data center – ma finora non ha effettivamente sviluppato tale capacità; le utility del Nebraska hanno invece investito massicciamente nel gas naturale quest'anno. L'amministrazione Trump, nel frattempo, ha trascorso mesi a mettere il dito sulla bilancia per promuovere i combustibili fossili per alimentare il boom dell'intelligenza artificiale.

Una rete che non passi alle energie rinnovabili potrebbe comportare seri problemi per il clima, data l'aggressiva espansione dei data center in tutto il Paese. Negli scenari più estremi, l'analisi rileva che l'espansione dei data center negli Stati Uniti potrebbe generare fino a 44 milioni di tonnellate di anidride carbonica equivalente in più ogni anno, più di quanto abbiano prodotto interi Paesi come Ungheria, Portogallo e Nuova Zelanda nel 2022.

Lo scenario peggiore per l'ambiente, afferma You, è che la domanda di intelligenza artificiale superi i guadagni di efficienza nell'informatica nei prossimi anni, mentre la transizione verso le energie rinnovabili rallenta. "Sappiamo che la domanda sta aumentando molto rapidamente, ma potrebbe essere ancora più rapida con tutte queste nuove applicazioni, più dispositivi, intelligenza artificiale agentiva, tutte queste cose", afferma You. "Sarà un problema".

Ma lo studio sostiene anche che gli sviluppi tecnologici, come quelli per il raffreddamento e l'alimentazione dei data center, oltre alla corretta localizzazione dei data center, potrebbero migliorare drasticamente sia le emissioni che il consumo di acqua. Esperti esterni, nel frattempo, mettono in guardia dal tentare di prevedere le emissioni di un settore ancora in rapida evoluzione, con numerose variabili in gioco.

"Cerco di non dare troppo valore a numeri specifici", afferma Noman Bashir, Computing and Climate Impact Fellow presso il Climate and Sustainability Consortium del MIT, non coinvolto nello studio. Bashir sottolinea che i data center che installano la propria energia in loco – come la costruzione di impianti a gas naturale o l'installazione di pannelli solari e batterie separati dalla rete – così come i progressi in alcune nuove tecnologie chiave, come il nucleare , potrebbero avere un impatto molto maggiore sulle emissioni complessive di quanto calcolato dallo studio.

Ma Bashir elogia una conclusione fondamentale del documento: è improbabile che le aziende tecnologiche che hanno assunto impegni di zero emissioni nette li mantengano, data la fretta di costruire data center. Big Tech come Google e Microsoft hanno ammesso silenziosamente in recenti report sulla sostenibilità che la loro attenzione all'intelligenza artificiale sta rendendo molto più difficile mantenere le promesse fatte sulla riduzione delle emissioni.

You spera che il suo lavoro contribuisca a creare maggiore trasparenza sulle emissioni delle aziende che guidano la costruzione, qualcosa che, dice, potrebbe essere analogo alle etichette nutrizionali sui prodotti alimentari.

"Il futuro sarà molto più veloce e più grande", afferma. "Tenere a mente la sostenibilità nella fase iniziale è molto meglio che in seguito, in termini di sviluppo e crescita dell'infrastruttura informatica basata sull'intelligenza artificiale nel nostro Paese".