L’utilisation par les centres de données de générateurs diesel pour l’alimentation de secours est courante et problématique

Les analystes énergétiques et les environnementalistes affirment que les générateurs diesel sont chers, bruyants, très polluants et exemptés des réglementations du Clean Air Act en période d’« urgence » énergétique.

« Cinq neuf. »

Dans le monde des centres de données, garantir qu’une installation sera en ligne 99,999 % du temps est primordial. L’accès à l’électricité est la priorité numéro un lorsque les développeurs tentent de déterminer où construire les entrepôts stockant les superordinateurs qui, ces dernières années, ont connu une croissance au-delà de ce qui était auparavant imaginable.

Afin de garantir cinq neuf, les développeurs de centres de données sécurisent l’alimentation de différentes manières : ils chercheront à se connecter au réseau, à construire ou à acheter leur propre alimentation électrique derrière le compteur, généralement sous la forme d’une production au gaz, et enfin, à héberger plusieurs générateurs de secours sur site.

Ces générateurs fonctionnent généralement au diesel. Le pétrole brut raffiné est devenu la norme de l’industrie pour garantir un accès à l’électricité 24 heures sur 24, alors que les développeurs du Texas attendent une nouvelle réglementation de l’État qui autorise l’Electric Reliability Council of Texas (ERCOT), les opérateurs de réseau de l’État, à déconnecter les gros utilisateurs d’énergie comme les centres de données en période de pointe de demande. Les générateurs de secours sont également devenus essentiels pour les développeurs, car la lenteur des chaînes d’approvisionnement retarde les installations de turbines à gaz sur site.

La source d’alimentation de secours préférée pour les centres de données sont les grands pollueurs de l’air, ce qui, selon les environnementalistes et les experts de l’industrie, pourrait être très problématique à moins que des règles claires ne soient établies et appliquées pour limiter l’utilisation des générateurs diesel.

Bien que ces générateurs de secours soient destinés à être utilisés rarement en dehors des tests de maintenance, il est à craindre qu’à mesure qu’ERCOT utilise ses nouveaux pouvoirs pour forcer les centres de données hors réseau en période de demande de pointe, les générateurs diesel fonctionnent plus fréquemment.

Les générateurs diesel posent de nombreux problèmes environnementaux. Leur fonctionnement est coûteux et ils sont confrontés à des limites imposées par les régulateurs fédéraux, étatiques et locaux en matière de bruit et de pollution atmosphérique. Le diesel émet des polluants nocifs que l’American Cancer Society associe aux maladies cardiaques et pulmonaires et au cancer.

Pourtant, malgré ces impacts évidents sur la santé, les utilisateurs de générateurs diesel ne sont généralement tenus de déclarer eux-mêmes leurs émissions qu’à la Commission texane sur la qualité de l’environnement (TCEQ) et à l’Agence de protection de l’environnement (EPA). L’EPA peut émettre des inspections de conformité et des évaluations des installations pour garantir que les projets respectent les règles relatives aux polluants réglementés.

Les générateurs diesel utilisés comme alimentation de secours au Texas sont le plus souvent autorisés par le TCEQ, à condition que leurs heures de fonctionnement ne dépassent pas 10 % des opérations annuelles de la source d’énergie principale. Le TCEQ accorde aux exploitants de génératrices diesel soit un permis standard, soit un permis d’examen de nouvelle source, au cas par cas.

Alors que certains développeurs de centres de données cherchent à construire des projets uniques qui consomment plus d’énergie électrique que les villes, on craint que les émissions autodéclarées des générateurs diesel utilisés pour fournir une alimentation de secours dépassent les limites du Clean Air Act.

Au niveau fédéral, il n’y a aucune limite de temps pour l’utilisation de ces générateurs diesel en cas d’urgence. L’EPA considère les urgences comme des situations résultant d’événements soudains et raisonnablement imprévisibles, comme une panne de courant sur le réseau, la fermeture inattendue d’usines à gaz ou des catastrophes naturelles. Dans de telles circonstances, l’opérateur du générateur est responsable d’enregistrer l’urgence et de signaler les mesures prises pour atténuer les émissions.

Mais pour les situations non urgentes, comme les tests de machines, les générateurs diesel sont limités par le gouvernement fédéral à 100 heures. Cinquante de ces 100 heures peuvent être utilisées pour des programmes de réponse à la demande : les opérateurs de réseau ou de transport paient les utilisateurs à forte charge, comme les centres de données, pour qu’ils passent à des générateurs de secours afin de réduire la pression sur le réseau.

Cela survient alors que les plus grandes zones métropolitaines du Texas – Houston-Galveston-Brazoria, Dallas-Fort Worth, El Paso et San Antonio – violent déjà les normes de qualité de l’air, selon l’EPA.

Certaines entreprises du Texas, riche en gaz, promeuvent le passage aux générateurs portables au gaz naturel, qui brûlent un carburant moins cher et mieux adapté à une utilisation à long terme avec moins de pollution atmosphérique. Une entreprise de production de gaz, Generac, a déclaré dans un livre blanc que ses générateurs de gaz émettent 95 pour cent moins d’oxydes d’azote, un contributeur important au smog et aux pluies acides ; 98 pour cent d’hydrocarbures non méthaniques en moins et 59 pour cent de monoxyde de carbone en moins. Mais le gaz naturel, contrairement au diesel, ne peut pas être stocké sur place.

Parce que le diesel peut être stocké sur place et est facilement disponible, il est devenu la source d’énergie préférée pour la plupart des générateurs de secours ou de secours, a déclaré Brandon Seale, directeur de longue date du secteur gazier et ancien président de West Texas Gas, récemment rebaptisé WTG Energy.

« Vous pouvez le trouver dans de nombreux endroits différents », a déclaré Seale à la foule lors d’une conférence sur les centres de données en octobre. « Et donc les gens aiment ça. »

Les générateurs diesel sont régulièrement utilisés dans les secteurs minier, agricole et énergétique. Compte tenu de la demande électrique exceptionnellement élevée des centres de données et des durées d’utilisation de 24 heures, les projets sont implantés avec de nombreux grands générateurs diesel.

Alors que les centres de données utilisent déjà toutes les sources de redondance afin de maintenir leur fiabilité, alors que de plus en plus d’opérateurs de réseau à travers le pays, comme ERCOT, ont tendance à réduire leurs centres de données en période de pointe de demande, les installations auront probablement besoin d’encore plus de systèmes de sauvegarde, a déclaré Nathalie Limandibhratha, analyste américaine de l’énergie chez BloombergNEF.

Il n’y a pas de consensus sur le nombre d’heures d’alimentation de secours dont un centre de données a besoin, a déclaré Limandibhratha. Mais compte tenu des règles changeantes concernant les charges importantes dans ERCOT, certains chefs d’entreprise envisagent de disposer de 50 à 100 heures de génération de sauvegarde sur site, a-t-elle déclaré.

Les générateurs diesel constituent le moyen le moins coûteux pour les centres de données de répondre aux normes changeantes de l’industrie en matière de sauvegarde sur site avec un approvisionnement en carburant sur site, a déclaré Chris Miller, président du Piedmont Environmental Council, une organisation à but non lucratif basée en Virginie qui suit les impacts environnementaux de l’industrie des centres de données dans toute la Virginie, qui abrite la plus grande concentration de centres de données au monde. Mais ces générateurs produisent également la pollution atmosphérique la plus toxique.

Dans toute autre utilisation industrielle, produire autant d’énergie à partir du diesel que l’exigent les centres de données de n’importe quelle zone métropolitaine des États-Unis entraînerait des violations de la Clean Air Act, a-t-il déclaré. Cependant, en utilisant des permis d’urgence, la pollution est autorisée, a déclaré Miller.

« La combustion du diesel est l’une des formes de production les plus sales que nous connaissions », a déclaré Miller. « C’est uniquement censé être utilisé en cas d’urgence. »

Mais les discussions en cours aux niveaux fédéral et étatique envisagent d’autoriser des dérogations au Clean Air Act pour une gamme élargie de scénarios de réseau, a-t-il déclaré. Son inquiétude est que, même si les opérateurs de réseaux et de centres de données tentent de résoudre le problème de la fiabilité du réseau en réduisant et en utilisant l’énergie de secours, les impacts sur la qualité de l’air ne sont pas pris en compte.

Sa crainte est que l’utilisation par défaut de ces générateurs diesel pendant des périodes de plus en plus longues.

Le débat public sur ces questions est nouveau pour le secteur des centres de données, qui n’est pas habitué à un tel examen. Pendant des années, l’industrie a fonctionné dans un secret relatif, construisant de grands entrepôts pour prendre en charge les fonctions Internet quotidiennes comme Gmail, iCloud et Amazon Prime.

Mais alors que l’industrie transforme les réseaux à travers le pays et pousse la demande d’électricité à des niveaux records, elle se retrouve au centre d’une tempête de protestations dans les communautés à travers le pays. Les résidents de tout le pays sont de plus en plus préoccupés par la hausse des coûts de l’électricité, la pollution, le zonage et la consommation d’eau liés aux centres de données, dont beaucoup sont de taille massive.

Alors que le Texas suit les traces de ce que l’on appelle « l’allée des centres de données » de Virginie, en construisant d’énormes quantités d’infrastructures et en intégrant ces charges importantes sur son réseau, Miller met en garde contre les conséquences imminentes de permettre à l’industrie d’aller de l’avant avant que les règles ne soient établies.

Dans le but de se connecter plus rapidement à mesure que les files d’attente d’interconnexion augmentent, Miller a déclaré que certains centres de données obtiennent des permis pour une unité de production d’électricité qu’ils prétendent être temporaire et qui sera utilisée comme alimentation de secours une fois connectés au réseau, mais finissent par l’utiliser comme source d’énergie principale en attendant d’être connectés au réseau.

« Nous commençons à voir des propositions spécifiques qui disent : « Eh bien, ne vous inquiétez pas des effets sur la qualité de l’air. Nous essayons simplement d’être opérationnels en temps opportun », a déclaré Miller. « Mais ce qu’ils disent en réalité, c’est : « Nous voulons opérer en dehors des règles ».

Certaines grandes entreprises technologiques affirment qu’elles cherchent à réduire leurs émissions croissantes tout en essayant de rester compétitives dans la course au développement de l’intelligence artificielle. Alors que les émissions de Microsoft ont augmenté de près de 25 % entre les exercices 2020 et 2024, l’entreprise s’est engagée à devenir négative en carbone d’ici 2030. Pour y parvenir, Microsoft déclare qu’elle prévoit d’éliminer progressivement l’utilisation de générateurs diesel à base de pétrole comme énergie de secours pour ses centres de données d’ici 2030, en partie en adoptant des « variantes de diesel renouvelables » et en se procurant des huiles végétales hydrogénées pour réduire leurs émissions.

Un avenir alternatif aux générateurs diesel pourrait inclure la diversification des options d’alimentation de secours pour inclure le stockage sur batterie, les énergies renouvelables, le gaz naturel ou des produits diesel plus propres, a conclu l’Institut Nicholas pour l’énergie, l’environnement et le développement durable de l’Université Duke dans un rapport de février.

Dennis Wamsted, analyste en énergie à l’Institut à but non lucratif pour l’économie de l’énergie et l’analyse financière, a mis en garde contre l’utilisation généralisée des générateurs diesel. « À une altitude de 30 000 pieds, c’est une très mauvaise idée », a déclaré Wamsted. « Ils sont bruyants, il faut les tester tout le temps s’ils ne courent pas. Ils ne sont pas très amicaux, si l’on veut. »

La pollution de l’air locale entraînera sans aucun doute des problèmes, a-t-il déclaré.

Wamsted a déclaré que le stockage par batterie à grande échelle présente un grand potentiel dans cette application et pourrait être utilisé même en combinaison avec des générateurs diesel pour réduire la pollution environnementale et sonore globale d’un site, ainsi que les coûts de fonctionnement.

« Peut-être que vous ne pouvez pas tout faire avec le stockage sur batterie, mais vous n’avez pas non plus besoin de compter uniquement sur des générateurs diesel », a déclaré Wamsted.