El clima adverso reciente en varios países europeos ha afectado a los centros de datos, y varios de ellos han tenido que reducir sus operaciones. La razón principal es la dependencia excesiva de la red eléctrica para las operaciones diarias, especialmente la refrigeración, sin suficiente energía de respaldo disponible en el sitio para hacer frente a circunstancias imprevistas.
Hoy en día, en todo el mundo, los centros de datos consumen cantidades significativas de energía, lo que equivale hoy a aproximadamente el dos por ciento del uso total de energía en todo el mundo. Impulsada por la demanda de las empresas que compiten por adoptar la transformación digital, los servicios en la nube y las aplicaciones de metaverso de próxima generación, la cantidad de datos almacenados y procesados en todo el mundo continúa aumentando exponencialmente. Y el tamaño y la escala de los centros de datos y la energía requerida para procesar estos datos continúan creciendo en la misma trayectoria, lo que impone nuevas demandas a los operadores para garantizar que los futuros centros de datos sean "verdes" y alimentados por fuentes de energía sostenibles y renovables.
Los operadores de centros de datos que dicen funcionar con energía renovable en la actualidad rara vez funcionan con fuentes 100% renovables, sino que utilizan certificados de energía renovable (REC) y acuerdos de compra de energía para reclamar este estatus. La desventaja de los REC son los altos costos y la volatilidad del mercado asociada, lo que los hace económicamente inviables para el uso a largo plazo, especialmente a medida que el tamaño y los requisitos de energía de los centros de datos continúan aumentando.
El amoníaco verde con sus propiedades únicas podría ser una solución a este problema.
Más fácil de manejar que el hidrógeno
El amoníaco es un compuesto inorgánico compuesto de nitrógeno e hidrógeno que tiene la fórmula NH3. Es un gas incoloro conocido por su fuerte olor distintivo. El amoníaco es un insumo que contiene nitrógeno para todos los fertilizantes artificiales y, por lo tanto, desempeña un papel indispensable en la producción mundial de alimentos. También es un intermedio químico versátil utilizado en la producción de plásticos, fibras, productos farmacéuticos y reactivos químicos. En 2021 se produjeron y consumieron casi 200 millones de toneladas de amoníaco. El almacenamiento y la manipulación del amoníaco son similares a los del gas licuado de petróleo (GLP), lo que implica una presurización y/o refrigeración moderadas. En los últimos años, la necesidad de una producción de amoníaco más eficiente y descentralizada ha inspirado la investigación de nuevos métodos para la producción de amoníaco.
El hidrógeno es actualmente el foco de atención significativa dentro de la transición energética. Sin embargo, debido a sus extremas propiedades criogénicas, es costoso de transportar y almacenar. El amoníaco, con sus propiedades más suaves, se puede almacenar y distribuir de manera más económica. Una vez que ha llegado a su punto de uso, puede usarse como combustible directamente o volver a convertirse en hidrógeno a través de la tecnología de "craqueo".
El uso de amoníaco verde como combustible es relativamente nuevo. Sin embargo, las regulaciones de amoníaco verde pueden tomar mucho de los códigos y estándares existentes para el almacenamiento de amoníaco y la seguridad de la refrigeración. La industria del transporte marítimo ha estado utilizando esa estrategia para desarrollar sus códigos y normas para barcos alimentados con amoníaco. Anticipamos que el almacenamiento de combustible de amoníaco en el sitio deberá cumplir con los códigos y estándares de almacenamiento de amoníaco existentes. Es probable que las instalaciones de generación de energía deban seguir códigos y estándares similares a los de la refrigeración a base de amoníaco, que también funciona con amoníaco líquido que circula a presión elevada en espacios cerrados.
Problemas a resolver
El amoníaco verde producido a escala requiere soluciones a varios problemas en ciencias e ingeniería de materiales. Las tecnologías avanzadas pueden desempeñar un papel fundamental en el avance de la investigación de amoníaco verde y la producción futura a escala. Las tecnologías de computación cuántica y HPC pueden resolver problemas complejos de teoría funcional de la densidad (DFT) que surgen al predecir el comportamiento del material para nuevos catalizadores y pueden usarse para realizar simulaciones a gran escala y resolver problemas en dinámica de fluidos computacional (CFD) que surgen con frecuencia en relación con la flujos de gases calientes en dispositivos de gestión y conversión de energía al optimizar la construcción de turbinas alimentadas con amoníaco verde.
Las tecnologías de IA, especialmente las tecnologías de IA para el descubrimiento científico y el análisis de gráficos, pueden proporcionar información sobre los datos experimentales generados durante la investigación de nuevos catalizadores. Finalmente, la investigación en ciencias de los materiales puede ayudar a construir nuevos materiales catalizadores necesarios para la producción de amoníaco verde.
Los centros de datos impulsarán las economías digitales del futuro. A medida que aumenta el tamaño y la escala de los centros de datos, es fundamental que estén alimentados por fuentes de energía renovables. Las soluciones construidas en torno al amoníaco verde no solo ofrecen un camino viable hacia este futuro, sino que también pueden ofrecer un camino para proporcionar energía de respaldo confiable en el sitio para hacer frente a las tensiones indebidas en la red eléctrica.