Les Data Centers font grimper les factures d'électricité. Une nouvelle étude examine l'ampleur potentielle du problème.
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De nouvelles recherches suggèrent que la demande en électricité liée aux centres de données et au minage de cryptomonnaies devrait faire grimper les coûts énergétiques dans certaines régions du pays jusqu'à 57 % d'ici 2030, avec une hausse moyenne nationale de 6 % à 29 %. Cette demande en électricité devrait également augmenter les émissions de CO2 jusqu'à 28 % d'ici 2030, par rapport à un scénario sans croissance des centres de données, selon une analyse menée par l'Université d'État de Caroline du Nord, l'Université Carnegie Mellon, l'Université de Pittsburgh et l'Université de Toronto.
« La demande en électricité aux États-Unis est restée relativement stable pendant près de 20 ans », explique Jeremiah Johnson, co-auteur d'un article scientifique sur ces travaux et professeur associé de génie civil, de construction et d'environnement à l'Université d'État de Caroline du Nord. « Mais ces deux dernières années, nous avons constaté une augmentation significative de la demande en électricité, principalement due aux centres de données et, dans une moindre mesure, au minage de cryptomonnaies. »
« Nous voulions comprendre les implications de cette demande accrue », explique Johnson. « Quelles nouvelles infrastructures électriques devront être construites ? Où ? Comment ces systèmes seront-ils exploités ? Quel sera l’impact sur le coût de l’électricité ? Et sur les émissions de carbone ? »
Les chercheurs se sont appuyés sur des recherches récentes pour estimer la demande en énergie des centres de données et des cryptomonnaies jusqu'en 2030, puis ont utilisé des outils de modélisation informatique pour prévoir les technologies qui seraient utilisées pour produire cette énergie.
« Plus précisément, nous avons utilisé un modèle d'optimisation des systèmes énergétiques », explique Anderson de Queiroz, co-auteur de l'article et professeur associé de génie civil, de construction et d'environnement à l'Université d'État de Caroline du Nord. « Un système énergétique désigne l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement qui fournit l'énergie aux consommateurs. Les modèles d'optimisation sont des outils permettant de rechercher les solutions les plus économiques pour planifier, entretenir et exploiter les systèmes énergétiques afin de répondre à la demande, tout en respectant la législation et la réglementation en vigueur. »
« Le modèle d’optimisation que nous avons utilisé pour ce travail a été conçu pour se concentrer sur la production d’électricité », explique Johnson. « Nous avons pu analyser l’offre et la demande d’énergie à l’échelle horaire pour 26 régions du réseau électrique, couvrant les 48 États continentaux des États-Unis. »
L'une des principales conclusions du modèle d'optimisation est que l'augmentation de la demande entraînera une augmentation des émissions de dioxyde de carbone liées à la production d'électricité, pouvant atteindre 28 % au cours des trois prochaines années et demie.
« Le secteur de l’énergie a réalisé des progrès en matière de réduction des émissions de carbone au cours des 20 dernières années, mais l’augmentation de la demande va anéantir une grande partie de ces progrès », déclare Johnson.
« Nous avons également constaté que les coûts de l'électricité augmenteront en moyenne de 6 % à 29 % à l'échelle nationale. Cependant, ces prix pourraient augmenter jusqu'à 57 % selon la région du pays. »
Ces hausses de prix de l'électricité seraient les plus marquées en Virginie, dans l'est de la Caroline du Nord, en Pennsylvanie, au Maryland, au Delaware, au New Jersey, dans l'ouest du Texas, en Ohio, en Virginie-Occidentale et à New York.
« Mais ces futures hausses de prix dépendent de l’emplacement des nouveaux centres de données », explique Johnson. « Par exemple, en Virginie, les prix augmentent fortement en raison de l’expansion importante des centres de données. Si ces centres étaient mieux répartis sur l’ensemble du territoire, la Virginie serait moins touchée. Les prix augmenteraient tout de même pour tous, mais la hausse serait mieux répartie sur le territoire. »
« Il subsiste une grande incertitude quant au coût d'installation de nouvelles turbines à gaz naturel et au coût du gaz naturel lui-même », explique Johnson. « Mais indépendamment du coût du combustible et du coût de construction de nouvelles centrales à gaz naturel, nous constatons toujours des augmentations substantielles du coût de l'électricité et des émissions de CO2. »
« Le public et les décideurs politiques doivent prendre conscience de ces défis à court terme – 2030, c’est dans moins de quatre ans », déclare Johnson. « Nos conclusions soulignent la nécessité pour les organismes de réglementation et les entreprises de services publics de prendre des décisions éclairées concernant la production d’électricité à court terme, et pour les responsables gouvernementaux à tous les niveaux de prendre des décisions éclairées concernant la construction de centres de données. »
L’article intitulé « Coûts et émissions des systèmes électriques liés à l’expansion des centres de données et du minage de cryptomonnaies aux États-Unis » est publié en libre accès dans la revue Environmental Research Letters . Il a été co-écrit par Cameron Wade (Sutubra Research), Michael Blackhurst (Université de Pittsburgh), Joseph DeCarolis et Paulina Jaramillo (Université Carnegie Mellon), et Daniel Posen (Université de Toronto).