Como a IA está redesenhando os mapas de eletricidade do mundo: Insights do Relatório da AIE

A inteligência artificial (IA) não está apenas transformando a tecnologia; ela também está mudando de forma significativa o setor energético global. De acordo com o mais recente relatório da Agência Internacional de Energia (IEA), o crescimento rápido da IA, especialmente em centros de dados, está trazendo um aumento significativo na demanda elétrica. Ao mesmo tempo, a IA também oferece oportunidades para que o setor energético se torne mais eficiente, sustentável e resiliente. Espera-se que essa mudança transforme de maneira significativa a forma como geramos, consumimos e gerenciamos a eletricidade.

As Crescentes Demandas de Eletricidade da IA

Um dos impactos mais imediatos que a IA está tendo no consumo global de eletricidade é o crescimento dos centros de dados. Essas instalações, que fornecem o poder computacional necessário para executar modelos de IA, já são grandes consumidoras de eletricidade. À medida que as tecnologias de IA se tornam mais poderosas e disseminadas, espera-se que a demanda por poder computacional — e a energia necessária para sustentá-la — aumente significativamente. De acordo com o relatório, a demanda elétrica dos centros de dados pode ultrapassar 945 TWh até 2030, mais que o dobro dos níveis vistos em 2024. Esse aumento é impulsionado principalmente pela crescente demanda por modelos de IA que requerem computação de alto desempenho, especialmente aqueles que usam servidores acelerados.

Atualmente, os centros de dados consomem cerca de 1,5% da eletricidade global. No entanto, a sua participação na demanda elétrica global deve aumentar significativamente na próxima década. Isso se deve principalmente à dependência da IA em hardware especializado, como GPUs e servidores acelerados. A natureza intensiva em energia da IA terá um papel fundamental na determinação do futuro do consumo de eletricidade.

Variações Regionais no Impacto Energético da IA

O consumo de eletricidade proveniente dos centros de dados não está distribuído de maneira uniforme em todo o mundo. Os Estados Unidos, China e Europa representam a maior parte da demanda global de eletricidade dos centros de dados. Nos EUA, espera-se que os centros de dados contribuam com quase metade do crescimento da demanda elétrica do país até 2030. Enquanto isso, economias emergentes, como o Sudeste Asiático e a Índia, estão passando por um rápido desenvolvimento de centros de dados, embora seu crescimento de demanda permaneça menor em comparação com os países desenvolvidos.

Essa concentração de centros de dados apresenta desafios únicos para as redes elétricas, especialmente em regiões onde a infraestrutura já está sobrecarregada. As altas demandas de energia desses centros podem levar à congestão da rede e atrasos na conexão com a rede elétrica. Por exemplo, projetos de centros de dados nos EUA enfrentaram longos tempos de espera devido à capacidade limitada da rede, um problema que pode piorar sem um planejamento adequado.

Estratégias para Atender às Crescentes Demandas Energéticas da IA

O relatório da IEA sugere várias estratégias para atender às crescentes demandas elétricas da IA, garantindo a confiabilidade da rede. Uma estratégia central é a diversificação das fontes de energia. Embora a energia renovável desempenhe um papel central em atender à demanda crescente dos centros de dados, outras fontes, como gás natural, energia nuclear e tecnologias emergentes como reatores modulares pequenos (SMRs), também contribuirão.

Espera-se que as fontes renováveis forneçam quase metade do crescimento global na demanda dos centros de dados até 2035, devido à sua competitividade econômica e prazos de desenvolvimento mais rápidos. No entanto, equilibrar a natureza intermitente da energia renovável com a demanda constante dos centros de dados exigirá soluções robustas de armazenamento de energia e gerenciamento flexível da rede. Além disso, a própria IA pode desempenhar um papel na melhoria da eficiência energética, ajudando a otimizar as operações das usinas e melhorar o gerenciamento da rede.

O Papel da IA na Otimização do Setor Energético

A IA também é uma ferramenta poderosa para otimizar os sistemas de energia. Ela pode aumentar a produção de energia, reduzir custos operacionais e melhorar a integração da energia renovável nas redes existentes. Usando IA para monitoramento em tempo real, manutenção preditiva e otimização da rede, as empresas de energia podem aumentar a eficiência e reduzir as emissões. A IEA estima que a adoção generalizada da IA pode economizar até US$ 110 bilhões anualmente no setor elétrico até 2035. O relatório da IEA também destaca várias aplicações-chave de como a IA pode melhorar a eficiência da demanda e da oferta no setor energético:

• Previsão de Oferta e Demanda: A IA aprimora a capacidade de prever a disponibilidade de energia renovável, o que é essencial para integrar fontes variáveis na rede. Por exemplo, a IA baseada em rede neural do Google aumentou o valor financeiro da energia eólica em 20% por meio de previsões precisas de 36 horas. Isso permite que as concessionárias equilibrem melhor a oferta e a demanda, reduzindo a dependência de reservas de combustíveis fósseis.
• Manutenção Preditiva: A IA monitora a infraestrutura energética, como linhas de transmissão e turbinas, para prever falhas antes que levem a interrupções. A E.ON reduziu as interrupções em até 30% usando aprendizado de máquina para cabos de média tensão, e a Enel alcançou uma redução de 15% com sistemas de IA baseados em sensores.
• Gerenciamento da Rede: A IA processa dados de sensores e contadores inteligentes para otimizar o fluxo de energia, especialmente no nível de distribuição. Isso garante operações da rede estáveis e eficientes, mesmo com o crescente número de dispositivos conectados à rede.
• Resposta à Demanda: A IA permite uma melhor previsão dos preços de eletricidade e modelos de preços dinâmicos, incentivando os consumidores a mudar o uso para horários fora do pico. Isso reduz a pressão sobre a rede e diminui os custos tanto para as concessionárias quanto para os consumidores.
• Serviços ao Consumidor: A IA melhora a experiência do cliente através de aplicativos e chatbots, otimizando a cobrança e a gestão energética. Empresas como Octopus Energy e Oracle Utilities são exemplos líderes dessa inovação.

Além disso, a IA pode ajudar a diminuir o consumo de energia, melhorando a eficiência de processos que consomem muito energia, como a geração e transmissão de eletricidade. À medida que o setor energético se torna mais digitalizado, a IA desempenhará um papel crucial no equilíbrio entre oferta e demanda.

Os Desafios e o Caminho a Seguir

Apesar de a integração da IA no setor energético representar uma grande promessa, ainda existem incertezas. A velocidade de adoção da IA, os avanços na eficiência de hardware de IA e a capacidade dos setores de energia de atender à crescente demanda são fatores que podem influenciar o consumo futuro de eletricidade. O relatório da IEA delineia vários cenários, sendo a projeção mais otimista indicando um aumento na demanda de mais de 45% além das expectativas atuais.

Para garantir que o crescimento da IA não ultrapasse a capacidade do setor energético, os países precisarão se concentrar no aprimoramento da infraestrutura da rede, promovendo operações flexíveis de centros de dados e garantindo que a produção de energia possa atender às necessidades em evolução da IA. A colaboração entre os setores de energia e tecnologia, juntamente com um planejamento político estratégico, será essencial para gerenciar riscos e aproveitar o potencial da IA no setor energético.

A Conclusão

A IA está mudando significativamente o setor elétrico global. Embora sua crescente demanda por energia em centros de dados crie desafios, também oferece ao setor energético oportunidades para evoluir e melhorar sua eficiência. Ao usar a IA para aprimorar o uso de energia e diversificar as fontes de energia, podemos atender às crescentes necessidades de energia da IA de forma sustentável. O setor energético deve se adaptar rapidamente para apoiar o crescimento acelerado da IA, enquanto utiliza a IA para melhorar os sistemas energéticos. Na próxima década, podemos esperar mudanças importantes na forma como a eletricidade é gerada, distribuída e consumida, impulsionadas pela interseção da IA e da economia digital.