DESTAQUES

A demanda global de energia para data centers deve quase dobrar entre 2024 e 2030. As empresas de data centers estão liderando os esforços de aquisição de energia limpa para atender suas necessidades energéticas e ambições climáticas. Porém, o rápido crescimento aponta para desafios futuros, com impactos mais amplos — nos EUA, esperamos que a redução das emissões na rede elétrica diminua e que as emissões possam, em última instância, aumentar em comparação com as projeções anteriores devido à rápida expansão dos datas centers.

Estimamos também que 43% dos datas centers em todo o mundo estejam expostos a alto estresse hídrico na década de 2020. Embora medidas de adaptação e resiliência estejam sendo incorporadas aos projetos de data centers para as áreas mais afetadas pelo estresse hídrico, os programas de gestão hídrica ainda não são amplamente difundidos no setor na América do Norte e na Europa, de acordo com dados da Corporate Sustainability Assessment (CSA) de 2024 da S&P Global.

Os planos das operadoras de data centers devem equilibrar cuidadosamente as elevadas expectativas de crescimento e a demanda por energia, sendo necessárias soluções específicas para cada local, como o uso de água reciclada ou águas residuais tratadas para reduzir o consumo de água potável. Os riscos reputacionais podem aumentar se os stakeholders sentirem os impactos indiretos.

A S&P Global Market Intelligence 451 Research projeta que a demanda global de energia para data centers quase dobre entre 2024 e 2030. Além disso, pesquisas da S&P Global Ratings e da S&P Global Energy mostram que muitos data centers existentes estarão localizados em regiões com escassez hídrica. Para enfrentar esses desafios interligados — necessidades energéticas crescentes, emissões em ascensão e escassez hídrica — é necessária uma análise mais ampla do ecossistema. Será que o setor conseguirá lidar com essa complexa interação de fatores e, ao mesmo tempo, manter um crescimento acelerado?

A aceleração da implantação de data centers aumentará as emissões de gases de efeito estufa (GEE).

O crescimento explosivo da IA nos últimos três anos significa que os data centers, e a tecnologia da informação em geral, representam setores notáveis nos quais a demanda por energia, e as emissões de GEE associadas, estão em ascensão.

Para mais informações, leia Sustainability Insights: Global Company Emissions Grow. Globalmente, o ritmo de implantação de data centers está acelerando, passando de uma capacidade instalada de 200 GW em 2024 para uma projeção de 382 GW até 2030, de acordo com estimativas da S&P Global Market Intelligence 451 Research. Os EUA, que já são o maior mercado com cerca de 40% da demanda global de energia para data centers, devem aumentar sua participação para 45% em 2030.

Globalmente, o ritmo de implantação de data centers está acelerando, passando de uma capacidade instalada de 200 GW em 2024 para uma projeção de 382 GW até 2030, de acordo com estimativas da S&P Global Market Intelligence 451 Research.

As maiores empresas de tecnologia assumiram compromissos ambiciosos de sustentabilidade, mas o cenário não é uniforme em todo o setor. Grandes empresas de tecnologia assumiram compromissos de emissão zero líquida, incluindo empresas líderes na área de IA, como Microsoft, Alphabet e Meta. No entanto, alguns também reconheceram mais recentemente que cumprir esses compromissos está se tornando cada vez mais difícil. No relatório de sustentabilidade de 2025 do Google, por exemplo, a empresa descreveu sua meta de emissões líquidas zero como um "projeto climático ambicioso" e admitiu que ampliar a tecnologia de energia livre de carbono até 2030 — o ano-alvo de sua meta de emissões líquidas zero — será "muito difícil". O relatório também afirmou que o crescimento da demanda de energia relacionada à IA tornou difícil projetar a trajetória futura de suas emissões. Em seu relatório de sustentabilidade mais recente, a Microsoft reconheceu que suas emissões totais aumentaram cerca de 23% em relação a ano de referência 2020 devido a fatores como a expansão da IA e afirmou que, em 2024, obteve mais remoção de carbono do que em todos os anos anteriores juntos. Em todo o setor, os compromissos de sustentabilidade dos data centers variam significativamente, e as ambições de emissões líquidas zero não são garantidas. Dados do relatório CSA de 2024 da S&P Global mostram que 38% das empresas avaliadas com operações de data center não possuem um compromisso de emissão líquida zero.

Dados do relatório CSA de 2024 da S&P Global mostram que 38% das empresas avaliadas com operações de data center não possuem um compromisso de emissão líquida zero.

Os hiperescaladores são os mais ativos na garantia de energia limpa para atender as crescentes necessidades, mas enfrentam obstáculos. De acordo com dados da S&P Global Energy, essas empresas lideraram os esforços de aquisição de energia limpa em 2024, com mais de 30 GW em contratos firmados predominantemente por meio de contratos de compra de energia diretos com terceiros. Isso supera significativamente outros setores — o setor industrial ficou em um segundo lugar distante com 10 GW de compra de energia limpa, seguido pelo setor de serviços com 6 GW. Esse padrão se manteve com os hiperescaladores respondendo individualmente por pelo menos 1 GW de aquisição de energia limpa até 2025. Mas, como mencionado acima, vários também reconheceram a crescente dificuldade de atingir suas metas de descarbonização.

Atender a crescente demanda de energia dos data centers em tempo hábil exige o aproveitamento de todas as fontes de energia, o que pode pressionar as metas de energia limpa das empresas de tecnologia. Mudanças na política dos EUA, incluindo a recém-aprovada Lei One Big Beautiful Bill, estão incentivando os stakeholders a iniciarem a construção de projetos de energia limpa antes que os principais créditos fiscais expirem. No entanto, dadas as dificuldades na implantação de nova capacidade, incluindo restrições de licenciamento e interconexão, esperamos que grande parte do aumento da demanda de data centers seja atendida, no curto prazo, pelo aumento da utilização da capacidade térmica existente (tanto a carvão quanto a gás), juntamente com novos recursos de gás e renováveis. Para maiores informações, consulte Navigating the US data center power crunch: On-site solutions offer a faster path to power.

As emissões podem aumentar mesmo que os hiperescaladores e outras empresas de data center cumpram suas promessas. A oferta relativamente limitada de novos projetos de energia renovável significa que as emissões totais em todo o sistema de energia mais amplo — incluindo outras empresas, comunidades e consumidores — deverão aumentar. Isso ocorre porque os clientes de data centers garantem esses suprimentos renováveis em vez de outros clientes em potencial, que continuarão adquirindo energia de combustíveis fósseis, levando a emissões mais altas no geral. Isso significa que os relatórios corporativos das empresas de tecnologia podem mostrar um impacto relativamente baixo (incluindo as emissões de Escopo 2), mas, em uma escala maior, as emissões podem aumentar mesmo que outras fontes de demanda permaneçam constantes. O efeito cascata também pode tornar mais difícil o cumprimento das metas climáticas de outros stakeholders, como empresas de serviços de utilidade pública ou governos.

Como resultado, agora projetamos emissões mais elevadas do setor de energia dos EUA em comparação com as previsões de 2023, antes do boom da IA. As reduções de emissões serão menos significativas do que as projeções anteriores, e as emissões podem até aumentar em comparação aos níveis atuais em um cenário de implantação irrestrita de data centers. A diferença entre as projeções anteriores ao boom dos data centers e nossas projeções mais recentes pode chegar a 200 milhões-250 milhões de toneladas métricas de CO2 (mmtCO2) equivalente por ano em 2030, com base nas projeções da S&P Global Energy, visto que a implantação de energias renováveis enfrenta dificuldades para acompanhar a demanda. Num cenário em que o crescimento dos data centers não seja limitado pela disponibilidade de energia fornecida pela rede elétrica, as emissões poderiam atingir os 400 milhões de toneladas de CO2 equivalente por ano, mais do que o previsto anteriormente.

A diferença entre as projeções anteriores ao boom dos data centers e nossas projeções mais recentes pode chegar a 200 milhões-250 milhões mmtCO2 equivalente por ano em 2030, com base nas projeções da S&P Global Energy, visto que a implantação de energias renováveis enfrenta dificuldades para acompanhar a demanda.

Energia e água — um desafio de consumo

Os data centers geram calor devido ao consumo de energia, e seu funcionamento deve incluir refrigeração. O resfriamento à base de água está entre os métodos mais baratos, mas a quantidade de água consumida é significativa. Se o consumo de água dos data centers exceder as quantidades disponíveis, as áreas ficarão sob estresse hídrico, afetando os setores doméstico, industrial e agrícola. Há alternativas ao resfriamento à base de água, mas elas apresentam desvantagens. Por exemplo, os sistemas de refrigeração a ar não utilizam água, mas consomem mais energia. Não existe uma solução ideal única, e cada instalação deve levar em consideração fatores relacionados à localização para limitar os impactos na água e nas emissões.

Nossa pesquisa mostra que 43% dos data centers em todo o mundo estão expostos a alto estresse hídrico na década de 2020, embora isso varie muito de região para região. Os Estados Unidos e a China, líderes globais em data centers em termos de demanda de energia, apresentam níveis divergentes de exposição ao estresse hídrico. Aproximadamente 60% dos ativos da China estão expostos a alto estresse hídrico na década de 2020, ante 38% dos ativos dos EUA.

A exposição ao estresse hídrico em data centers nos EUA concentra-se no Centro-Oeste e no Oeste. Arizona, Califórnia, Colorado, Nevada, Nebraska e Wyoming enfrentam níveis de estresse mais elevados. Esses estados representam cerca de 15,5% da demanda de energia dos data centers dos EUA e deverão continuar sendo os mais vulneráveis até a década de 2050, podendo apresentar algumas restrições no desenvolvimento a longo prazo.

Práticas de mitigação de estresse hídrico e tendências de consumo em data centers

Considerando a magnitude do crescimento, é provável que os EUA dobrem sua pegada hídrica para refrigeração. Pesquisadores da Universidade da Califórnia estimaram que o consumo de água em data centers nos EUA deve aumentar para 150 milhões de metros cúbicos (m³) até 2028, ante 70 milhões m³ estimados em 2023. A maior parte dessa água é doce, já que o uso de "água cinza" reciclada para resfriamento é atualmente limitado. Apesar desse aumento, ao comparar o consumo histórico e projetado de refrigeração a água do setor de data centers com outros setores, a pegada deve permanecer limitada. Dito isso, o setor pode precisar tomar medidas se continuar operando nas áreas de maior estresse hídrico. Alguns projetos de data centers, como o Project Blue da Amazon em Tucson, Arizona, foram rejeitados pelas câmaras municipais locais devido a preocupações com a água e outros fatores. A resistência da comunidade no que diz respeito aos impactos dos data centers na disponibilidade de água e nos preços da eletricidade pode se tornar cada vez mais comum.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia estimaram que o consumo de água em data centers nos EUA deve aumentar para 150 milhões m³ até 2028, ante estimados 70 milhões m³ em 2023.

Em áreas sujeitas a estresse hídrico, os novos projetos de instalação estão incorporando medidas de adaptação e resiliência como parte de estratégias abrangentes de sustentabilidade para data centers. Essas medidas incluem o abastecimento de água a partir de fontes de menor impacto, como água reciclada ou efluentes tratados, o que pode reduzir a demanda por água potável. Por exemplo, o data center da Meta em Gallatin, Tennessee, utiliza 100% de água residual municipal reciclada. Os data centers existentes têm utilizado vários métodos para se adaptarem ao elevado estresse hídrico, mas a modernização completa dos sistemas de refrigeração é operacionalmente disruptiva e, muitas vezes, tem um custo proibitivo. As operadoras de data centers introduziram fontes alternativas de água, como águas cinzas municipais, ou adotaram circuitos de água reciclada.

Outra opção tem sido operar os data centers em temperaturas ambientes mais elevadas para reduzir a necessidade de refrigeração ou utilizar software de otimização para diminuir o consumo de água.

Alguns operadores estão definindo programas e metas de gestão da água. O Google informou que suas taxas de reposição de água atingiram 64% em 2024, com o objetivo de alcançar 120% até 2030. Embora empresas individuais possam tomar medidas para reduzir seu consumo de água, os programas de gestão hídrica ainda não são amplamente difundidos no setor de data centers na América do Norte ou na Europa. Além disso, os projetos de reposição de água geralmente estão localizados longe dos pontos de consumo, o que significa que nem sempre aliviam o estresse hídrico. Segundo dados da CSA de 2024, os programas de gestão hídrica são praticamente onipresentes na região Ásia-Pacífico, onde 84% dos operadores em nossa análise buscam ativamente reduzir o consumo de água. No entanto, a participação na América do Norte e na Europa é significativamente menor, de 53% e 38%, respectivamente.

Com base nos dados acima, observamos que o aumento do consumo de água em data centers antecedeu o recente crescimento da inteligência artificial. Nossa amostra consiste em 103 empresas que possuem ou operam data centers e em quatro anos de dados de uso de água avaliados no CSA de 2024. Entre 2020 e 2023, as operadoras da região Ásia-Pacífico registraram o aumento mais significativo, com um crescimento de 50% no consumo (25 milhões m³ em 2023, contra 17 milhões m³ em 2020), seguidos pela América do Norte, com um aumento de 37% (50 milhões m³ em 2023, contra 36 milhões m³ em 2020). As operadoras europeias apresentaram uma ligeira queda de 3%.

Looking forward

Com o crescimento sem precedentes do setor de data centers, as operadoras enfrentam uma pressão cada vez maior para mitigar o impacto climático e ambiental de suas operações. Nos Estados Unidos, o setor tem enfrentado algumas dificuldades para garantir fontes de energia renováveis, e alguns estados estão significativamente expostos ao estresse hídrico. O setor precisará de práticas aprimoradas de sustentabilidade em data centers para mitigar o impacto ambiental de seu crescimento. No entanto, esperamos que efeitos sistêmicos ainda surjam, mesmo que entidades individuais alcancem suas metas de descarbonização e gestão hídrica.

Este artigo foi escrito por uma seleção de representantes da S&P Global e, em certas circunstâncias, por autores externos convidados. As opiniões são dos autores e não refletem necessariamente as opiniões ou posições de quaisquer entidades que representem, nem são necessariamente refletidas nos produtos e serviços que essas entidades oferecem. Este relatório é uma publicação da S&P Global e não comenta ratings de crédito atuais ou futuros, nem metodologias de rating de crédito.

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