Data centers submersos no mar da China geram dúvida ambiental

A vários quilômetros da costa de Xangai, uma plataforma amarela se ergue sobre o oceano. Os cinco hectares ao redor são pontilhados por turbinas eólicas offshore, todas conectadas diretamente a esse data center, cujo núcleo está situado 10 metros abaixo da superfície do mar. Essas instalações pioneiras são alimentadas por energia eólica e aproveitam a água fria do mar para evitar o consumo de energia e da água doce que seriam necessários em terra.

A tecnologia de inteligência artificial (IA) e a economia inteligente estão crescendo rapidamente na China. O país tinha 60 data centers de IA em operação ou em construção no final de 2023. Neste ano, o número é de 250. Os governos locais e as empresas veem os data centers submersos como uma abordagem nova e mais sustentável. Mas os especialistas alertam que ainda é cedo para afirmar se eles são realmente uma solução ecológica, manifestando uma preocupação com os impactos que eles podem causar nos organismos ao seu entorno.

A seguir os especialistas detalham os aspectos positivos e negativos [dos data centers submersos] para o meio ambiente.

Consumo enorme de energia

A construção de um número cada vez maior de data centers tem gerado preocupações com o uso do solo e o consumo de energia e água – questões que precisam ser enfrentadas com urgência. Até 2030, os data centers serão responsáveis por 4,8% do consumo de eletricidade do país, segundo uma previsão de 2025 do Instituto de Tecnologia de Pequim.

Os data centers consomem mais eletricidade com o resfriamento do que com qualquer outra atividade, exceto com o próprio funcionamento dos equipamentos de tecnologia da informação, disse Yang Haosen, professor associado da Escola de Engenharia Elétrica da Universidade de Tecnologia de Dalian. As instalações submarinas, que utilizam água do mar para resfriamento, economizam de 18% a 28% do consumo total de energia para a mesma capacidade de processamento dos servidores, afirmou.

A instalação de 1,6 bilhão de yuans chineses (US$ 240 milhões), localizada na região de Lingang, em Xangai, é um projeto conjunto da Shanghai HiCloud Technology e de pelo menos duas empresas estatais. Chen Xiyi, responsável pelo projeto da HiCloud, disse à Televisão Central da China que um data center terrestre equivalente, com potência de 2,3 megawatts, precisaria de cerca de 40 mil toneladas de água doce por ano para resfriar — quantidade suficiente para [o consumo de] 100 residências. A instalação de Lingang, naturalmente, não utiliza qualquer das opções.

Segundo a HiCloud, a conexão direta com as turbinas eólicas adjacentes também significa que 95% da energia utilizada pela instalação é eletricidade verde. Em alguns lugares, os parques eólicos produzem mais energia do que ela pode ser consumida ou armazenada, e os data centers offshore poderiam absorver esse excedente de energia verde, afirmou Hu Zhenyu, diretor do Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Economia Marinha da China.

Hu disse que outros governos locais chineses manifestaram interesse em realizar projetos-piloto semelhantes ao da região de Lingang.

Essa não é a primeira instalação submarina de data centers da HiCloud. Em 2023, a empresa-irmã Shenzhen HiCloud Data Center Technology implantou um, de caráter comercial, com servidores instalados em três cápsulas seladas, posicionadas no fundo do mar da baía de Qingshui, em Hainan. A empresa afirma que pretende construir, eventualmente, 100 cápsulas dessas, a um custo total de 5,6 bilhões de yuans chineses (US$ 830 milhões), sem especificar o local.

Um funcionário da HiCloud em Shenzhen disse que a instalação de Hainan continuava funcionando após 40 meses, com “zero falha, zero incidente”. Algumas reportagens indicam que a HiCloud está trabalhando no projeto com a China Telecom e a Alibaba Cloud, subsidiária de inteligência artificial do Grupo Alibaba.

O funcionário afirma que a empresa está planejando agora a segunda fase do projeto em Hainan. O site da HiCloud informa que 30 cápsulas serão instaladas nessa fase e que, na terceira etapa, serão implantadas as 70 cápsulas restantes.

Os data centers submersos vão aquecer o oceano?

Os governos locais têm grandes expectativas em relação à nova tecnologia, mas há pouca compreensão sobre como ela pode afetar os ecossistemas. Os data centers da HiCloud em Xangai bombeiam água do mar para um trocador de calor, no qual esta água absorve o calor do interior da instalação, para depois ser bombeada de volta para fora, de forma mais quente.

Stephen Watson, pesquisador sênior de serviços ecossistêmicos do Laboratório Marinho de Plymouth, afirmou: “O calor liberado pelos data centers submersos pode provocar efeitos comportamentais ou biológicos nas espécies que vivem nas imediações, especialmente nas que não conseguem se afastar”.

Atualmente, a HiCloud não divulga os números sobre a quantidade de calor liberada por suas instalações. O documento de avaliação do projeto da instalação de Lingang informa que ela pode descarregar 150 litros de água por segundo, a uma temperatura 5 °C superior à da água na entrada. “O fluxo de saída é relativamente pequeno”, afirma o documento, “e logo se misturará à água ao redor”. Não haverá “efeitos significativos sobre o ambiente marinho”, acrescenta.

O site da HiCloud afirma que um teste realizado no mar demonstrou que o trocador de calor provoca um aumento de menos de 1 °C em um raio de dois metros, sugerindo que o impacto ambiental é “insignificante”. Não ficou claro quando o teste foi realizado.

John Abraham é professor de engenharia mecânica na Universidade de St. Thomas, em Minnesota. Ele afirma que as pequenas quantidades de água mais quente despejadas tornam mínima a possibilidade de um aumento grande nas temperaturas regionais da água, mas pode haver um impacto mais direto sobre os organismos muito próximos aos tubos de entrada e descarga. Ele disse: “Um aumento de 4 °C a 5 °C certamente pode ter importância biológica, sobretudo durante as condições quentes do verão, quando os organismos já podem estar próximos de seus limites térmicos. Os organismos que não conseguem se afastar podem ser mais vulneráveis”.

Ele classificou o risco ecológico como “real, mas geograficamente bem limitado”.

As usinas nucleares costeiras também dependem da água do mar para resfriamento e, embora descarreguem quantidades muito maiores de água aquecida, as pesquisas sobre seus impactos de longo prazo ainda podem servir como referência. Wang Youshao, do Instituto de Oceanologia do Sul da China, estudou os ecossistemas ao redor da usina nuclear de Daya Bay, em Guangdong.

Seus estudos constataram que desde 1993, quando a usina começou a operar, ela descarregava 95 mil litros de água aquecida por segundo, provocando um aumento de cerca de 1 °C na temperatura da água numa área de 5,5 quilômetros quadrados no lado oeste da baía.

Aparentemente, o potencial de produção pesqueira dobrou após o início das operações da usina, com base na atividade do fitoplâncton – organismos minúsculos que ocupam a base da cadeia alimentar marinha. No entanto, a biomassa dos organismos que vivem no fundo do mar caiu de 318 gramas por metro quadrado em 1991 para 45 gramas em 2004, enquanto o número de espécies caiu de 250 para 177.

Hu Zhenyu e Stephen Palumbi, professor de ciências marinhas da Universidade Stanford, alertaram que as tintas anti-incrustantes que revestem os data centers submarinos podem descascar e poluir o mar.

“O que acontece se a tinta descascar e chegar às praias onde as crianças estão brincando?”, pergunta Palumbi. “O que acontece se ela for ingerida por peixes que os pescadores capturam e vendem?” Os documentos de aprovação do projeto da instalação de Lingang afirmam que a camada anticorrosiva não afetará os sedimentos marinhos.

Segundo Zhenyu, as avaliações de impacto ambiental dos data centers submersos atualmente se concentram na fase de construção. Os impactos de longo prazo da operação e do descomissionamento não são suficientemente estudados. É necessário monitorar mais os efeitos das temperaturas mais altas sobre a vida marinha, afirmou.

Até o momento a HiCloud ainda não divulgou os dados sobre seus projetos operacionais.

A transparência no setor de data centers é um problema antigo. Eric Masanet é professor de tecnologias emergentes e desenvolvimento sustentável na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara. Ele afirmou: “A maioria dos operadores de data centers não divulga informações sobre estes centros de dados ou de projetos específicos. Isso inclui a Amazon e a Microsoft”.

Ele acredita que os operadores de data centers submersos deveriam disponibilizar as informações sobre seus impactos ambientais e seu consumo de energia para os formuladores de políticas públicas e as comunidades locais.

Será que vai dar lucro?

A China não é o único país interessado nessa tecnologia. Cingapura, Coreia do Sul e Estados Unidos estão entre os países que estudam o uso da água do mar para resfriar os data centers. Em abril deste ano, o Ministério dos Oceanos da Coreia do Sul anunciou um projeto-piloto nas águas próximas a Ulsan, um dos principais polos industriais do país.

Hu Zhenyu afirma que os data centers submarinos são uma iniciativa nova. A ideia ainda está sendo explorada e testada, e há várias questões que precisam ser respondidas antes que se alcance a viabilidade comercial. No entanto, segundo ele, esses riscos são minimizados nas comunicações corporativas.

Os microchips utilizados na computação de IA estão em constante evolução e podem precisar ser substituídos a cada um ou dois anos. Fazer isso em um data center submarino é caro e aumentará os custos operacionais, acrescenta.

Os custos de operação e manutenção serão mais altos, e pode levar dias ou semanas para que o sistema volte a funcionar após um tufão ou danos a um cabo submarino, acrescenta Hu. Já uma instalação em terra talvez precise de apenas algumas horas para se recuperar.

Para Yang Haosen, que pesquisa o consumo de energia na inteligência artificial, os data centers submarinos têm potencial. Ele afirma que essas instalações poderiam complementar de forma importante os data centers terrestres e permitir um uso mais eficiente da energia renovável.

Artigo original publicado por Yuan Ye na Dialogue Earth.

SOBRE A AUTORA
Yuan Ye

Jornalista que escreve matérias sobre os temas sociedade e meio ambiente na Sixth Tone, revista online chinesa que é publicada em inglês pelo Shanghai United Media Group, de propriedade do Estado.