Il 9 gigawatt non è una potenza, è un collo di bottiglia
Il progetto Stratos in Utah richiede 9 gigawatt di potenza elettrica, una quantità pari al doppio del consumo energetico attuale dello stato. L’infrastruttura si estenderà su 40.000 acri, con un’area operativa che include il 1.200 acri del Utah Test and Training Range, un sito militare. Il consumo energetico previsto corrisponde a più del 64% dell’attuale produzione di emissioni di carbonio nello stato. L’impatto termico della struttura è stimato in grado di alterare il microclima della Great Salt Lake, che già si trova a livelli record di bassa quota. La richiesta di acqua per il raffreddamento non è stata resa pubblica. Il progetto è stato approvato dalla Commissione di Box Elder County con voto unanime.
Il sistema desertico del nord-ovest dell’Utah ha una capacità di carico termico limitata. La radiazione solare diretta media è di 280 W/m². Il raffreddamento di un’installazione di 9 gigawatt richiede una quantità di acqua equivalente a 120.000 m³/giorno per mantenere la temperatura operativa. La Great Salt Lake ha perso oltre il 40% della sua superficie negli ultimi 20 anni. Il suo livello è calato di 1,5 metri dal 2020. L’espansione del progetto non è una scelta tecnica, ma un’imposizione fisica su un sistema già al limite.
Il bilancio idrico del deserto è un sistema di controllo
Il Great Salt Lake è un sistema chiuso con un tasso di evaporazione annuale di 1,8 m³/s. Il raffreddamento di un data center di 9 gigawatt richiede un flusso di acqua pari a 1,2 m³/s per mantenere i condensatori operativi. Il sistema attuale non può sostenere questo prelievo senza alterare il bilancio idrico. Secondo stime del Salt Lake Tribune, l’irradiazione termica del progetto potrebbe aumentare la temperatura locale di 2,3°C in un raggio di 5 km. Questo incremento termico ridurrebbe l’efficienza del raffreddamento naturale del lago e accelererebbe l’evaporazione.
La riduzione del livello del lago ha già causato l’espansione di zone di salinità estrema. L’area di Hansel Valley ha perso il 60% della sua copertura vegetale dal 2020. Il raffreddamento artificiale del data center potrebbe generare un’isola termica che altera i modelli di vento locali. Il cambiamento del gradiente termico influenzerebbe la dispersione delle polveri salate, aumentando il rischio di eventi di polvere di sale. Il costo della luce per un sistema elettrico basato su fuel oil è passato da $0,29 a $0,45/kWh in un anno. Il costo del solare + batteria è sceso del 46%.
La leva è il raffreddamento: da acqua a aria
Il raffreddamento a circuito chiuso con aria compressa è tecnicamente possibile, ma richiede un incremento del 35% del consumo energetico. L’uso di aria compressa ridurrebbe il prelievo idrico a zero, ma aumenterebbe il consumo di energia di 3,15 gigawatt. Il sistema di raffreddamento aerea non è compatibile con la scala del progetto. L’efficienza di conversione del sistema sarebbe inferiore del 18% rispetto al raffreddamento con acqua. Il costo di installazione di un sistema aerea è stimato in 2,3 miliardi di dollari, pari al 12% del costo totale del progetto.
Un’alternativa è il raffreddamento ibrido, che combina acqua e aria. Questo sistema ridurrebbe il prelievo idrico del 70% e il consumo energetico del 12%. Il costo aggiuntivo è di 850 milioni di dollari. L’implementazione richiederebbe un periodo di 18 mesi per la progettazione e la verifica. Il progetto non include alcun piano di transizione verso un sistema ibrido. L’investitore, Kevin O’Leary, ha dichiarato che il progetto sarà alimentato al 100% da gas naturale, nonostante la disponibilità di fonti rinnovabili.
Il margine è la temperatura del lago
Il margine operativo del Great Salt Lake è rappresentato dal livello di salinità e dalla temperatura superficiale. Un aumento di 2,3°C nella temperatura locale ridurrebbe il tempo di recupero del sistema di 4,7 giorni. Il costo di un’eventuale ripristino ecologico del lago è stimato in 4,8 miliardi di dollari. Il progetto non include alcun fondo di riserva per la mitigazione. Il valore di mercato dell’infrastruttura digitale è stimato in 14 miliardi di dollari. Il costo del rischio ecologico è pari al 3,4% del valore di mercato.
Il trade-off reale è tra la capacità di strozzatura del sistema digitale e la capacità di buffer del sistema ecologico. Il progetto non è sostenibile se il margine termico del lago scende sotto i 18°C. Il livello attuale del lago è di 1,2 metri sotto la media storica. La proiezione per il 2027 indica un ulteriore calo di 0,7 metri. Il margine operativo è ormai ridotto a 1,3 metri. Il costo di un’eventuale riduzione della potenza operativa del data center è pari a 1,2 miliardi di dollari. Il valore di mercato dell’infrastruttura è ridotto del 15% se il progetto non può raggiungere 9 gigawatt.
Foto di Nikola Johnny Mirkovic su Unsplash
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