La trasformazione digitale sta cambiando, ed è destinata a cambiare sempre più, molti aspetti della nostra vita: il modo in cui lavoriamo, comunichiamo, ci connettiamo gli uni con gli altri nei più diversi ambiti. E nonostante ciò possa portare degli enormi vantaggi da qui ai prossimi anni, occorre tenere bene a mente che questa grande – e necessaria – trasformazione, un suo impatto ambientale, ce l’ha.

Spesso, infatti, si tende a sottostimare il fatto che l’economia digitale poggia su una spina dorsale fisica fatta di data center: infrastrutture sempre più strategiche – per l’IA generativa come per lo streaming – ma anche altamente energivore. Capire a che punto siamo oggi, e dove stiamo andando, è cruciale per acquisire una vera consapevolezza sul cambiamento in corso: solo così sarà possibile evitare che il progresso digitale pesi sul clima più di quanto possiamo permetterci.

L’impatto ambientale dei data center

Solo nel 2022, il consumo elettrico globale dei data center è stato stimato tra i 240 e i 340 TWh, pari a circa l’1-1,3% della domanda elettrica mondiale. Le emissioni serra corrispondenti sono significative, ma finora contenute: circa 330 Mt di CO₂eq a livello mondiale, pari a circa lo 0,9% delle emissioni di gas serra correlate all’energia.

D’altra parte, la crescita della domanda di servizi digitali è stata vertiginosa. Secondo le stime, infatti, tra il 2015 e il 2022 il traffico internet è aumentato del 600%, mentre i carichi di lavoro nei data center del 340%. Tuttavia, i consumi dei data center non sono cresciuti proporzionalmente grazie a importanti miglioramenti nell’efficienza: l’aumento dell’energia richiesta, su base globale, si è attestata al 20-70%, e questo grazie a server e impianti di raffreddamento più efficienti, così come grazie al passaggio da piccoli – e meno efficienti – data center aziendali a grandi cloud e hyperscale data center ottimizzati per l’efficienza.

Nonostante ciò, in particolare in alcune aree geografiche, i data center pesano in maniera significativa sulla rete elettrica. In Irlanda, per esempio, assorbivano il 18% di tutta l’elettricità nazionale già nel 2022 – triplicando dal 2015 – mentre in Danimarca si prevede un aumento di 6 volte dei consumi entro il 2030, che li porterebbe a rappresentare circa il 15% dell’utilizzo elettrico nazionale. Negli Stati Uniti, invece, dove sono presenti migliaia di data center, il consumo stimato nel 2023 è stato pari a 176 TWh, pari al 4,4% dell’intero consumo elettrico USA e corrispondente a oltre 100 Mt di CO₂ di emissioni annuali. Dati, questi, che mostrano come nonostante gli indiscutibili progressi dal punto di vista dell’efficienza, l’impronta carbonica dei data center sia già molto rilevante, e concentrata in particolare nei paesi ad alta densità digitale.

Le prospettive dell’IA

Il tema assume ancora più importanza considerando che la digitalizzazione accelerata in corso lascia prevedere un ulteriore aumento della domanda di calcolo, storage e traffico dati da qui ai prossimi anni. Con una conseguente crescita esponenziale del fabbisogno energetico, se non si interviene con innovazioni significative. Stime mostrano, infatti, che il consumo energetico complessivo dei data center passerà da 352 TWh nel 2023 a circa 857 TWh nel 2028, con un tasso di crescita annuo composto vicino al 20%: più del doppio, in soli cinque anni. Si tratta di stime, certo, ma il messaggio è chiaro: se la domanda digitale continua a crescere al ritmo attuale, la pressione su reti energetiche e obiettivi climatici sarà enorme.

A trainare questa crescita ci sono alcune tecnologie e tendenze digitali specifiche come sicuramente l’Intelligenza artificiale, considerata come uno dei principali motori dell’aumento dei carichi nei data center. Infatti, l’addestramento di modelli di deep learning su enormi dataset richiede infrastrutture computazionali complesse ad alte prestazioni e, una volta distribuiti, questi modelli AI vengono eseguiti per milioni di utenti, generando un carico energetico continuo. In particolare specifici modelli AI, come i Large Language Model (LLM), addestrati su gigantesche quantità di dati testuali, rappresentano un chiaro caso, soprattutto per la popolarità di chatbot come ChatGPT che hanno portato ad un enorme aumento del carico computazionale nei data center dedicati all’AI: oltre all’energia necessaria per l’addestramento, infatti, l’infrastruttura per l’inferenza deve supportare miliardi di query e interazioni degli utenti, mantenendo tempi rapidi di risposta. Tutto questo ha un impatto certo non trascurabile sull’impronta carbonica del settore ICT, e dunque sul raggiungimento più generale degli obiettivi di sostenibilità ambientale.

Tuttavia, è fondamentale chiarire che l’AI non è soltanto causa di consumi, ma può – e deve – essere considerata allo stesso tempo uno strumento strategico di efficientamento. Sono già oggi moltissimi gli ambiti in cui questa tecnologia può dare un enorme contributo in termini di sostenibilità: negli stessi data center, peraltro, l’IA può aiutare molto in termini di ottimizzazione del raffreddamento o, ancora, del carico dei server.

È per questo che guardare con la necessaria attenzione al tema della sostenibilità dei data center significa perseguire un percorso basato, principalmente, su tre elementi: innovazione tecnologica, cambiamenti di paradigma – come la realizzazione di modelli AI meno energivori – e, non da ultimo, decarbonizzazione dell’energia che alimenta queste infrastrutture.

Le rinnovabili tra sfide e opportunità

Decarbonizzare l’alimentazione elettrica di queste infrastrutture significa, in poche parole, passare dall’elettricità da fonti fossili a quella da fonti rinnovabili – o nucleare – per coprire il fabbisogno energetico dei server, del raffreddamento e degli impianti ausiliari. Una transizione che presenta grandi opportunità, ma anche sfide non banali.

Già da qualche tempo, i principali attori del settore si sono mostrati proattivi in questo ambito e, attraverso Power Purchase Agreements (PPA) a lungo termine, sono oggi tra i maggiori acquirenti di energia rinnovabile al mondo: aziende come Amazon, Microsoft, Meta e Google hanno da soli già contrattualizzato quasi 50 GW di capacità rinnovabile nuova, per alimentare i loro data center e le loro operazioni. Iniziative importanti perché in prospettiva, un data center interamente alimentato a energie rinnovabili – direttamente o tramite la rete – avrebbe un’emissione operativa quasi nulla, interrompendo il legame tra aumento dei servizi digitali e aumento delle emissioni di CO₂. In questa direzione, oltre agli acquisti off-site, ci sono anche opportunità di auto-produzione e soluzioni innovative: alcuni data center integrano impianti solari o micro-centrali eoliche, e valutano l’utilizzo di batterie e sistemi di accumulo per massimizzare l’autoconsumo di energia pulita.

Il raggiungimento dell’obiettivo di alimentare in modo sostenibile queste infrastrutture, però, presenta anche importanti criticità, tra le quali quelle legate alla variabilità delle fonti. In altri termini, l’energia proveniente da sole e vento spesso non coincide con il profilo di carico dei data center – che richiedono potenza continua e stabile: ciò implica che, nelle ore in cui vento e sole non sono disponibili localmente, il data center continui a utilizzare elettricità dalla rete che può includere quote fossili. Il percorso è quindi tutt’altro che semplice, ma con i giusti e necessari accorgimenti – ad esempio, sviluppando reti e sistemi di accumulo per allineare produzione rinnovabile e consumi 24/7 – le energie rinnovabili possono rappresentare la chiave per coniugare lo sviluppo di queste infrastrutture con la lotta al cambiamento climatico.

Per un digitale alleato del clima

Insomma, la trasformazione digitale ha bisogno di data center sempre più potenti, e il Pianeta ha bisogno che questi siano sempre più sostenibili. La rotta è chiara quanto complessa: spingere l’efficienza, contenere il “peso energetico” per servizio reso, e disaccoppiare la crescita del calcolo dalle emissioni, con energia pulita disponibile quando e dove serve. E questo non è solo un compito per i giganti dell’IT: regolatori, utility e imprese devono allineare incentivi, standard e investimenti. Lo sviluppo del digitale non deve rappresentare un limite al raggiungimento degli obiettivi climatici ma, al contrario, deve esserne un abilitatore essenziale. In questo modo, l’AI e i servizi digitali  di oggi e di domani potranno avere un ruolo fondamentale nella costruzione di un futuro sostenibile, senza far saltare il bilancio climatico.