Technologie

Centres de données, partie II : Capacités d’énergie limitées – La stratégie

Par : Michael Elias, Matthew D. Ramsay, David Deckelbaum CFA, Marc Bianchi CFA, Jeff Osborne, John Miller

juin 20, 2024 - 5 minutes

Insights de TD Cowen

L’accélération de la consommation d’électricité aux États-Unis, liée à la demande des centres de données stimulée par l’IA générative, entraîne une restriction de la capacité énergétique sur les principaux marchés américains. Nos analyses exclusives des réseaux anticipent des restrictions croissantes de la capacité énergétique, mais nous avons identifié cinq solutions clés à ce phénomène déjà amorcé. Nous envisageons une stratégie pour que l’écosystème global puisse composer avec les capacités énergétiques limitées.

Notre thèse

L’accélération de la consommation d’électricité aux États-Unis, liée à la demande des centres de données stimulée par l’IA générative, entraîne une restriction de la capacité énergétique. Nous estimons que les centres de données américains tiers représenteront 6,6 % de la consommation d’électricité aux États-Unis en 2028 (par rapport à 1,5 % en 2018) et 2,9 % de la consommation mondiale d’électricité en 2028 (par rapport à 0,8 % en 2018). Basée sur une collaboration multinationale de 11 analystes, incluant notre Groupe de recherche de Washington, nos analyses exclusives des réseaux indiquent que le délai d’approvisionnement en électricité pour les nouveaux centres de données à très grande échelle sur 22 marchés américains est de deux ans et demi à sept ans, et dans les principaux marchés européens FLAP (Francfort, Londres, Amsterdam et Paris), de trois à plus de dix ans. De plus, notre analyse interne de la future demande d’électricité par rapport à l’offre fiable suggère que :

Le Nord de la Virginie ne disposera plus d’électricité fiable à l’hiver 2027
New Albany, en Ohio, ne disposera plus d’électricité fiable à l’été 2028
La Silicon Valley ne disposera plus d’électricité fiable à l’été 2034
La demande d’électricité à Dallas dépasse déjà l’offre par rapport aux niveaux qui assureraient une fiabilité adéquate du système.

De plus, nos prévisions ascendantes exclusives pour les expéditions mondiales de semi-conducteurs correspondent à nos prévisions à la hausse des livraisons mondiales pour les centres de données tiers.

Nous avons identifié cinq solutions clés à ce phénomène déjà amorcé :

Construction des centres de données où l’électricité est disponible
Reconversion des actifs industriels américains abandonnés
Investissement dans le réseau de transport
Production combinée « en aval du compteur » avec le gaz naturel et l’énergie nucléaire
Exploration nucléaire (petit réacteur modulaire) au moyen de partenariats

Nous pensons que la migration non sensible à la latence, les améliorations du réseau du transport et le gaz naturel joueront un rôle essentiel pour répondre à la demande accrue des centres de données à court et à moyen terme, et que l’énergie nucléaire aura un rôle important pour soutenir la croissance de la capacité des centres de données à long terme. Étant donné que le phénomène est déjà amorcé et que les centres de données à très grande échelle qui font face à ces défis comptent parmi les entreprises les mieux capitalisées à l’échelle mondiale, nous envisageons une stratégie pour que l’écosystème global s’adapte aux restrictions croissantes des capacités énergétiques.

En quoi ces analyses sont-elles exclusives

Nous avons effectué de vastes analyses exclusives des réseaux afin de déterminer le délai d’approvisionnement en électricité pour les nouveaux centres de données à très grande échelle (+30 mégawatts (MW)) dans 22 marchés de centres de données aux États-Unis. De plus, nous avons retenu les services d’une société d’experts-conseils pour effectuer une analyse exclusive afin de déterminer si la demande d’électricité dépassera l’offre fiable et le moment où cela se produira dans quatre marchés américains. Nous avons également élaboré une estimation ascendante exclusive de la capacité et de la consommation d’électricité axée sur l’offre fondée sur notre prévision des processeurs d’accélérateur d’IA totaux et des unités centrales de traitement (UCT), qui devraient être expédiées chaque année jusqu’en 2030, en tenant compte du remplacement des UCT existantes. De plus, nous examinons scrupuleusement les moteurs de la demande des centres de données et l’« effet de regroupement » des centres de données (stimulé par le facteur d’interconnexion et l’architecture de réseau), l’impact des véhicules électriques (VE) sur la demande d’électricité aux États-Unis et à l’échelle mondiale, et les changements dans la technologie des semi-conducteurs qui alimentent la croissance. Nous effectuons également un examen complet de la politique en matière d’énergie des États et des administrations locales, du Congrès et du gouvernement fédéral, et nous analysons l’état des marchés du gaz naturel et du nucléaire aux États-Unis.

Répercussions sur les modèles financiers et sectoriels

D’après notre analyse, les centres de données tiers devraient représenter 6,6 % de la consommation d’électricité aux États-Unis en 2028 (par rapport à 1,5 % en 2018) et 2,9 % de la consommation mondiale d’électricité en 2028 (par rapport à 0,8 % en 2018), ce qui représente une augmentation spectaculaire de 5,1 % et de 2,1 % de la part des centres de données tiers dans la consommation d’électricité des centres de données aux États-Unis et à l’échelle mondiale, respectivement. De plus, pour soutenir nos prévisions de croissance de la consommation d’électricité des centres de données, nous avons utilisé une méthode ascendante, axée sur l’offre, d’estimation de la capacité énergétique et de la consommation d’électricité fondée sur notre estimation de la quantité totale de processeurs d’accélérateur pour l’IA (et d’UCT) qui devraient être envoyés chaque année, qui indique qu’un volume cumulatif d’environ 65 gigawatts (GW) d’une capacité électrique supplémentaire sera nécessaire jusqu’en 2030, avec environ 600 térawatts supplémentaires de consommation mondiale d’électricité au cours des six prochaines années. Fait notable : nos prévisions ascendantes de semi-conducteurs pour 2024-2028 laissent entrevoir une consommation nette cumulative de 36,8 GW d’électricité provenant des puces livrées, comparativement à nos prévisions corrigées pour la Chine de 41,0 GW pour les centres de données mondiaux. Pour répondre à la demande aux États-Unis, nous pensons que chaque tranche supplémentaire de 100 MW de la demande des centres de données nécessitera de 19 à 25 millions de pieds cubes standards par jour de gaz naturel pour répondre à la consommation d’électricité, ce qui se traduira par une demande supplémentaire de 4,5 à 6,5 milliards de pieds cubes par jour (Gpi3/D) de gaz naturel d’ici 2028, ou d’environ 1,3 Gpi3/D+ par année, ce qui n’est pas négligeable, car il s’agir d’une croissance d’environ 1,5 % par année de la demande globale de gaz naturel (fourchettes de référence historiques près de 0 %), mais cela ne constitue pas non plus un obstacle insurmontable. De plus, nous estimons que les véhicules électriques représenteront 2,7 % de la consommation mondiale d’électricité en 2028 (contre 0,07 % en 2018) et 0,58 % de la consommation américaine d’électricité en 2028 (contre 0,03 % en 2018).

Ce qu’il faut surveiller

En ce qui concerne les centres de données, nous surveillons les signes de construction de centres de données à grande empreinte supplémentaire (en particulier d’immeubles autonomes à très grande échelle) dans les marchés de niveau 3 et 4. Nous surveillons également les messages des centres de données à très grande échelle concernant l’amélioration de l’utilisation des logiciels de mise à profit des infrastructures de centres de données existantes (c.-à-d., les modalités pour la surpondération de l’électricité dans les constructions autonomes à grande échelle). Nous observons également les signes d’adoption accrue de la cogénération de gaz naturel en aval du compteur, ainsi que d’autres partenariats entre les centres de données, les centres de données à très grande échelle et les sociétés de PRM pour accélérer la mise au point de produits.

Sur le plan politique, nous attendons les résultats de l’élection de novembre 2024, si M. Biden est réélu, un Sénat dirigé par les républicains et une Chambre des représentants dirigée par les démocrates offriraient la plus forte probabilité d’une réforme significative (sur le plan de l’environnement et des sites). De plus, les efforts des républicains (à l’échelle de l’État et au niveau fédéral) devraient viser à alléger le fardeau des permis environnementaux, mais à limiter le développement du réseau de transport (délivrance de permis et répartition des coûts), tandis que les efforts des démocrates (à l’échelle de l’État et au niveau fédéral) sont susceptibles d’accroître le fardeau des permis environnementaux, mais de soutenir la construction du réseau.

Les clients inscrits peuvent lire le rapport complet, The Next Datacenter Decade, Driven By Acceleration & GenAI - Ahead Of The Curve, sur le portail Une seule TD

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Michael Elias

Vice-président et analyste de recherche, Technologies, Médias et Télécommunications, Infrastructure de communications, TD Cowen

Michael Elias
Vice-président et analyste de recherche, Technologies, Médias et Télécommunications, Infrastructure de communications, TD Cowen

Biographie

Michael est vice-président chargé du secteur de l’infrastructure de communications, y compris les centres de données et les réseaux de diffusion de contenu. Il fait partie de l’équipe Infrastructure de communications de TD Cowen depuis 2017.

Avant de se joindre à TD Cowen, il a travaillé comme analyste financier chez Xanthus Capital Management. Michael a obtenu un baccalauréat en génie industriel et en recherche opérationnelle (systèmes de gestion technique) de la School of Engineering and Applied Sciences de l’Université Columbia.

Matthew D. Ramsay

Directeur général et analyste de recherche, Technologies, Médias et Télécommunications et Semiconducteurs, TD Cowen

Matthew D. Ramsay
Directeur général et analyste de recherche, Technologies, Médias et Télécommunications et Semiconducteurs, TD Cowen

Biographie

Matthew est directeur général et analyste de recherche principal chargé du secteur des semiconducteurs. Avant de se joindre à TD Cowen, il a travaillé comme analyste chez Canaccord Genuity, où il était également chargé des actions du secteur des semiconducteurs. Auparavant, il a été ingénieur concepteur principal chez AMD et a occupé des postes de direction d’ingénierie du rendement chez Sun Microsystems et Spansion.

Matthew est titulaire d’un baccalauréat en génie informatique de l’Université d’Evansville, où il était un athlète de soccer masculin de la division I de la NCAA. Il est titulaire d’une maîtrise en génie électrique et en architecture informatique de l’Université du Wisconsin et d’une maîtrise en administration des affaires de la Kelly School of Business de l’Université de l’Indiana.

David Deckelbaum, CFA

Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Matériaux et énergie de nouvelle génération et Exploration et production de pétrole et de gaz, TD Cowen

David Deckelbaum, CFA
Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Matériaux et énergie de nouvelle génération et Exploration et production de pétrole et de gaz, TD Cowen

Biographie

Titulaire du titre de CFA, David est directeur général et analyste principal chargé des secteurs de la durabilité et de la transition énergétique, des matériaux et de l’énergie de nouvelle génération, et de l’exploration et la production de pétrole et de gaz. Il est entré au service de TD Cowen en 2018, après avoir travaillé chez Keybanc Capital Markets, où il a dirigé la recherche dans le secteur de l’énergie. Avant d’entrer au service de Keybanc, David a travaillé du côté des achats et des ventes chez Millennium Partners, chez UBS et à la Bank of America, où il a suivi les actions des sociétés d’exploration et de production et de services pétroliers.

David est titulaire d’un baccalauréat en administration des affaires spécialisé en finance et en systèmes d’information de l’Université George Washington et détient le titre de CFA.

Marc Bianchi

Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Gaz et équipement industriel et Énergie, Services et équipement pétroliers, TD Cowen

Marc Bianchi
Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Gaz et équipement industriel et Énergie, Services et équipement pétroliers, TD Cowen

Biographie

Marc est actuellement analyste principal de l’énergie pour les secteurs de la transition énergétique, du gaz industriel et de l’hydrogène, des services de réseaux électriques, des services pétroliers et de l’énergie nucléaire. Avant de se joindre à TD Cowen en 2013, il était analyste et gestionnaire de portefeuille chez Turner Investments à Berwyn (Pennsylvanie). Il faisait le suivi des services pétroliers à l’échelle mondiale. Il a aussi grandement contribué à la stratégie de Turner Global Resources. Avant, Marc était généraliste et suivait les sociétés des secteurs de l’énergie et des matériaux. Il détient un baccalauréat en économie avec une mineure en mathématiques du Rollins College, et une maîtrise en administration des affaires de la Crummer Graduate School of Business. Marc détient le titre de CFA.

Jeffrey Osborne

Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Technologies de développement durable et de mobilité, TD Cowen

Jeffrey Osborne
Directeur général et analyste de recherche, Durabilité et transition énergétique, Technologies de développement durable et de mobilité, TD Cowen

Biographie

Jeffrey est directeur général et analyste de recherche principal chargé du secteur des technologies de développement durable et de mobilité. Avant de se joindre à TD Cowen en juillet 2014, il était directeur général responsable des secteurs des technologies propres, des produits industriels et des services environnementaux chez Stifel/Thomas Weisel Partners. Il est titulaire d’un baccalauréat en administration des affaires et en économie de l’Université Trinity et d’une maîtrise en administration des affaires de l’université d’État de Wayne.

John Miller

Directeur général, Groupe de recherche de Washington – Analyste des politiques ESG et de développement durable, TD Cowen

John Miller
Directeur général, Groupe de recherche de Washington – Analyste des politiques ESG et de développement durable, TD Cowen

Biographie

TD Cowen a récemment été nommé premier dans la catégorie Institutional Investor Washington Strategy. Le Groupe a toujours été classé parmi les meilleures équipes de macro-politique au cours de la dernière décennie. Il était auparavant vice-président et analyste de recherche principal sur les facteurs ESG à Calvert Research and Management, au sein de Morgan Stanley Investment Management, où il a élaboré et mis au point un cadre d’évaluation quantitatif des risques/rendements ESG à l’échelle de l’entreprise axé sur les secteurs mondiaux de l’énergie et des services publics. Il a soutenu le processus de développement des indices et de sélection des titres pour le Global Energy Solutions Fund et le Global Water Fund de Calvert. Il a également travaillé à la Federal Energy Regulatory Commission (FERC) des États-Unis à titre de chef de succursale à l’Office of Enforcement, Division of Analytics and Surveillance. Auparavant, il a été conseiller technique et en politiques auprès d’un commissaire de la FERC et analyste en énergie à l’Office of Enforcement du FERC.

M. Miller est titulaire d’un baccalauréat en histoire économique et en sciences politiques de l’Université George Washington et d’une maîtrise en histoire mondiale de la London School of Economics and Political Science, où il s’est concentré sur l’économie du développement. Il est également titulaire de la certification Fundamentals of Sustainability Accounting, qui est accordée par le Sustainability Accounting Standards Board.

Les documents préparés par le Groupe de recherche de Washington de TD Cowen sont des commentaires sur les conditions politiques, économiques ou de marché et ne sont pas des rapports de recherche au sens de la réglementation applicable.