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

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 :

1. Construction des centres de données où l’électricité est disponible
2. Reconversion des actifs industriels américains abandonnés
3. Investissement dans le réseau de transport
4. Production combinée « en aval du compteur » avec le gaz naturel et l’énergie nucléaire
5. 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.