Os gasodutos norte-americanos atravessam o país como uma complexa rede de transporte de energia. Segundo a Agência de Informações de Energia do governo dos Estados Unidos, existem 210 gasodutos de transmissão no país, cobrindo quase 500 mil quilômetros e concentrados principalmente na região sudeste, onde o campo de petróleo Permian Basin fornece grande quantidade de combustível fóssil.
Com o crescimento da inteligência artificial, grandes empresas de tecnologia necesitan de enormes quantidades de energia no curto prazo para alimentar seus centros de dados. Paralelamente, a administração do presidente Donald Trump tem apoiado fortemente as tecnologias baseadas em combustíveis fósseis em detrimento das energias renováveis e outras formas de energia limpa.
A empresa Sapphire Technologies acredita que é possível aproveitar melhor a infraestrutura existente dos gasodutos, especificamente a pressão utilizada para transportar o gás pelo país. A companhia propõe trabalhar em parceria com a Anax Power para instalar centros de dados modulares na rede de gás, utilizando a pressão dos gasodutos para fornecer refrigeração e energia às instalações.
Fundada há cinco anos, a Sapphire Technologies fabrica e vende turbo expansores. Segundo Jeff Earl, vice-presidente da empresa, essa tecnologia não é particularmente nova, mas sua aplicação para centros de dados representa um novo campo de atuação para a companhia. "Os turbo expansores foram inicialmente desenvolvidos no setor de petróleo e gás para resfriar fluidos", explica. "Eles eram usados para separar diferentes componentes de misturas gasosas. Adaptamos esse princípio e aplicamos aos gasodutos."
O gás é transportado através de tubulações sob alta pressão, que precisa ser reduzida antes de ser fornecido aos consumidores finais através de estações reguladoras de pressão. Earl destaca que grandes consumidores de gás natural, como campuses de grande escala, estão conectados a gasodutos de transmissão que operam entre 60 e 80 bars. "Equipamentos típicos de geração de energia operam entre 25 e 40 bars, então é essa diferença de pressão que usamos para acionar o gerador."
Normalmente, essa pressão seria liberada usando uma simples válvula na conexão entre o gasoduto e o gerador de energia, o que significa que energia potencialmente útil se dissipa na atmosfera. A Sapphire propõe instalar seu turbo expansor de rotor livre em paralelo com a válvula, para que, se algo acontecer com o equipamento, o operador possa voltar ao método tradicional.
Com dimensões compactas de dois metros de comprimento por um metro de largura, o turbo expansor da Sapphire se diferencia de outros produtos no mercado por usar tecnologias proprietárias relacionadas a ímãs. O sistema opera com mancais magnéticos ativos, o que significa que os eixos no coração do dispositivo flutuam, eliminando o atrito com outros componentes. Earl garante que isso garante uma vida operacional muito mais longa, com menos manutenção do que outros produtos similares no mercado.
O turbo expansor pode ser instalado de forma fácil e barata. Earl explica: "Ele recupera a energia de alta pressão do gás a montante usando-a para girar uma turbina de expansão, que em nosso modelo é acoplada diretamente a um gerador de eletricidade. À medida que esse gás de alta pressão passa pela turbina de expansão, ele gira o gerador e produz eletricidade."
Ao mesmo tempo, a despressurização do gás o torna significativamente mais frio. Earl afirma que o grau de resfriamento alcançado varia dependendo da diferença de pressão. "Essa conversão acontece em uma fração de segundo, e você pode ver uma queda de temperatura de dezenas de graus, dependendo da relação de pressão. No ponto onde o turbo expansor é instalado, ele está gerando tanto saída elétrica quanto um fluido frio, então esses dois elementos precisam ser direcionados para o local correto dentro do centro de dados para serem aproveitados. A energia vai para um centro de distribuição de energia, o resfriamento vai para um trocador de calor, que pode ser integrado diretamente com uma unidade de distribuição de líquido de resfriamento ou ir para resfriamento a ar."
Para que isso funcione como solução de resfriamento, o centro de dados precisa estar bastante próximo do gasoduto, mas Earl observa que o boom de centros de dados alimentados por gás significa que essa é uma configuração bastante comum para novos campuses. "Tornou-se fundamental ter acesso ao gás para muitos novos locais. Somos capazes de especificar rapidamente um sistema que pode ser facilmente adicionado ao que já está sendo planejado."
Embora esse processo não vá gerar energia ou capacidade de refrigeração suficiente para operar um grande campus de inteligência artificial, a Sapphire produziu um documento técnico que afirma que o uso de um turbo expansor pode reduzir os custos operacionais em energia e refrigeração em 2 por cento, o que, quando se está gastando bilhões de dólares em unidades de distribuição de resfriamento e geradores a gás, não é algo a ser desprezado.
Para centros de dados menores, o turbo expansor pode ter um impacto maior nas contas de refrigeração, algo que a Sapphire, baseada na Califórnia, espera aproveitar através de sua parceria com a Anax Power, uma empresa sediada em Nova Jersey que também atua no setor de turbo expansores.
Juntas, elas pretendem construir centros de dados modulares que podem ser anexados às estações reguladoras de pressão. A Sapphire fornecerá seus turbo expansores, enquanto a Anax ficará responsável pela construção e operação do centro de dados. "A Anax tem alguma experiência em integrar equipamentos de geração de energia com centros de dados. Então, a parceria se desenvolveu em torno da ideia de que poderíamos implantar esse sistema, demonstrar a proposta de valor e abrir caminho para fazer isso em escala."
A Sapphire e a Anax já têm seu primeiro projeto planejado, e pretendem construir um centro de dados modular em um local não revelado que será conectado a um gasoduto. Os trabalhos na instalação devem começar ainda este ano, e será alugado para a Magellen Scientific, uma empresa de mineração de Bitcoin.
Earl afirma que a proposta de valor muda consideravelmente para essas instalações modulares, e que o turbo expansor pode atender a todas as necessidades de refrigeração e energia de um pequeno centro de dados de borda. "Uma de nossas unidades produz 5 milhões de BTU de capacidade de resfriamento por hora e 300 quilowatts de energia. Para escala, depende de quanto gás natural está fluindo pelo sistema, mas para um campus de escala de um gigawatt, estamos falando de implantar oito a dez unidades de cada vez."
A fábrica da Sapphire na Califórnia pode produzir centenas de turbo expansores por ano. Earl afirma que, tendo trabalhado anteriormente com empresas de petróleo e gás, está gostando de conhecer o setor de centros de dados. "A disposição da indústria de centros de dados em avaliar novas tecnologias tem sido realmente encorajadora para nós. Isso está nos ajudando a pivotar nossa empresa e nosso modelo de vendas para essa área. Existe algum nível de aversão a risco, claro, então estamos tentando andar com cautela para poder levar a esse mercado um produto que acreditamos que eles precisam."
Fonte: DCD
