China pone en marcha un centro de datos submarino alimentado por energía eólica frente a Shanghái

Un nuevo modelo de computación en el mar

China ha puesto en marcha la primera fase de un centro de datos instalado en el lecho marino cerca de Shanghái, un proyecto diseñado para combinar la energía eólica marina con la refrigeración oceánica. Construido por HiCloud, el proyecto comienza con una instalación de demostración de 2,3 megavatios, cuya capacidad está previsto ampliar a 24 megavatios. Está situado frente a la Zona Especial de Lingang; la mayor parte de su electricidad procede de turbinas eólicas marinas cercanas y el calor se evacua mediante la circulación de agua de mar alrededor de cabinas de servidores selladas. La inversión para la construcción es de unos 1.600 millones de yuanes (aproximadamente 226 millones de dólares), y los operadores aspiran a una eficacia del uso de la energía de 1,15 o menos, lo que situaría la instalación entre las más eficientes de su tipo.

Este enfoque supera una limitación de larga data en el diseño de centros de datos. Los complejos tradicionales utilizan enfriadoras y torres de refrigeración, sistemas que pueden consumir entre el 40 % y el 50 % de la energía disponible en una instalación. Al aprovechar el entorno estable y frío del lecho marino, la instalación submarina busca reducir la energía destinada a la refrigeración a menos del 10 % del consumo total. Los diseñadores calculan que la demanda total de energía bajará alrededor de un 22,8 % frente a una instalación terrestre equivalente. El proyecto también reduce en más del 90 % el uso de suelo y no necesita agua dulce para la refrigeración, dos limitaciones especialmente importantes en ciudades costeras densamente pobladas como Shanghái.

El proyecto se basa en varios años de pruebas en China. Frente a la isla de Hainan, HiCloud ya ha instalado una unidad submarina comercial a unos 35 metros (114 pies) de profundidad, con cápsulas resistentes a la presión que albergan entre 400 y 500 servidores cada una. Las cápsulas están conectadas entre sí y a tierra firme mediante un cable submarino. Estos módulos se consideran un paso previo a un conjunto más amplio, en el marco del programa nacional «Datos del Este, Computación del Oeste», cuyo objetivo es ampliar la capacidad y distribuir la actividad informática por todo el país.

Ubicación y funcionamiento del sistema

La instalación de Shanghái se encuentra frente a la costa, cerca de la Zona Especial de Lingang de la Zona Piloto de Libre Comercio de China (Shanghái). Los enlaces de fibra óptica transportan datos hacia y desde los módulos sumergidos, anclados al lecho marino para limitar su movimiento durante las tormentas. Los cables eléctricos conectan la instalación con un parque eólico marino que suministra más del 95 % de la electricidad. En la primera fase de funcionamiento, se utilizará un conjunto compacto con capacidad para 198 bastidores de servidores, que podrá ampliarse con la incorporación de más cápsulas en la siguiente etapa.

Explicación de los indicadores de eficiencia

Los operadores de centros de datos vigilan un indicador denominado eficacia del uso de la energía, o PUE, por sus siglas en inglés. Este divide la energía total que consume una instalación por la energía que reciben los equipos informáticos. Un PUE teórico de 1,0 significaría que cada vatio se destina a los servidores y ninguno a la refrigeración o a otros gastos operativos. La política nacional de China establece que, para finales de 2025, los nuevos centros de datos deben tener un PUE inferior a 1,25. El diseño de la instalación submarina prevé no superar 1,15. Esto la sitúa al nivel de las mejores instalaciones terrestres, que utilizan sistemas avanzados de refrigeración y gestión energética, y muy por debajo de muchos centros antiguos que todavía superan 1,4.

Refrigeración y consumo de energía

El agua de mar tiene una gran capacidad para absorber calor y mantiene temperaturas estables, lo que la convierte en un medio eficiente para disipar el calor residual. En el diseño de Lingang, el agua de mar fluye por intercambiadores de calor conectados a las cabinas de servidores, absorbe el calor y lo dispersa en la columna de agua circundante. Este método evita los grandes ventiladores, las enfriadoras y la refrigeración por evaporación que se utilizan en tierra. Como las cápsulas están selladas y se mantienen a temperaturas estables, los equipos electrónicos también evitan el polvo, las fluctuaciones de humedad y las vibraciones causadas por personas y equipos. Estas condiciones pueden prolongar la vida útil del hardware y reducir las averías, según han señalado otras empresas a partir de pruebas submarinas anteriores.

Por qué China lo hace ahora

La demanda de computación, impulsada por la inteligencia artificial, el video, el comercio electrónico y la industria conectada, crece con rapidez. Entrenar y ejecutar modelos modernos de IA requiere grandes conjuntos de procesadores gráficos y tensoriales que consumen mucha electricidad y generan un calor intenso. Al mismo tiempo, los municipios afrontan límites más estrictos en el uso del suelo y el agua, así como en las emisiones. Instalar un centro de datos en el mar ayuda a abordar cada una de estas limitaciones. El mar de China Oriental cuenta con abundantes recursos eólicos; los desarrolladores citan más de 3.000 horas de aprovechamiento anual, y el lecho marino ofrece estabilidad térmica natural para la refrigeración.

El plan de Shanghái prevé un gran aumento de la capacidad de computación inteligente y de la producción industrial para mediados de esta década, con el objetivo de alcanzar 200 exaFLOPS de capacidad de cálculo y desarrollar para 2027 una industria de nube inteligente valorada en cientos de miles de millones de yuanes. Crear capacidad cerca de los lugares donde se generan los datos y utilizar energías renovables cercanas reduce las pérdidas de transmisión y la latencia para los usuarios de las zonas costeras. También complementa la estrategia nacional, que traslada parte de las cargas de trabajo a grandes centros en el oeste del país. La instalación submarina reduce casi a cero el uso de suelo y agua dulce, lo que disminuye la presión ambiental local en comparación con un nuevo complejo terrestre de gran tamaño.

Los desarrolladores también aspiran a ampliar el proyecto. HiCloud y sus socios, entre ellos Shenergy Group, la filial de China Telecom en Shanghái, INESA y CCCC Third Harbor Engineering, firmaron un acuerdo para impulsar un conjunto mucho mayor, con el objetivo de alcanzar 500 megavatios de capacidad submarina alimentada por energía eólica marina. Esa meta convertiría el concepto de una demostración en una opción convencional para ampliar la capacidad informática nacional.

Impactos ambientales y marinos

Todo proyecto que vierta calor al océano debe gestionar la pluma térmica. El agua más cálida contiene menos oxígeno disuelto y puede afectar a la vida marina, especialmente durante el verano y las olas de calor marinas. Los desarrolladores afirman que las pruebas de despliegues piloto anteriores mostraron un aumento inferior a un grado Celsius en las aguas cercanas, pero será esencial realizar un seguimiento continuo a medida que aumente la capacidad. El diseño de difusores, el control inteligente del flujo para reducirlo durante períodos sensibles y la elección cuidadosa de ubicaciones alejadas de hábitats vulnerables son medidas que pueden ayudar a limitar los impactos.

Además del calor, los ingenieros deben tener en cuenta el ruido, los campos electromagnéticos alrededor de los cables eléctricos y de datos, y el riesgo de que las obras o el mantenimiento alteren los ecosistemas bentónicos. Las estrategias para evitar que se adhieran organismos a las cápsulas deben prescindir de recubrimientos tóxicos, y los sistemas de control de la corrosión deben diseñarse para no contaminar las aguas circundantes. Es probable que las autoridades reguladoras exijan evaluaciones detalladas del impacto ambiental, estudios de referencia y la publicación periódica de datos sobre la temperatura del agua, el ruido y la vida marina cerca de la instalación. Con una supervisión rigurosa, el ahorro de energía y agua que permite la refrigeración oceánica puede ser compatible con la protección del entorno local.

Seguridad, resiliencia y mantenimiento

Trasladar los servidores al lecho marino plantea nuevos riesgos. Los cables y las cápsulas pueden verse amenazados por anclas, equipos de pesca de arrastre, tormentas o actos de sabotaje. Los operadores pueden reducir algunos riesgos con zonas de exclusión, el enterramiento o la protección de los cables en el lecho marino, la vigilancia por sonar y sistemas de alerta que detecten actividad inusual en las inmediaciones. Algunos investigadores también han advertido que, en circunstancias excepcionales, las interferencias acústicas podrían afectar a equipos sensibles, por lo que es importante incorporar sistemas de vigilancia acústica y un blindaje robusto al diseño y las operaciones.

El entorno oceánico también puede mejorar la fiabilidad. Las cápsulas están selladas, libres de polvo y se mantienen a una temperatura y humedad constantes. Esto reduce la corrosión y el esfuerzo mecánico, y en pruebas anteriores realizadas en otros países se registraron tasas de avería del hardware muy inferiores a las habituales en centros terrestres. La estabilidad de las condiciones permite que los equipos de distribución eléctrica, almacenamiento e interconexión funcionen dentro de márgenes muy precisos, algo fundamental para los conjuntos de entrenamiento de IA que necesitan redes de alto rendimiento.

El mantenimiento también cambia. Los ingenieros no pueden entrar en una sala submarina para sustituir un componente, por lo que el sistema debe ser modular. Si falla un bastidor o una unidad de alimentación, los operadores sustituyen una cápsula completa o extraen un módulo sellado que se lleva a la superficie durante una intervención programada. El crecimiento de organismos marinos, la corrosión y el estado de las juntas determinarán los calendarios de inspección. Un diseño que facilite la recuperación y la reinstalación rápidas, con interfaces claras y piezas estandarizadas, será decisivo para que el concepto resulte práctico y resiliente.

Costos y escala

Los costos de inversión son elevados. Una construcción de varios cientos de millones de dólares cubre las cabinas submarinas, las obras marinas, los equipos especializados de alimentación eléctrica y refrigeración, y la integración con un parque eólico marino. Sin embargo, los costos operativos pueden ser atractivos si el PUE se mantiene cerca de 1,15 y la instalación recibe electricidad directamente de turbinas locales. La electricidad es el mayor gasto de un centro de datos moderno. Un PUE más bajo significa que una mayor proporción de esa electricidad se destina a la computación y no a otros usos. En ciudades donde escasean el suelo y el agua, también es importante el ahorro que supone prescindir de terrenos, torres de refrigeración y derechos de uso del agua.

Las obras en alta mar tienen costos adicionales. Los retrasos por el clima aumentan los costos y la incertidumbre. Los seguros, los barcos y los equipos especializados elevan los precios. Algunos de esos costos pueden reducirse con la experiencia y la estandarización. La cadena de suministro de energía eólica marina de China está consolidada, lo que puede ayudar a controlar los precios y los plazos. Si la instalación de Lingang demuestra ser fiable y fácil de mantener, mejorará la rentabilidad de construir más capacidad. Las alianzas con grandes operadores de redes y empresas energéticas también ayudan a atraer clientes que ocupen los bastidores y a coordinar el proyecto con la planificación de la red eléctrica.

Comparación con intentos anteriores

Los centros de datos submarinos no son una idea nueva. Hace una década, el Proyecto Natick de Microsoft probó una cápsula de acero sellada frente a la costa del Pacífico y más tarde instaló una unidad de 12 metros con 864 servidores frente a las islas Orcadas. La empresa informó de tasas muy bajas de avería del hardware, probablemente gracias al entorno estable y al interior lleno de nitrógeno. En 2024 puso fin al programa de investigación y dijo que no comercializaría el concepto. El proyecto de Shanghái sigue otro camino: está vinculado a un parque eólico marino, aspira a un PUE más bajo y forma parte de un plan más amplio de la ciudad y del país para ampliar la capacidad informática.

Otras empresas y países estudian diseños submarinos o refrigerados con agua del océano. Algunas empresas emergentes han propuesto pequeños módulos submarinos cerca de la costa, y grupos de investigación de Corea del Sur, Japón y Singapur han explorado la refrigeración marina y la ubicación de estas instalaciones. En tierra, los operadores siguen buscando una mayor eficiencia mediante la refrigeración líquida con agua templada, la reutilización del calor en redes de energía urbana y nuevas arquitecturas de chips que reducen el consumo eléctrico. El modelo basado en el océano tendrá que demostrar que sus ventajas superan a las de las mejores alternativas terrestres cuando se tienen en cuenta todos los costos y riesgos.

Qué observar a continuación

La fase de demostración cerca de Shanghái ofrecerá datos concretos sobre el PUE, la fiabilidad y los procedimientos de mantenimiento en el mar. Las auditorías independientes del balance energético y el desempeño ambiental serán importantes para generar confianza pública. El seguimiento de los cambios en la temperatura del agua alrededor de los puntos de descarga, la medición de los niveles de ruido y la publicación de observaciones sobre la vida marina permitirán determinar si los despliegues a gran escala son compatibles con los ecosistemas locales. Las autoridades reguladoras pueden exigir esta información como condición para conceder y renovar los permisos.

Dos hitos marcarán el rumbo a corto plazo. El primero es el aumento de la capacidad de 2,3 a los 24 megavatios previstos, que pondrá a prueba si la instalación y el mantenimiento pueden ampliarse sin problemas. El segundo es el avance hacia el objetivo de 500 megavatios anunciado por el desarrollador y sus socios. Para lograrlo se necesitarán una superficie mayor, más turbinas y conexiones más sólidas con la red eléctrica. También harán falta diseños de cápsulas estandarizados, procedimientos de mantenimiento claros y cadenas de suministro capaces de entregar los módulos con rapidez. Si el modelo funciona en Shanghái, otras regiones costeras con abundante energía eólica marina y limitaciones de suelo podrían replicarlo.

Puntos clave

• HiCloud ha puesto en marcha un centro de datos en el lecho marino frente a Shanghái, con una instalación de demostración inicial de 2,3 megavatios que está previsto ampliar a 24 megavatios.
• Más del 95 % de la electricidad de la instalación procede de energía eólica marina, y el agua de mar se utiliza para la refrigeración.
• Los operadores aspiran a un PUE de 1,15 o menos, por debajo de la directriz nacional de China, que establece un valor de 1,25 para los nuevos centros de datos a finales de 2025.
• Los diseñadores calculan que el consumo total de energía será alrededor de un 22,8 % inferior al de una instalación terrestre comparable y que la energía destinada a la refrigeración bajará a menos del 10 % del consumo total.
• El proyecto cuesta unos 226 millones de dólares y el conjunto inicial puede albergar 198 bastidores de servidores en cápsulas resistentes a la presión.
• En pruebas anteriores en China, se instalaron en Hainan cápsulas a unos 35 metros de profundidad, cada una con entre 400 y 500 servidores y conectadas a tierra mediante un cable submarino.
• Entre los beneficios figuran una reducción de más del 90 % del uso de suelo y la ausencia de consumo de agua dulce para la refrigeración.
• HiCloud y sus socios han anunciado que aspiran a construir un conjunto submarino de 500 megavatios alimentado por energía eólica marina.
• La supervisión ambiental se centrará en la descarga de calor, el ruido y los efectos de los cables sobre la vida marina, especialmente durante los períodos cálidos.
• En pruebas submarinas anteriores realizadas en otros países se registraron tasas bajas de avería del hardware, pero las operaciones a gran escala en el mar siguen afrontando desafíos de mantenimiento, seguridad y costos.