A medida que la IA generativa se extiende rápidamente por las industrias, Japón está experimentando un auge en la construcción de centros de datos. Sin embargo, bajo esta transformación digital se esconde una crisis creciente: la capacidad de suministro eléctrico del país está alcanzando sus límites. Según las proyecciones de la Organización para la Coordinación Interregional de Operadores de Transmisión (OCCTO), se espera que la demanda máxima de energía de nuevos centros de datos y fábricas de semiconductores aumente aproximadamente 13 veces para el año fiscal 2034 en comparación con el año fiscal 2025. La demanda eléctrica total de Japón solo crecerá unos pocos puntos porcentuales en el mismo período, pero los centros de datos y las fábricas de semiconductores concentran la mayor parte de ese aumento.

En su informe de 2025 "Energy and AI", la Agencia Internacional de Energía (AIE) prevé que el consumo eléctrico mundial de los centros de datos más que se duplique, de unos 415 teravatios-hora en 2024 a alrededor de 945 teravatios-hora para 2030. Es algo más que todo el consumo eléctrico anual de Japón hoy, y por eso asegurar el suministro no es solo un problema japonés, sino global.

El enorme consumo eléctrico de los servidores de IA

El principal impulsor del aumento del consumo eléctrico de los centros de datos es el despliegue de servidores GPU de alto rendimiento diseñados para el procesamiento de IA. Según Naohiro Masunaga, secretario general del Consejo de Centros de Datos de Japón, mientras que los racks de servidores convencionales requerían aproximadamente 10 kilovoltios-amperios (kVA) de potencia, equivalente a poco más de tres hogares promedio, los servidores de IA consumen diez veces más electricidad.

Esta enorme demanda proviene de cómo procesa la información la IA generativa. Una estimación de 2024 muy citada situaba una consulta a un modelo como ChatGPT en unos 2,9 vatios-hora, alrededor de diez veces una búsqueda estándar en Google. Esa cifra se ha considerado después demasiado alta: mediciones más recientes apuntan a que una consulta de texto típica ronda los 0,3 vatios-hora. El rango es amplio, eso sí, y los razonamientos largos o las peticiones con imagen y vídeo disparan el consumo.

Los sistemas de refrigeración crean una doble carga energética

El desafío energético de los servidores de IA va más allá de los propios procesadores. Los chips GPU de alto rendimiento generan un calor tremendo durante su funcionamiento, lo que requiere un gasto energético masivo para la refrigeración. Los sistemas de aire acondicionado convencionales resultan inadecuados, requiriendo sistemas avanzados de refrigeración líquida que funcionen las 24 horas del día, creando otro factor importante en el consumo eléctrico.

El desafío de la refrigeración está remodelando la arquitectura de los centros de datos. Las instalaciones existentes no pueden acomodar los servidores de IA de alta carga y sus requisitos de refrigeración, y los expertos de la industria sugieren que puede ser necesario reconstruir edificios enteros.

Las restricciones de suministro eléctrico de Japón

Aunque el mercado de centros de datos de Japón se encuentra entre los líderes mundiales, la capacidad de suministro eléctrico se ha convertido en el cuello de botella crítico. Los centros de datos mantienen una demanda eléctrica extremadamente estable operando las 24 horas del día con una variación anual de menos del 1%, lo que hace esencial un suministro fiable.

El Centro de Estrategia para una Sociedad Baja en Carbono de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) estima que, sin medidas de ahorro energético con la tecnología actual, el consumo eléctrico de los centros de datos nacionales podría alcanzar 90.000 millones de kilovatios-hora para 2030 y 12 billones de kilovatios-hora para 2050, un aumento de unas 133 veces respecto a 2030. Se trata de un escenario límite que no incorpora el progreso tecnológico, y la demanda real dependerá en gran medida de las mejoras de eficiencia. Aun así, si el suministro no puede seguir el ritmo, los apagones rotativos siguen siendo una posibilidad.

Dispersión regional y energías renovables

Para abordar estos desafíos, el gobierno está promoviendo la dispersión de centros de datos hacia áreas regionales como parte de su iniciativa "Nación Jardín Digital". Los planes prevén desarrollar Hokkaido y Kyushu como tercer y cuarto centros principales junto a Tokio y Osaka. Las regiones rurales ofrecen mayor potencial para el desarrollo de energías renovables.

De hecho, están surgiendo clusters de centros de datos en la ciudad de Inzai en la Prefectura de Chiba y en la ciudad de Ishikari en Hokkaido, aprovechando las ventajas del suministro eléctrico. Los mega proveedores de nube como Microsoft y Google están buscando activamente acuerdos virtuales de compra de energía (PPAs) con proyectos de energía renovable.

Esperanza a través de la innovación tecnológica

Mientras tanto, se están generando expectativas sobre avances tecnológicos para mejorar la eficiencia energética. La tecnología de convergencia fotónica-electrónica "IOWN" propuesta por NTT podría lograr ahorros energéticos dramáticos en comparación con los circuitos electrónicos convencionales. Las tecnologías avanzadas de empaquetado de chips semiconductores también podrían reducir con fuerza el consumo energético.

Históricamente, las advertencias sobre la densidad térmica de los microprocesadores y el consumo eléctrico de los centros de datos se evitaron mediante soluciones tecnológicas. Algunos expertos apuntan que, gracias a la innovación en semiconductores y a una refrigeración más eficiente, el problema energético de los servidores de IA podría resultar menos grave de lo previsto.

El desafío de lograr la neutralidad de carbono

El problema energético de los centros de datos trasciende la mera cantidad de suministro. Con Japón y muchas naciones comprometidas con objetivos de neutralidad de carbono, la combustión masiva de combustibles fósiles para la generación eléctrica ya no es viable. El desafío sin precedentes radica en equilibrar la creciente demanda energética de los centros de datos con la descarbonización.

Irlanda, donde se proyecta que los centros de datos representen el 32% de la demanda eléctrica nacional para 2026, ha implementado regulaciones que restringen las nuevas conexiones de centros de datos a la red. Alemania ha introducido medidas que incluyen restricciones de permisos para centros de datos en áreas residenciales y la utilización obligatoria de energías renovables.

Perspectivas futuras inciertas y debate nacional

El Consejo de Centros de Datos de Japón describe las proyecciones futuras de demanda energética impulsada por la IA como "completamente inciertas". Según el ritmo del cambio tecnológico, la demanda podría multiplicarse por 5, por 10 o más, o bien los avances en eficiencia podrían frenarla con la misma rapidez.

En medio de esta incertidumbre, Japón está llevando a cabo debates a nivel nacional a través de comités de expertos. Se necesita un enfoque multifacético: ampliar la capacidad de suministro eléctrico, acelerar la adopción de energías renovables, impulsar la innovación tecnológica y concienciar sobre el ahorro energético individual.

El avance de la tecnología de IA representa una marea imparable. La cuestión es cómo disfrutar de sus beneficios mientras se superan las restricciones de la infraestructura energética. Japón enfrenta el desafío de equilibrar la competitividad industrial con la política energética en la era de la IA. En su país, ¿el apetito eléctrico del auge de la IA ya empieza a notarse en la red?