L’adozione pervasiva dell’intelligenza artificiale, nei più svariati ambiti d’impiego, sta ridefinendo i parametri del calcolo computazionale, imponendo al contempo una revisione profonda delle infrastrutture che ne garantiscono il funzionamento.
Gli algoritmi avanzati e i modelli linguistici di ultima generazione sono ormai fondamentali per l’economia globale. La necessità di contenere l’impronta energetica dei centri di calcolo cresce sempre di più. L’integrazione di sistemi a idrogeno e tecnologie avanzate per il recupero termico può trasformare le infrastrutture digitali da complessi idro-esigenti ad alta intensità elettrica in risorse per la collettività.
L’espansione dell’intelligenza artificiale può così integrarsi con un data center verde, guidando la convergenza tra alimentazione a idrogeno; recupero di calore e teleriscaldamento urbano. La coesistenza di questi elementi favorisce la sostenibilità dell’intelligenza artificiale e la decarbonizzazione delle infrastrutture digitali.
L’insostenibile peso computazionale dell’intelligenza artificiale
La crescita della potenza di calcolo richiesta dall’addestramento e dall’esecuzione dei modelli LLM (acronimo di Large Language Models, i modelli con cui si istruiscono le AI) pone sfide rilevanti agli obiettivi globali di decarbonizzazione. I centri di elaborazione dati tradizionali necessitano di imponenti volumi di energia elettrica e ingenti quantitativi d’acqua per raffreddare, ad aria, le componenti hardware. Ciò genera un impatto significativo sulle risorse locali.
A detta delle proiezioni diffuse nel report IEA Electricity 2026 Analysis sul consumo di elettricità, la domanda globale di energia elettrica è destinata a crescere. Si prevede che salirà a un ritmo medio di circa 1.100 TWh all’anno, almeno fino al 2030, trainata dall’elettrificazione dei consumi e dall’espansione delle infrastrutture informatiche. In questo scenario, il consumo dei data center raggiungerà, secondo le stime, i 545 TWh.
Come evidenziato dalle analisi dell’indipendente Brookings Institution Policy Analysis, il carico di lavoro attribuibile specificamente all’IA è destinato ad aumentare la propria incidenza relativa. La quota passerà da circa il 37% di oggi a un 46% del fabbisogno energetico complessivo dei centri elaborazione dati entro la fine del decennio. Senza un cambio di architettura tecnologica, l’espansione del settore rischia di entrare in contrasto con gli impegni di neutralità climatica.
Il concetto dell’infrastruttura simbiotica urbana
Allo scopo di superare la rigidità dei grandi impianti isolati nelle periferie industriali, emerge la visione dell’infrastruttura simbiotica urbana. In questo paradigma, la struttura computazionale non viene concepita come elemento estraneo, ma si integra funzionalmente nel tessuto cittadino, attraverso il modello del data center a idrogeno modulare e distribuito.
L’installazione di centri di calcolo di dimensioni contenute direttamente in prossimità delle aree urbane consente di valorizzare la prossimità fisica con le utenze finali. Tale vicinanza permette di intercettare l’energia termica di scarto prodotta dall’elaborazione dei dati e di reimmetterla nei circuiti locali secondo le dinamiche dell’economia circolare. Ciò trasforma il flusso di calore in una risorsa energetica, spendibile per le esigenze della città.
Come funziona l’ingegneria dei data center a zero emissioni
La transizione verso strutture a impatto neutro richiede l’integrazione di sistemi avanzati di generazione elettrica in loco, oltre a soluzioni di gestione termica ad alta efficienza. Nei paragrafi che seguono, andiamo a descriverli.
Celle a combustibile e idrogeno verde per l’autonomia off-grid
Nelle architetture avanzate a zero emissioni, la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale basata su combustibili fossili viene superata. Lo si fa mediante l’impiego di celle a combustibile alimentate a idrogeno verde. Quest’ultimo viene prodotto tramite elettrolisi dell’acqua, utilizzando esclusivamente energia da fonti rinnovabili, come eolico e fotovoltaico.
Le celle a combustibile installate presso la struttura dedicata generano energia elettrica in corrente continua, attraverso un processo elettrochimico privo di combustione. L’unico sottoprodotto diretto di questa reazione è costituito da vapore acqueo e calore. Sfruttando la cogenerazione ad alta temperatura, l’impianto raggiunge un’efficienza termodinamica complessiva che può arrivare a toccare l’85%. Ciò garantisce continuità operativa ed elimina le emissioni locali di anidride carbonica.
Direct Liquid Cooling: catturare l’energia termica alla sorgente
Per la gestione delle temperature operative dei processori ad altissima densità utilizzati per supportare l’IA, i sistemi di ventilazione tradizionale si rivelano insufficienti. Alla luce di ciò, si adotta la tecnologia Direct Liquid Cooling (o DLC, secondo il suo acronimo), la quale mette in circolo un fluido termovettore all’interno di placche poste a contatto diretto con i chip.
L’efficienza delle infrastrutture IT viene misurata tramite l’indice PUE (che indica l’efficienza dell’utilizzo dell’energia, o in inglese il Power Usage Effectiveness), ovvero il rapporto tra l’energia totale assorbita dall’impianto e quella effettivamente usata dalle apparecchiature informatiche. Secondo l’ultimo Uptime Institute Global Data Center Survey, il PUE medio globale si attesta, ormai da anni, su valori attorno a 1,54, non troppo positivi, a causa dei consumi legati al raffreddamento ad aria.
L’adozione del raffreddamento a liquido permette di rimuovere il calore con un’efficienza superiore, prelevando acqua a temperature comprese tra 60°C e 65°C, senza ulteriori apporti energetici. Riducendo così il PUE al di sotto della soglia di 1,10 – 1,20. Questo valore garantirebbe la conformità con gli standard stringenti introdotti o in via di introduzione in Europa, compresi i parametri definiti nella ModulEdge Data Center Compliance Guide, in merito alle normative unitarie sull’efficienza energetica.
L’integrazione tra intelligenza artificiale e reti di teleriscaldamento cittadino
L’acqua calda prodotta dal circuito di raffreddamento dei server è l’elemento dell’infrastruttura al servizio dell’AI che costituisce il punto di raccordo con la rete di distribuzione urbana. I chip informatici convertono oltre il 90-95% dell’energia elettrica assorbita in calore di scarto. Tale quota, come sottolineano le analisi di Euroheat & Power, si identifica come risorsa fondamentale per la decarbonizzazione dei riscaldamenti residenziali.
Invece di essere dissipata nell’atmosfera, tramite apposite torri di raffreddamento, l’acqua a 60°C viene convogliata direttamente nei tubi del teleriscaldamento cittadino. In questa maniera, si può coprire il fabbisogno di acqua calda sanitaria e riscaldare abitazioni, uffici e strutture pubbliche. Il centro elaborazione dati assume così la funzione di una vera e propria centrale termica integrata.
Dati e metriche a confronto: l’impronta della transizione digitale
Il passaggio dai modelli tradizionali di raffreddamento e alimentazione a infrastrutture a idrogeno oppure liquide permette un miglioramento sensibile di tutti gli indici di sostenibilità. Per portare qualche numero a supporto, abbiamo scelto di inserire una tabella di confronto che metta in relazione le due possibili soluzioni.
| Parametro e fonte | Scenario di mercato tradizionale | Modello visionario integrato |
| Consumo energetico (Fonti: IEA Electricity 2026 / Brookings) | Consumo globale dei data center in corsa verso 545 TWh entro fine decennio. L’AI peserà per il 37-46% sul carico totale. | I micro-data center modulari lavorano su scala locale, riducendo i picchi di carico e sfruttando energia rinnovabile autoprodotta. |
| Efficienza energetica (PUE) (Fonte: Uptime Institute Survey) | Standard mondiale piatto a 1.54, dovuto ai forti consumi energetici per la ventilazione forzata ad aria. | Valori di PUE inferiori a 1.10 – 1.20 grazie all’efficienza termica del raffreddamento a liquido diretto. |
| Simbiosi industriale (Fonte: Euroheat & Power / UE) | 0% di recupero termico. Tutto il calore generato dai server viene disperso in atmosfera tramite torri di evaporazione. | Fino al 90-95% dell’energia elettrica assorbita dai server viene catturata sotto forma di calore e immessa nel teleriscaldamento urbano. |
| Integrazione di rete (Fonte: European Hydrogen Partnership) | Dipendenza diretta dalla griglia elettrica nazionale, spesso satura e dipendente da fonti fossili, per i picchi di richiesta. | Funzionamento off-grid alimentato da celle a combustibile a idrogeno verde, con efficienza di cogenerazione elettrica/termica fino all’85%. |
Gli scenari futuri e le sfide regolatorie per la transizione
L’ampia diffusione europea dei data center simbiotici e la piena integrazione dell’intelligenza artificiale nei piani di transizione ecologica dipendono anche dall’evoluzione del quadro normativo e infrastrutturale che è ancora in divenire. Gli obiettivi definiti dal Green Deal europeo per la digitalizzazione sostenibile richiedono una revisione delle linee di sviluppo urbanistico e delle reti energetiche. Al momento, questa è principalmente teorica, sebbene Bruxelles spinga in questa direzione.
Le sfide principali da affrontare riguardano tre ambiti chiave:
- le infrastrutture di stoccaggio. È necessario lo sviluppo di standard di sicurezza per il trasporto e il deposito di idrogeno verde in contesti ad alta densità abitativa, come le città e le metropoli;
- l’integrazione regolatoria definisce gli schemi contrattuali uniformi per la vendita del calore industriale di scarto tra operatori IT ed enti gestori della rete di teleriscaldamento, fornendo a questi ultimi aria calda di immediato utilizzo;
- una pianificazione urbanistica di nuova concezione deve delineare l’adozione di strumenti di zoning, i quali favoriscano la localizzazione dei nuovi centri computazionali in aree e zone idonee all’allacciamento diretto alle reti termiche cittadine, magari proprio in prossimità dei centri urbani.
