Les grandes entreprises technologiques américaines se tournent de plus en plus vers les développeurs et fournisseurs de piles à combustible pour fournir de l'électricité aux centres de données et aux installations de calcul IA, attirées par le profil plus propre de cette technologie et des délais de déploiement plus rapides par rapport aux centrales électriques à gaz conventionnelles.

Les piles à combustible génèrent de l'électricité par la conversion directe de l'énergie chimique en énergie électrique sans combustion. La technologie est compatible avec une gamme de carburants, notamment l'hydrogène, le gaz naturel et le biogaz. Alors que la demande d'énergie en hausse fulgurante due à l'essor de l'IA exerce une pression croissante sur les réseaux électriques, les piles à combustible offrent une voie vers la génération d'énergie décentralisée capable de desservir des sites isolés — contournant les longs délais d'autorisation et de construction associés aux centrales électriques à gaz. Le défi est d'autant plus aigu que l'entraînement des modèles d'IA et les charges d'inférence sont beaucoup plus énergivores que l'informatique en nuage traditionnelle, et que les files d'attente d'interconnexion au réseau dans de nombreux marchés américains s'étendent désormais couramment sur plusieurs années.

L'empreinte environnementale réduite de la technologie des piles à combustible — caractérisée par des émissions plus faibles et une diminution de la consommation d'eau — s'aligne sur les engagements des géants de la technologie visant à réduire l'intensité carbone tout en développant la capacité de calcul. Des entreprises dont Google, Microsoft, Amazon et Meta ont toutes fixé des objectifs publics d'exploitation sans carbone ou à émissions nettes nulles, ajoutant de l'urgence à la recherche d'énergie propre dispatchable capable de fonctionner en continu 24 heures sur 24.

Goldman Sachs Research, dans un rapport publié l'année dernière, a indiqué que les piles à combustible pourraient permettre aux entreprises d'établir relativement rapidement de nouvelles sources d'électricité à faible émission de carbone. La croissance de la demande d'énergie des centres de données pourrait représenter « l'usage incrémental le plus important depuis la révolution industrielle » pour l'énergie, a déclaré Michele Della Vigna, responsable de la recherche sur les ressources naturelles pour la région EMEA chez Goldman Sachs Research.

La banque d'investissement estime que les piles à combustible pourraient finalement fournir 6 à 15 % de la demande d'énergie incrémentale des centres de données, soit l'équivalent de 25 à 50 % de l'approvisionnement total en génération d'énergie décentralisée. Cela correspond à environ 8 à 20 GW de capacité de piles à combustible nécessaires pour fournir de l'électricité d'ici 2030.

Selon Goldman Sachs, les systèmes de piles à combustible présentent plusieurs avantages par rapport aux turbines à gaz pour la production d'électricité. Les systèmes modulaires de piles à combustible peuvent être déployés en moins d'un an, tandis que les délais de livraison des turbines se sont étirés au-delà de cinq ans. Les piles à combustible sont 10 à 30 % plus efficaces que les turbines à gaz, produisent significativement moins de bruit et ne génèrent aucune émission de NOx ni de CO. Elles offrent également une plus grande polyvalence de charge, ce qui les rend mieux adaptées pour soutenir les exigences continues en charge de base des centres de données.

Le déploiement actuel reste limité par la capacité de production réduite, a noté Goldman Sachs, bien que cela puisse changer avec l'expansion de la fabrication attendue aux États-Unis et en Asie. Les incitations fédérales prévues par l'Inflation Reduction Act, notamment les crédits d'impôt pour la fabrication d'énergie propre et la production d'hydrogène, devraient améliorer davantage l'économie des chaînes d'approvisionnement nationales de piles à combustible.

Plusieurs grandes entreprises technologiques ont déjà entrepris d'intégrer des systèmes de piles à combustible dans leurs opérations de centres de données et d'IA. Cette technologie concurrence d'autres options de génération décentralisée — notamment les petits réacteurs nucléaires modulaires et les énergies renouvelables sur site couplées au stockage par batteries — alors que les opérateurs cherchent à diversifier leurs portefeuilles énergétiques.

Bloom Energy déploie sa technologie de piles à combustible dans certains centres de données d'Oracle Cloud Infrastructure (OCI) aux États-Unis. Bloom Energy maintient également un partenariat de longue date avec Equinix, fournissant des piles à combustible qui complètent l'alimentation du réseau dans 19 centres de données Equinix IBX répartis dans six États.

« À mesure que la demande d'énergie augmente, nous anticipons que l'innovation dans les technologies d'énergie alternative jouera un rôle de plus en plus clé dans la disponibilité de l'énergie à l'avenir », a déclaré David Rinard, vice-président des opérations énergétiques chez Equinix.

Equinix, qui utilise la technologie de piles à combustible de Bloom Energy depuis une décennie, indique que les systèmes ont permis à l'entreprise d'éviter 285 000 tonnes d'émissions de CO2e et 382 milliards de gallons de consommation d'eau intégrée. L'entreprise d'infrastructure numérique a également conclu des accords avec les fournisseurs d'énergie nucléaire de nouvelle génération Oklo, Radiant, ULC-Energy et Stellaria pour développer davantage son approvisionnement en énergie alternative pour les centres de données.

« Avec l'innovation et les investissements dans une grande variété de technologies de production d'énergie, les centres de données ont le potentiel de passer du statut de consommateurs d'énergie à celui d'actifs du réseau », a déclaré Christopher Wellise, vice-président du développement durable chez Equinix.

FuelCell Energy, un autre développeur du secteur, a annoncé un accord stratégique avec Fit Energy pour jusqu'à 380 mégawatts (MW) d'énergie sur site pour les centres de données utilisant sa technologie de piles à combustible à l'échelle utilitaire.

« En effet, nous nous concentrons sur l'extension du réseau jusqu'au centre de données, permettant aux clients d'accélérer le temps d'accès à l'énergie, de réduire la dépendance à l'infrastructure de transmission congestionnée, d'éliminer les frictions d'autorisation et de soutenir la demande énergétique croissante des environnements de calcul pilotés par l'IA avec une technologie éprouvée et évolutive », a déclaré Jason Few, président et PDG de FuelCell Energy, dans un communiqué de résultats publié en juin.

Par Tsvetana Paraskova pour Oilprice.com