Market Research

Energia, acqua e calore: come le risorse del sito determinano il refrigerante in un data center

15 min read
Energia, acqua e calore: come le risorse del sito determinano il refrigerante in un data center
Per un ingegnere che nel 2026 esamina il capitolato di un data center, il primo vincolo raramente è il carico termico. È piuttosto la disponibilità nel sito dell’elettricità, dell’acqua e di un impiego per il calore ceduto necessari a far funzionare un determinato sistema di raffreddamento. La tecnologia di raffreddamento, e con essa il refrigerante, dipende da ciò che il sito può fornire. Non si tratta di uno sviluppo del 2026. La società di progettazione e selezione dei siti Build.inc fa risalire il cambiamento al 2023 circa, quando i rack GPU superarono il punto oltre il quale il raffreddamento non poteva più essere, per usare le sue parole, progettato in un secondo momento; questa ipotesi “ha smesso di essere valida intorno al 2023 e non lo è più tornata” (Build.inc, 2026).

La conseguenza meno esaminata è ciò che accade dopo. Una volta che la risorsa vincolante determina l’architettura di raffreddamento, restringe anche la scelta del refrigerante. Un sito che può cedere calore soltanto all’aria in un clima caldo, un sito il cui valore dipende dalla vendita di quel calore a una rete di teleriscaldamento e un sito soggetto a razionamento idrico indirizzano verso macchine diverse e, sempre più spesso, verso refrigeranti naturali come ammoniaca (R717), propano (R290) e CO2 (R744). La maggior parte delle analisi attuali segue il vincolo delle risorse fino al metodo di raffreddamento e si ferma lì, prima di arrivare al refrigerante.

La domanda che ha imposto la questione

La capacità globale dei data center è attualmente stimata in circa 103 GW e si prevede che si avvicinerà a 200 GW entro il 2030 (dati JLL citati nel rapporto Clean Cooling for Data Centers 2025 di ATMOsphere). Negli Stati Uniti, il carico è sufficientemente elevato da risultare significativo su scala nazionale: nel 2023 i data center hanno consumato circa il 4,4 percento dell’elettricità statunitense e si prevede che raggiungeranno una quota compresa tra il 6,7 e il 12 percento entro il 2028 (US DOE / Lawrence Berkeley National Laboratory, 2024 United States Data Center Energy Usage Report).

La pressione sul raffreddamento deriva dalla densità. La potenza per rack, che si attestava tra 15 e 30 kW, è salita a 100 kW e oltre, e l’aria non è più in grado di gestire economicamente il carico. Dal punto di vista fisico, la risposta più ovvia è il liquido: l’acqua trattiene quasi 3.500 volte più calore per unità di volume rispetto all’aria e lo trasferisce circa 23,5 volte più rapidamente, motivo per cui il raffreddamento diretto a liquido può ridurre di un quinto o più l’energia impiegata per il raffreddamento (Ecolab, 2025). Tuttavia, il passaggio al liquido non risolve di per sé il problema della localizzazione. Cambia la risorsa che diventa vincolante per prima.

I semiconduttori per il calcolo e l’elettricità non sono due colli di bottiglia sequenziali, uno dei quali è stato risolto; sono due carenze parallele. Secondo quanto riportato, i componenti Blackwell di NVIDIA sono esauriti fino alla seconda metà del 2026, mentre il packaging avanzato e la memoria ad alta larghezza di banda che li supportano sono già impegnati da contratti fino al 2027 inoltrato. Allo stesso tempo, le infrastrutture sono in ritardo: nel maggio 2026 Bloomberg, sulla base dei dati di Sightline Climate, ha riferito che tra un terzo e la metà dei data center statunitensi previsti per il 2026 è in ritardo o è stata cancellata, con soltanto circa 4 GW dei 12 GW annunciati in costruzione. Sempre più spesso sono la disponibilità di energia, i trasformatori e i quadri elettrici, anziché l’ordine dei chip, a determinare quando un impianto può entrare in funzione.

Prima risorsa: l’elettricità

Il segnale più evidente del fatto che l’energia abbia ormai assunto un ruolo prioritario è il tempo di attesa per la connessione. Il rapporto Queued Up: 2025 Edition del Lawrence Berkeley National Laboratory indica che un tipico progetto di generazione entrato in esercizio commerciale nel 2024 ha trascorso circa cinque anni nella coda di connessione, con un tempo mediano raddoppiato nell’arco di due decenni; alla fine del 2024, la coda attiva ammontava a circa 2.290 GW (LBNL, 2025). Questo dato misura i generatori che chiedono di connettersi alla rete, non i data center che richiedono capacità di carico, e i due valori non devono essere confusi. Per i carichi nei poli a maggiore densità, Northern Virginia, Phoenix e Dallas, i tempi di connessione riportati variano da quattro a sette anni (Sightline Climate tramite Bloomberg), con il limite superiore attribuito al gestore di servizi pubblici Dominion Energy della Northern Virginia e confermato dall’IEA.

La portata della nuova domanda spiega la coda. Grid Strategies ha stimato una crescita del carico di picco negli Stati Uniti pari a 166 GW nei cinque anni fino al 2030, di cui circa 90 GW, approssimativamente il 55 percento, legati ai data center, mentre il dato dello stesso DOE si avvicina a 100 GW, di cui circa la metà attribuibile ai data center (Grid Strategies, National Load Growth Report 2025; US DOE, 2025). Entrambe le organizzazioni avvertono che le richieste di connessione presentate ai gestori di servizi pubblici sovrastimano la domanda effettiva a causa di doppi conteggi.

Gli operatori non stanno aspettando. Una quota crescente sta realizzando impianti di generazione a valle del contatore, prevalentemente a gas: un’analisi individua 46 data center per un totale di circa 56 GW di capacità pianificata a valle del contatore, quasi il 30 percento dei progetti statunitensi in programma, con circa il 90 percento di tali progetti annunciato soltanto nel 2025 (Cleanview, citata da Distilled Earth). Goldman Sachs Research prevede che i sistemi a valle del contatore soddisferanno da un quarto a un terzo della domanda incrementale dei data center fino al 2030 (Goldman Sachs, 2026). Per il raffreddamento, la generazione in loco è doppiamente importante: determina la potenza disponibile e produce calore di scarto proprio, oltre a quello generato dal carico IT.

Seconda risorsa: l’acqua

L’acqua è passata dall’essere un dettaglio operativo a un fattore determinante per la localizzazione. Nel 2023, il consumo diretto di acqua per il raffreddamento dei data center statunitensi ha raggiunto circa 66 miliardi di litri, quasi 17,4 miliardi di galloni, e si prevede che aumenterà rapidamente entro il 2028 (LBNL, 2024, come fonte primaria; dati ripresi da AWWA, 2025, ed Environmental Law Institute, 2026). Il rapporto Cooling the Cloud di AWWA prevede che il consumo diretto annuo salirà a un valore compreso tra 38 e 73 miliardi di galloni entro il 2028.

Il compromesso è l’aspetto che i progettisti non possono eliminare. Ridurre il consumo di acqua mediante il raffreddamento ad aria o a circuito chiuso aumenta il consumo di elettricità, e la generazione di tale elettricità consuma a sua volta acqua a monte. Landon Marston di Virginia Tech stima che dal 75 al 90 percento dell’impronta idrica complessiva di un data center non sia localizzato presso il sito, ma nella generazione di energia. Un impianto non può ottimizzare acqua ed energia in modo indipendente; il miglioramento di un indicatore, il WUE, spesso peggiora l’altro, il PUE.

L’opposizione pubblica si è irrigidita in relazione all’acqua e al territorio. Ad aprile 2026, circa 69 Stati e amministrazioni comunali statunitensi avevano moratorie attive sui data center, e un sondaggio Gallup del marzo 2026 ha rilevato che circa sette americani su dieci erano contrari alla presenza di data center nella propria zona, con il 48 percento fortemente contrario (Gallup, 2026). Le conseguenze finanziarie sono visibili: Data Center Watch ha registrato progetti statunitensi per 64 miliardi di dollari bloccati o ritardati tra il 2023 e l’inizio del 2025, seguiti da una stima di 98 miliardi di dollari nel solo secondo trimestre del 2025 (Data Center Watch, 2025). Laddove le autorizzazioni idriche costituiscono il punto critico, il progetto di raffreddamento che richiede meno acqua può determinare la scelta del sito, anche a costo di un maggiore consumo energetico.

Terza risorsa: il calore

Elettricità e acqua sono vincoli da gestire. Il calore è la risorsa che il settore sta imparando solo ora a trattare come un bene, e la differenza tra Europa e Stati Uniti è netta.

Nell’Unione europea, il riutilizzo sta diventando obbligatorio anziché facoltativo. La direttiva sull’efficienza energetica impone ai data center con una potenza IT in ingresso superiore a 1 MW di utilizzare il calore di scarto o un’altra soluzione di recupero, salvo nei casi in cui ciò non sia tecnicamente o economicamente fattibile. La legge tedesca sull’efficienza energetica va oltre, fissando valori precisi: PUE pari o inferiore a 1,5 entro la metà del 2027 e a 1,3 entro il 2030 per i siti esistenti, 1,2 per i siti messi in servizio da luglio 2026 e un Energy Reuse Factor che sale dal 10 percento nel 2026 al 20 percento entro il 2028 (sintesi di White & Case dell’EnEfG tedesco, 2024). Questi obiettivi sono in evoluzione; una bozza di modifica pubblicata nell’aprile 2026 propone di allentare i limiti PUE dopo che la Germania non ha rispettato una scadenza dell’UE per l’attuazione (Orrick, 2026). La direzione resta comunque invariata: in Europa, il calore di un sito ha ormai un acquirente e il sistema di raffreddamento viene progettato per fornirlo a una temperatura utile.

Negli Stati Uniti, lo stesso calore viene in gran parte disperso. L’espansione della generazione a gas a valle del contatore mira a garantire l’approvvigionamento energetico, non il riutilizzo, e le reti di teleriscaldamento in grado di assorbire il calore restano poco diffuse. La società di consulenza Cundall ha sostenuto che la legge tedesca trasforma il recupero del calore di scarto in una priorità nazionale e modifica le modalità di definizione dei sistemi, citando progetti come l’iniziativa FRANKY a Francoforte (Cundall, 2026). L’obbligo di riutilizzare il calore favorisce le architetture basate su pompe di calore e un elevato salto termico, ambiti nei quali i sistemi a refrigerante naturale presentano il vantaggio più evidente.

Dalla risorsa al refrigerante

Considerando insieme le tre risorse, emerge una mappa decisionale approssimativa, che arriva fino al refrigerante.

Laddove l’energia rappresenta il vincolo e il clima è fresco, il progetto massimizza il free cooling e riduce al minimo le ore di funzionamento dei compressori. In questo contesto, i refrigeratori a refrigerante naturale competono sul piano dell’efficienza. Zudek riferisce che un refrigeratore ad ammoniaca (R717), installato in sostituzione di un’unità a R407C, ha funzionato in free cooling per 2.131 ore all’anno, rispetto alle 195 della macchina precedente, ha ridotto il consumo energetico del 43 percento e ha consentito un risparmio annuo di 185.752 euro (ATMOsphere, 2025). Ad Amburgo, Secon ha fornito a Penta Infra sei refrigeratori raffreddati ad aria a propano (R290), capaci di operare in free cooling fino all’80 percento delle ore annue, con un EER di 4,15 e un obiettivo PUE di 1,2 (ATMOsphere, 2025).

Laddove l’acqua rappresenta il vincolo, il progetto accetta un maggiore consumo energetico per evitare le perdite per evaporazione e prende in considerazione il raffreddamento a immersione. BAC riferisce che un impianto a immersione monofase presso il sito Skybox Houston One opera in free cooling per tutto l’anno, anche a Houston, con un Total Usage Effectiveness prossimo a 1,15, rispetto a circa 1,60 per un refrigeratore raffreddato ad aria con unità CRAH, e con un consumo energetico per il raffreddamento inferiore di circa l’80 percento (BAC, tramite ATMOsphere). Il TUE non è un indicatore definito da un fornitore: è stato formulato in un articolo sottoposto a revisione paritaria del 2013 e applicato presso l’Oak Ridge National Laboratory, ed è indipendente da qualsiasi fornitore (Energy Efficient HPC Working Group; si veda Uptime Institute sull’adozione degli indicatori, 2025).

Laddove il riutilizzo del calore costituisce il principale fattore di valore, il progetto diventa una pompa di calore. L’installazione di Fenagy a Kajaani, in Finlandia, utilizza pompe di calore a isobutano (R600a) e propano (R290) per trasformare 13,5 MW di carico IT in circa 18 MW di calore destinato a una rete di teleriscaldamento che serve circa 3.500 famiglie, con COP in riscaldamento compresi tra 4,2 e 5,0, e si è aggiudicata una gara aperta contro soluzioni HFC e HFO in base a prezzo, COP e progetto tecnico (Fenagy, tramite ATMOsphere). Si tratta di un refrigerante scelto in funzione della risorsa termica, non del carico termico.

La regolamentazione restringe ulteriormente il campo. Dal 1 gennaio 2027, le norme UE vietano i refrigeratori fissi con potenza superiore a 12 kW che contengono F-gas con GWP pari o superiore a 750, salvo nei casi in cui esigenze di sicurezza impongano diversamente (Commissione europea). Per molti siti dell’UE, ciò elimina una parte consistente del catalogo dei refrigeranti sintetici dalle nuove costruzioni e orienta la scelta verso R717, R290, R744 o alternative a basso GWP.

Perché non si può presumere che i refrigeranti naturali prevalgano sempre

La mappa delle risorse non conduce sempre a un refrigerante naturale. L’impiego di propano su scala megawatt sul tetto di un edificio urbano comporta un carico d’incendio che alcuni operatori non sono disposti ad accettare; Enrico Boscaro di Carel, che presiede il gruppo di lavoro Eurovent sul raffreddamento IT, ha segnalato proprio questa preoccupazione e prevede che molti nuovi operatori statunitensi sceglieranno per impostazione predefinita R32 (Carel; Eurovent). Attraverso sondaggi condotti tra gli operatori, Vertiv ha rilevato che la disponibilità idrica si colloca molto al di sotto dell’elettricità tra le preoccupazioni dichiarate per la scelta del sito, un dato che complica l’ipotesi secondo cui la scarsità d’acqua determinerà universalmente il progetto (Vertiv, citata in AWWA). Stulz sta perseguendo una strategia basata su refrigeranti sintetici A2L e a basso GWP, come R454C e R1234ze, anziché impegnarsi sui refrigeranti naturali, mentre Danfoss presenta la riduzione graduale degli F-gas come una questione di portafoglio che comprende entrambi i gruppi (Stulz; Danfoss). Un quadro realistico considera il refrigerante naturale come la risposta frequente quando prevalgono l’energia, l’acqua o il riutilizzo del calore, non come una conclusione scontata.

Che cosa accadrà ora

Questa analisi ricostruisce la logica dall’esterno, utilizzando dati pubblici e progetti resi noti. Il secondo articolo di questa serie verificherà il quadro rispetto alla pratica: come operatori e progettisti valutano effettivamente energia, acqua e riutilizzo del calore quando specificano un sistema, dove la logica basata prioritariamente sulle risorse trova conferma e dove invece si scontra con normative tecniche, assicurazioni, parametri di approvvigionamento e scarsa familiarità con i refrigeranti naturali. L’obiettivo è passare da ciò che suggeriscono i dati a ciò che osservano sul campo le persone che prendono queste decisioni.

Invitiamo gli esponenti del settore a contribuire con dichiarazioni pubbliche. Siamo particolarmente interessati a operatori di data center e fornitori di servizi di colocation; consulenti di progettazione e ingegneria; analisti e istituti indipendenti che si occupano di efficienza e indicatori delle risorse; produttori di refrigeranti e apparecchiature, sia nel campo dei refrigeranti naturali sia in quello dei sintetici; autorità di regolamentazione e associazioni che contribuiscono a definire gli obblighi.

Per avere un’idea del formato, la nostra recente analisi di mercato Oltre la refrigerazione: come i sistemi a CO2 stanno diventando il polo energetico della moderna distribuzione alimentare si è basata sui contributi di dieci operatori, produttori e specialisti indipendenti in Europa e Nord America, ciascuno citato pubblicamente con i propri dati. 

Per partecipare, scrivere alla redazione all’indirizzo info@refindustry.com oppure contattare direttamente il caporedattore Sergei Mukminov su LinkedIn.

Fonti

Fonti primarie

Fonti secondarie

Market Research Data Centres Industrial Refrigeration Refrigerants
Get the daily refrigeration briefing

One email a day. Trusted by 3,000+ RACHP professionals.

By subscribing you create a free Refindustry account and agree to receive our daily briefing. You agree to our Terms of Service and Privacy Policy.

No spam. Unsubscribe anytime.

Related insights

All insights →
Market Research

L’EPA rinvia le scadenze per i refrigeranti a basso GWP, dividendo il settore del freddo negli USA

La scadenza entro la quale i supermercati avrebbero dovuto installare nuovi sistemi di refrigerazione funzionanti con refrigeranti a basso GWP era il 1° gennaio 2027. Ora è il 1° gennaio 2032. Il 21 maggio 2026, nello Studio Ovale insieme al presidente Trump, l’amministratore dell’EPA Lee Zeldin ha annunciato le revisioni definitive del Technology Transitions Rule

25 May 2026
Interview

Rendere visibile la sicurezza: Kushal Aurangabadkar sul framework LOOP-BAR

Di Sergei Mukminov, caporedattore, Refindustry.com Nel corso degli anni, gli impianti di refrigerazione industriale ad ammoniaca accumulano documentazione sulla sicurezza: P&ID, procedure operative standard, elenchi degli allarmi, piani di emergenza e registri di manutenzione. Il problema non è che le informazioni non esistano, ma che risiedono in sistemi separati e raramente raggiungono le persone che

16 Apr 2026
Tech Guide

Costo totale di proprietà (TCO) dei sistemi modulari di refrigerazione nei centri di distribuzione life sciences

di Ramez Naguib, P.E. Introduzione I centri di distribuzione life sciences sono sottoposti a enormi pressioni per garantire un controllo costante della temperatura, rispettare normative sempre più stringenti e ottimizzare l'efficienza operativa. I tradizionali sistemi di refrigerazione realizzati in opera risultano spesso complessi, costosi e lenti da implementare. Al contrario, i sistemi di refrigerazione modulari

14 Jan 2026