Энергетические аппетиты ИИ: новая угроза для экологии?

С момента выпуска ChatGPT в ноябре 2022 года мир стал свидетелем невероятного роста инвестиций, разработки и использования приложений искусственного интеллекта (ИИ). По одной из оценок, объём вычислительной мощности, используемой для ИИ, удваивается примерно каждые 100 дней.

Социальные и экономические последствия этого бума вызвали реакции по всему миру. Европейские регуляторы недавно заставили Meta* приостановить планы по обучению моделей ИИ на данных пользователей Facebook* и Instagram*. Банк международных расчётов, координирующий работу центральных банков мира, предупредил, что внедрение ИИ может изменить механизм инфляции.

Экологические последствия пока привлекают меньше внимания. Один запрос к чат-боту на основе ИИ может потреблять до десяти раз больше энергии, чем традиционный поиск в Google. В целом, генеративные системы ИИ могут использовать в 33 раза больше энергии для выполнения задачи по сравнению с традиционным программным обеспечением. Этот огромный спрос на энергию приводит к росту выбросов углерода и использованию воды, что может создать дополнительную нагрузку на электрические сети, уже испытывающие напряжение из-за изменения климата.

Большинство приложений ИИ работают на серверах в дата-центрах. В 2023 году, до начала бума ИИ, Международное энергетическое агентство оценило, что дата-центры уже потребляли 1%–1,5% мировой электроэнергии и около 1% мировых выбросов CO₂, связанных с энергетикой. Для сравнения, в 2022 году авиационный сектор составил 2% мировых выбросов CO₂, а сталелитейный сектор — 7%–9%.

Как быстрое увеличение использования ИИ меняет эти цифры? Недавние экологические отчёты Microsoft, Meta* и Google дают некоторое представление.

Microsoft, значительный инвестор в ИИ, с долей в OpenAI и своими приложениями Copilot, сообщил о росте годовых выбросов на 40% с 2020 по 2023 год — с 12,2 миллиона тонн CO₂ до 17,1 миллиона тонн. Эти цифры включают прямые выбросы и косвенные выбросы, такие как те, которые возникают при производстве электроэнергии для дата-центров и использовании продуктов компании. Правда, в недавнем интервью основатель Microsoft Билл Гейтс заявил, что центры обработки данных в самом крайнем случае добавят 6% потребления энергии, но, вероятно, только 2–2,5%, при этом ИИ поможет повысить энергоэффективность гораздо больше.

Meta* также вкладывает огромные ресурсы в ИИ. В 2023 году компания сообщила, что её выбросы третьего уровня увеличились более чем на 65% за два года — с 5 миллионов тонн CO₂ в 2020 году до 8,4 миллиона тонн в 2022 году.

Выбросы Google в 2023 году были почти на 50% выше, чем в 2019 году. В экологическом отчёте компании за 2024 год отмечается, что сокращение выбросов будет затруднено из-за увеличения потребности в энергии для интенсивных вычислений ИИ.

Дата-центры потребляют много воды для охлаждения серверов. Согласно исследованию 2021 года, дата-центры в США используют около 7100 литров воды на каждый мегаватт-час потреблённой энергии. Только дата-центры Google в США в 2021 году потребили около 12,7 миллиарда литров пресной воды.

В регионах, где изменение климата усиливает дефицит воды, водопотребление дата-центров становится особенно важной проблемой. Недавняя засуха в Калифорнии, где базируются многие технологические компании, заставила такие компании, как Google, Amazon и Meta*, начать инициативы по положительному водному балансу. Эти крупные технологические компании объявили о планах восполнить больше воды, чем они потребляют, к 2030 году, включая проекты по созданию экорезилиентных водоразделов и улучшению водосбережения в сообществах.

Когда дата-центры находятся в городах или рядом с ними, они могут конкурировать за ресурсы с местным населением в периоды дефицита. Экстремальная жара — один из таких примеров. В глобальном масштабе общее число дней с температурой выше 50°C увеличивается с каждым десятилетием с 1980 года. Июль 2023 года стал самым жарким месяцем за всю историю наблюдений.

Экстремальная жара влияет на здоровье местного населения. Исследование Lancet 2022 года показало, что даже увеличение температуры на 1°C связано с ростом смертности и заболеваемости. В дни экстремальной жары кондиционеры могут спасти жизни, но дата-центры также нуждаются в охлаждении, что увеличивает потребление электроэнергии и повышает риск отключений и нестабильности в электрических сетях.

Так что же дальше? Технологические компании всё больше осознают проблему. Как это воплощается в действиях? Опрос австралийских специалистов по устойчивому развитию в июле 2023 года показал, что только 6% считают, что операторы дата-центров предоставляют подробные данные о своей устойчивости.

*Компания и её продукты признаны экстремистскими, их деятельность запрещена на территории РФ