Η Τεχνητή Νοημοσύνη γίνεται μεγάλος καταναλωτής ενέργειας και νερού. Πώς η ανάπτυξη των νευρωνικών δικτύων επηρεάζει το κλίμα, ποιους κινδύνους και ευκαιρίες δημιουργεί αυτό για τους επενδυτές και την παγκόσμια οικονομία.
Η εκρηκτική ανάπτυξη της ΤΝ και η όρεξή της για ενέργεια
Η ζήτηση για υπολογιστική ισχύ της ΤΝ έχει εκτοξευθεί τα τελευταία χρόνια. Από τη στιγμή που ξεκίνησαν τα δημόσια νευρωνικά δίκτυα όπως το ChatGPT στα τέλη του 2022, οι επιχειρήσεις παγκοσμίως επιταχύνουν την εφαρμογή μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης, γεγονός που απαιτεί τεράστιες ποσότητες επεξεργασίας δεδομένων. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του κλάδου, μέχρι το 2024, η ΤΝ θα αντιπροσωπεύει περίπου 15–20% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των κέντρων δεδομένων παγκοσμίως. Η ισχύς που απαιτείται για τη λειτουργία συστημάτων ΤΝ μπορεί να φτάσει τα 23 GW το 2025 — συγκρίσιμη με τη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μιας χώρας όπως η Μεγάλη Βρετανία. Για σύγκριση, αυτό το ποσοστό ξεπερνά την ενεργειακή κατανάλωση ολόκληρου του δικτύου εξόρυξης Bitcoin, υποδεικνύοντας ότι η ΤΝ έχει γίνει μία από τις πιο ενεργοβόρες μορφές υπολογισμών.
Αυτή η εκθετική δυναμική οφείλεται σε μαζικές επενδύσεις των τεχνολογικών εταιρειών στην υποδομή: σχεδόν κάθε εβδομάδα ανοίγουν νέα κέντρα δεδομένων, ενώ κάθε λίγους μήνες ξεκινούν οι παραγωγές εξειδικευμένων τσιπ για μηχανική μάθηση. Η επέκταση αυτής της υποδομής οδηγεί άμεσα σε αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, που απαιτείται για την τροφοδοσία και την ψύξη χιλιάδων διακομιστών που εξυπηρετούν τις σύγχρονες νευρωνικές δομές.
Εκπομπές στο επίπεδο μητρόπολης
Αυτή η υψηλή κατανάλωση ενέργειας συνεπάγεται αναπόφευκτα σημαντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, εάν εν μέρει η ενέργεια προέρχεται από ορυκτά καύσιμα. Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα, η ΤΝ το 2025 μπορεί να είναι υπεύθυνη για 32–80 εκατομμύρια μετρικούς τόνους διοξειδίου του άνθρακα (CO2) ετησίως. Αυτό ουσιαστικά ανυψώνει το «αποτύπωμα άνθρακα» της ΤΝ στο επίπεδο ολόκληρης της πόλης: για παράδειγμα, οι ετήσιες εκπομπές της Νέας Υόρκης ανέρχονται γύρω στα 50 εκατομμύρια τόνους CO2. Για πρώτη φορά, η τεχνολογία, που φαινόταν αποκλειστικά ψηφιακή, δείχνει να έχει τον ίδιο κλίμακα επιρροής στο κλίμα όπως οι μεγάλες βιομηχανικές τομείς.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι εκτιμήσεις θεωρούνται συντηρητικές. Λαμβάνουν υπόψη κυρίως τις εκπομπές από την παραγωγή ηλεκτρισμού για τη λειτουργία των διακομιστών, ενώ ο πλήρης κύκλος ζωής της ΤΝ — από την παραγωγή εξοπλισμού (διακομιστών, τσιπ) μέχρι την ανακύκλωση — δημιουργεί επιπλέον αποτύπωμα άνθρακα. Εάν η άνθηση της ΤΝ συνεχιστεί με τους ίδιους ρυθμούς, ο όγκος των σχετιζόμενων εκπομπών θα αυξάνεται ραγδαία. Αυτό περιπλέκει τις παγκόσμιες προσπάθειες μείωσης των αερίων του θερμοκηπίου και θέτει τις τεχνολογικές εταιρείες μπροστά στο ερώτημα — πώς να ενσωματώσουν την εκρηκτική ανάπτυξη της ΤΝ στις υποχρεώσεις τους για την επίτευξη της ουδέτερης άνθρακα.
Το υδατικό αποτύπωμα των νευρωνικών δικτύων
Ένας ακόμα κρυφός πόρος «όρεξης» της ΤΝ είναι το νερό. Τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες νερού για την ψύξη των διακομιστών και του εξοπλισμού: η εξάτμιση της ψύξης και ο κλιματισμός δεν είναι δυνατοί χωρίς πόρους νερού. Εκτός από την άμεση κατανάλωση, σημαντικές ποσότητες νερού απαιτούνται έμμεσα – στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις για την ψύξη τουρμπινών και αντιδραστήρων κατά την παραγωγή της ενέργειας που καταναλώνουν τα υπολογιστικά κλασικά. Σύμφωνα με υπολογισμούς ειδικών, μόνο οι συστήματα ΤΝ το 2025 μπορεί να καταναλώνουν από 312 έως 765 δισεκατομμύρια λίτρα νερού. Αυτό είναι συγκρίσιμο με την ποσότητα όλης της εμφιαλωμένης νερού που καταναλώνεται από την ανθρωπότητα σε έναν χρόνο. Έτσι, οι νευρωνικές δομές διαμορφώνουν ένα κολοσσιαίο υδατικό αποτύπωμα, μέχρι πρόσφατα σχεδόν αόρατο στο ευρύ κοινό.
Οι επίσημες εκτιμήσεις συχνά δεν αντικατοπτρίζουν την πλήρη εικόνα. Για παράδειγμα, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας ανέφερε ότι περίπου 560 δισεκατομμύρια λίτρα νερού καταναλώθηκαν από όλα τα κέντρα δεδομένων του κόσμου το 2023, ωστόσο σε αυτή τη στατιστική δεν συμπεριλαμβάνεται το νερό που χρησιμοποιήθηκε στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Το πραγματικό υδατικό αποτύπωμα της ΤΝ μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερο από τις επίσημες εκτιμήσεις. Οι μεγαλύτεροι παίχτες του κλάδου δεν βιάζονται να αποκαλύψουν λεπτομέρειες: σε πρόσφατη έκθεση σχετικά με τη συσκευή ΤΝ της, η Google παρατήρησε ότι δεν υπολογίζει στην μέτρηση την κατανάλωση νερού από τρίτες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Αυτή η προσέγγιση επικρίνεται, καθώς μια σημαντική ποσότητα νερού δαπανάται για την κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών της ΤΝ.
Ήδη τώρα, η κλίμακα κατανάλωσης νερού ανησυχεί σε πολλές περιοχές. Σε ξηρές περιοχές των ΗΠΑ και της Ευρώπης, οι κοινότητες αντιτίθενται στη κατασκευή νέων κέντρων δεδομένων, φοβούμενοι ότι θα αντλήσουν σπάνιο νερό από τοπικές πηγές. Ακόμη και οι ίδιες οι εταιρείες καταγράφουν αύξηση της «δίψας» των διακομιστών τους: η Microsoft ανέφερε ότι η παγκόσμια κατανάλωση νερού από τα κέντρα δεδομένων της το 2022 εκτινάχθηκε κατά 34% (στα 6,4 δισεκατομμύρια λίτρα) κυρίως λόγω της αύξησης της επιβάρυνσης που σχετίζεται με την εκπαίδευση των μοντέλων ΤΝ. Αυτά τα γεγονότα υποδεικνύουν ότι ο υδατικός παράγοντας βγαίνει ταχύτατα στο προσκήνιο στη αξιολόγηση των περιβαλλοντικών κινδύνων της ψηφιακής υποδομής.
Η αδιαφάνεια των τεχνολογικών κολοσσών
Παραδόξως, παρά τη σπουδαιότητα αυτών των δεδομένων σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας και νερού της ΤΝ, δημοσίως είναι διαθέσιμες πολύ λίγες πληροφορίες. Οι μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες (Big Tech) συνήθως αναφέρουν συνολικά στοιχεία για τις εκπομπές και τους πόρους στα εκθέσεις βιωσιμότητάς τους, χωρίς να ξεχωρίζουν το ποσοστό που σχετίζεται με την ΤΝ. Οι λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργία των κέντρων δεδομένων – όπως πόση ενέργεια ή νερό χρησιμοποιείται ακριβώς για υπολογισμούς για νευρωνικά δίκτυα – συχνά παραμένουν σε εσωτερικό επίπεδο των εταιρειών. Σχεδόν δεν υπάρχουν δεδομένα σχετικά με την «έμμεση» κατανάλωση, όπως το νερό που δαπανάται κατά την παραγωγή ηλεκτρισμού για τις ανάγκες των κέντρων δεδομένων.
Ως αποτέλεσμα, οι ερευνητές και οι αναλυτές αναγκάζονται να εργάζονται σαν ντετέκτιβ, ανα reconstructing την εικόνα από αποσπασματικά στοιχεία: αποσπάσματα από εταιρικές παρουσιάσεις, εκτιμήσεις πωλήσεων τσιπ διακομιστών για την ΤΝ, δεδομένα από εταιρείες ενέργειας και άλλες έμμεσες ενδείξεις. Αυτή η αδιαφάνεια δυσχεραίνει την κατανόηση του πλήρους εύρους του οικολογικού αποτυπώματος της ΤΝ. Οι ειδικοί καλούν για την εφαρμογή αυστηρών προτύπων διαφάνειας: οι εταιρείες θα πρέπει να αναφέρουν την κατανάλωση ενέργειας και την υδατική χρήση των κέντρων δεδομένων τους με διάκριση σε βασικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της ΤΝ. Αυτή η διαφάνεια θα επέτρεπε στην κοινωνία και τους επενδυτές να αξιολογήσουν αντικειμενικά την επιρροή νέων τεχνολογιών και θα ενθάρρυνε την βιομηχανία να αναζητήσει τρόπους για να μειώσει το περιβαλλοντικό φορτίο.
Οι επικείμενοι οικολογικοί κίνδυνοι
Εάν οι τρέχουσες τάσεις συνεχίσουν, η αυξανόμενη «όρεξη» της ΤΝ μπορεί να επιδεινώσει υπάρχοντα οικολογικά προβλήματα. Επιπλέον δεκάδες εκατομμύρια τόνοι εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου ετησίως θα δυσκολέψουν την εκπλήρωση των στόχων της Συμφωνίας του Παρισιού για το κλίμα. Η κατανάλωση εκατοντάδων δισεκατομμυρίων λίτρων πόσιμου νερού θα συμβαίνει εν μέσω παγκόσμιας έλλειψης υδάτινων πόρων, η οποία, σύμφωνα με τις προβλέψεις, μπορεί να φτάσει το 56% μέχρι το 2030. Με άλλα λόγια, χωρίς μέτρα βιωσιμότητας, η εξάπλωση της ΤΝ κινδυνεύει να συγκρούεται με τους οικολογικούς περιορισμούς του πλανήτη.
Αν δεν αλλάξει τίποτα, αυτές οι τάσεις μπορεί να οδηγήσουν στα εξής αρνητικά αποτελέσματα:
- Ταχεία κλιμάκωση της παγκόσμιας υπερθέρμανσης λόγω της αύξησης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
- Οξυμένες ελλείψεις πόσιμου νερού σε πολλές ήδη ξηρές περιοχές.
- Αύξηση της πίεσης στα ενεργειακά συστήματα και συν社会-οικολογικές συγκρούσεις γύρω από περιορισμένες πόρους.
Ήδη τώρα, οι τοπικές κοινότητες και οι αρχές αρχίζουν να αντιδρούν σε αυτές τις προκλήσεις. Σε ορισμένες χώρες επιβάλλονται περιορισμοί στην κατασκευή «ενεργοβόρων» κέντρων δεδομένων, απαιτούν την χρήση συστημάτων ανακύκλωσης νερού ή την αγορά ανανεώσιμης ενέργειας. Οι ειδικοί σημειώνουν ότι χωρίς ριζικές αλλαγές, η βιομηχανία της ΤΝ κινδυνεύει από μια καθαρά ψηφιακή σφαίρα να μετατραπεί σε πηγή πραγματικών οικολογικών κρίσεων – από ξηρασίες έως κατάρρευση κλιματικών σχεδίων.
Η οπτική των επενδυτών: παράγοντας ESG
Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες της ταχείας ανάπτυξης της ΤΝ γίνονται όλο και πιο σημαντικοί και για τους επενδυτές. Σε μια εποχή που οι αρχές ESG (περιβαλλοντικοί, κοινωνικοί και διοικητικοί παράγοντες) βγαίνουν στο προσκήνιο, το αποτύπωμα άνθρακα και νερού των τεχνολογιών επηρεάζει άμεσα την εκτίμηση των εταιρειών. Οι επενδυτές αναρωτιούνται: μήπως η «πράσινη» στροφή στην πολιτική θα οδηγήσει σε αύξηση των εξόδων για τις εταιρείες που στοιχηματίζουν στην ΤΝ; Για παράδειγμα, η αυστηροποίηση της ρύθμισης για τις εκπομπές άνθρακα ή η εισαγωγή τελών για την υδατική χρήση μπορεί να αυξήσουν τα έξοδα εκείνων των εταιρειών των οποίων οι υπηρεσίες νευρωνικών δικτύων καταναλώνουν πολλή ενέργεια και νερό.
Από την άλλη πλευρά, οι εταιρείες που ήδη επενδύουν στη μείωση της οικολογικής επιρροής της ΤΝ μπορούν να αποκτήσουν πλεονέκτημα. Η μετάβαση των κέντρων δεδομένων σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η βελτίωση των τσιπ και του λογισμικού για αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας, καθώς και η εισαγωγή συστημάτων επαναχρησιμοποίησης νερού μειώνουν τους κινδύνους και βελτιώνουν τη φήμη. Η αγορά εκτιμά πολύ την πρόοδο στον τομέα της βιωσιμότητας: οι επενδυτές παγκοσμίως ενσωματώνουν όλο και περισσότερο περιβαλλοντικούς δείκτες στα μοντέλα εκτίμησης των επιχειρήσεων. Επομένως, για τους τεχνολογικούς ηγέτες το ερώτημα είναι επιτακτικό: πώς να συνεχίσουν να αυξάνουν την ισχύ της ΤΝ, συγχρόνως πληρώντας τις προσδοκίες της κοινωνίας σχετικά με τη βιωσιμότητα; Εκείνοι που θα βρουν ισορροπία ανάμεσα στις καινοτομίες και την υπεύθυνη στάση απέναντι στη φύση, θα κερδίσουν μακροπρόθεσμα — τόσο από την άποψη της εικόνας όσο και από την άποψη της αξίας της επιχείρησης.
Ο δρόμος προς μια βιώσιμη ΤΝ
Παρά την κλίμακα του προβλήματος, η βιομηχανία διαθέτει ευκαιρίες να κατευθύνει την ανάπτυξη των ΤΝ προς τη βιώσιμη ανάπτυξη. Παγκόσμιες τεχνολογικές εταιρείες και ερευνητές εργάζονται ήδη σε λύσεις που μπορούν να μειώσουν το οικολογικό αποτύπωμα της ΤΝ χωρίς να επιβραδύνουν τις καινοτομίες. Οι κεντρικές στρατηγικές περιλαμβάνουν:
- Αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας μοντέλων και εξοπλισμού. Ανάπτυξη βελτιστοποιημένων αλγορίθμων και εξειδικευμένων τσιπ (ASIC, TPU κ.λπ.), που εκτελούν καθήκοντα μηχανικής μάθησης με λιγότερη κατανάλωση ενέργειας.
- Μετάβαση σε καθαρές πηγές ενέργειας. Χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμους πόρους (ηλιακή, αιολική, υδροηλεκτρική και πυρηνική ενέργεια) για την τροφοδότησή των κέντρων δεδομένων, προκειμένου να μειωθούν οι εκπομπές άνθρακα από τη λειτουργία της ΤΝ στο μηδέν. Πολλοί κολοσσοί της πληροφορικής ήδη υπογράφουν «πράσινες» συμβάσεις, προμηθευόμενοι καθαρή ενέργεια για τις ανάγκες τους.
- Μείωση και ανακύκλωση της κατανάλωσης νερού. Εφαρμογή νέων συστημάτων ψύξης (υγρού, εμβάπτισης), που απαιτούν κατά πολύ λιγότερο νερό, καθώς και επαναχρησιμοποίηση τεχνικού νερού. Επιλογή τοποθεσιών για τα κέντρα δεδομένων με βάση την υδάτινη κατάσταση: προτίμηση σε περιοχές με ψυχρό κλίμα ή επαρκείς υδάτινους πόρους. Έρευνες δείχνουν ότι η σωστή επιλογή τοποθεσίας και τεχνολογιών ψύξης μπορεί να μειώσει το υδατικό και ανθρακικό αποτύπωμα ενός κέντρου δεδομένων κατά 70–85%.
- Διαφάνεια και λογοδοσία. Εισαγωγή υποχρεωτικών μέτρων παρακολούθησης και αποκάλυψης πληροφοριών σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας και την υδατική χρήση από την υποδομή ΤΝ. Η δημόσια λογοδοσία ενθαρρύνει τις εταιρείες να διαχειρίζονται αποτελεσματικότερα τους πόρους και επιτρέπει στους επενδυτές να παρακολουθούν την πρόοδο στη μείωση των φόρτων στο οικοσύστημα.
- Χρήση της ΤΝ για τη διαχείριση πόρων. Παραδόξως, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση αυτού του προβλήματος. Αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης ήδη χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση της ψύξης στα κέντρα δεδομένων, την πρόβλεψη φορτίων και την κατανομή εργασιών έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι αιχμές φορτίου στα δίκτυα και να αυξηθεί η αποδοτικότητα των διακομιστών.
Τα επόμενα χρόνια θα είναι καθοριστικά για την ενσωμάτωση των αρχών βιωσιμότητας στον πυρήνα της ταχέως αναπτυσσόμενης σφαίρας της ΤΝ. Η βιομηχανία βρίσκεται σε ένα σταυροδρόμι: είτε να κινηθεί από inertness, ρισκάροντας να αντιμετωπίσει οικολογικούς φραγμούς, είτε να μετατρέψει το πρόβλημα σε κίνητρο για νέες τεχνολογίες και επιχειρηματικά μοντέλα. Εάν η διαφάνεια, οι καινοτομίες και η υπεύθυνη συμπεριφορά στους πόρους γίνουν αναπόσπαστο μέρος των στρατηγικών της ΤΝ, η «ψηφιακή νοημοσύνη» θα μπορέσει να εξελιχθεί χέρι-χέρι με τη φροντίδα για τον πλανήτη. Αυτόν τον ισοσκελισμό περιμένουν οι επενδυτές και η κοινωνία στο σύνολο από τη νέα τεχνολογική εποχή.
