Umělá inteligence se stává velkým spotřebitelem energie a vody. Jak růst neuronových sítí ovlivňuje klima a jaká rizika a příležitosti to vytváří pro investory a globální ekonomiku.
Bursting growth of AI and appetite for energy
Poptávka po výpočetních kapacitách AI v posledních letech vzrostla. Od uvedení veřejných neuronových sítí, jako je ChatGPT, na konci roku 2022, podniky po celém světě urychleně zavádějí modely umělé inteligence, což vyžaduje obrovské objemy zpracování dat. Podle odhadů odvětví by v roce 2024 mělo na AI připadat přibližně 15–20 % celkové spotřeby energie datových center na globální úrovni. Výkon potřebný pro provoz AI systémů by mohl v roce 2025 dosáhnout 23 GW – srovnatelné s celkovou spotřebou elektřiny takové země, jako je Velká Británie. Pro srovnání, tento údaj překračuje energetické náklady celé těžební sítě Bitcoin, což naznačuje, že AI se stala jedním z nejvíce energeticky náročných typů výpočtů.
Tato exponenciální dynamika je dána rozsáhlými investicemi technologických společností do infrastruktury: téměř každý týden se otevírají nová datová centra a každých několik měsíců se spouštějí výrobny specializovaných čipů pro strojové učení. Rozšíření této infrastruktury přímo vede k nárůstu spotřeby elektřiny, potřebné k napájení a ochlazení tisíců serverů, které obsluhují moderní neuronové sítě.
Emise na úrovni megapolisů
Tak vysoká spotřeba energie nevyhnutelně vede k značným skleníkovým emisím, pokud je energie z části získávána z fosilních paliv. Podle nedávné studie může být AI v roce 2025 odpovědná za 32–80 milionů metrických tun oxidu uhličitého (CO2) ročně. To fakticky posouvá „uhlíkovou stopu“ AI na úroveň celého města: například roční emise New Yorku činí přibližně 50 milionů tun CO2. Poprvé technologie, která se zdála být zcela digitální, vykazuje takový rozsah dopadu na klima, jako velké průmyslové sektory.
Je důležité si uvědomit, že tyto odhady jsou považovány za konzervativní. Zohledňují zejména emise z výroby elektřiny pro provoz serverů, přičemž úplný životní cyklus AI – od výroby zařízení (serverů, čipů) po likvidaci – vytváří dodatečnou uhlíkovou stopu. Pokud boom AI bude pokračovat stejným tempem, objem s ním spojených emisí rychle poroste. To komplikuje globální úsilí o snížení skleníkových plynů a klade před technologické společnosti úkol – jak začlenit explozi AI do svých závazků k dosažení uhlíkové neutrality.
Vodní stopa neuronových sítí
Dalším skrytým „apetitem“ AI je voda. Datacentra spotřebovávají ohromné množství vody na chlazení serverů a zařízení: odpařovací chlazení a klimatizace se neobejdou bez vodních zdrojů. Kromě přímé spotřeby je značné množství vody potřebné nepřímo – na elektrárnách pro chlazení turbín a reaktorů při výrobě té elektrické energie, kterou spotřebovávají výpočetní clustery. Podle odhadů expertů mohou samotné AI systémy v roce 2025 spotřebovat od 312 do 765 miliard litrů vody. To je srovnatelné s objemem celé balené vody, kterou lidstvo vypije za rok. Takto neuronové sítě vytvářejí obrovskou vodní stopu, která byla dosud téměř neviditelná široké veřejnosti.
Oficiální odhady často nezohledňují celkový obraz. Například Mezinárodní energetická agentura uváděla číslo přibližně 560 miliard litrů vody, které spotřebovávají všechna datacentra na světě v roce 2023, ale tato statistika nezahrnovala vodu použitou v elektrárnách. Skutečná vodní stopa AI může být několikrát vyšší než formální odhady. Největší hráči v oboru zatím nespěchají zverejnit podrobnosti: ve své nedávné zprávě o svém AI systému společnost Google přímo uvedla, že nezohledňuje ve svých metrikách spotřebu vody na externích elektrárnách. Takový přístup je kritizován, neboť značná část vody se spotřebovává právě pro uspokojení elektrických potřeb AI.
Již nyní vyvolává objem spotřeby vody obavy v několika regionech. V suchých oblastech USA a Evropy se komunity staví proti výstavbě nových datových center, obávající se, že ta budou čerpat omezenou vodu z místních zdrojů. I samotné korporace zaznamenávají nárůst „žízní“ svých serverových farem: například Microsoft uvedl, že globální spotřeba vody jeho datacentry v roce 2022 vzrostla o 34 % (na 6,4 miliardy litrů) do značné míry kvůli nárůstu zátěže spojené s trénováním modelů AI. Tyto skutečnosti podtrhují, že vodní faktor se rychle dostává na přední místo při hodnocení ekologických rizik digitální infrastruktury.
Nedostatek transparentnosti technologických gigantů
Paradoxně, ale při takových objemech dopadu jsou údaje o spotřebě energie a vody AI veřejně dostupné velmi omezeně. Velké technologické společnosti (Big Tech) ve svých zprávách o udržitelnosti obvykle uvádějí souhrnné ukazatele o emisích a zdrojích, aniž by odděleně zohlednily podíl související s AI. Podrobné informace o provozu datových center – například kolik energie či vody jde přímo na výpočty pro neuronové sítě – většinou zůstávají uvnitř společností. Také chybí informace o „nepřímé“ spotřebě, například o vodě, která byla spotřebována při výrobě elektřiny pro potřeby datových center.
Výsledkem je, že výzkumníci a analytici musejí jednat jako detektivové, aby rekonstruovali obraz na základě fragmentárních dat: fragmentů z korporátních prezentací, odhadu počtu prodaných serverových čipů pro AI, dat energetických společností a jiných nepřímých indikátorů. Tato nedostatečná transparentnost komplikuje pochopení celkového rozsahu ekologické stopy AI. Odborníci vyzývají k zavedení přísných standardů pro zveřejňování informací: společnosti by měly reportovat o energetické spotřebě a vodní bilanci svých datových center s rozpracováním podle klíčových oblastí, včetně AI. Taková transparentnost by umožnila společnosti a investorům objektivně zhodnotit dopad nových technologií a podnítit průmysl k hledání způsobů, jak snížit zátěž na životní prostředí.
Ekologická rizika
Pokud budou současné trendy nadále přetrvávat, rostoucí „apetit“ AI může zhoršit existující ekologické problémy. Další desítky milionů tun emisí skleníkových plynů ročně ztíží dosažení cílů Pařížské dohody o klimatu. Spotřeba stovek miliard litrů sladké vody probíhá na pozadí globálního nedostatku vodních zdrojů, který podle předpovědí může dosáhnout 56 % do roku 2030. Jinými slovy, bez udržitelných opatření hrozí, že expanze AI se dostane do konfliktu s ekologickými limity planety.
Pokud se nic nezmění, podobné trendy mohou vést k následujícím negativním důsledkům:
- Určení globálního oteplování v důsledku nárůstu skleníkových emisí.
- Zhoršení nedostatku sladké vody v některých už tak vyprahlých regionech.
- Zvýšení zátěže na energetické systémy a sociálně-ekologické konflikty kolem omezených zdrojů.
Již nyní místní komunity a orgány začínají reagovat na tyto výzvy. V některých zemích jsou zaváděna omezení na výstavbu „energeticky náročných“ datových center, která požadují používání systémů recirkulace vody nebo nákupu obnovitelné energie. Odborníci poznamenávají, že bez zásadních změn se sektor AI z oblasti čistě digitální může proměnit v zdroj zcela materiálních ekologických krizí – od sucha po narušení klimatických plánů.
Pohled investorů: faktor ESG
Ekologické aspekty rychlého rozvoje AI se stále více stávají důležitými i pro investory. V éře, kdy se principy ESG (ekologické, sociální a správní faktory) dostávají do popředí, uhlíková a vodní stopa technologií přímo ovlivňuje hodnocení společností. Investory zajímá: nepřivedou „zelené“ změny v politice k nárůstu nákladů pro společnosti, které vsadí na AI? Například zpřísnění regulací v oblasti CO2 nebo zavedení poplatku za používání vody mohou zvýšit náklady těch společností, jejichž neuronové služby spotřebovávají velké množství energie a vody.
Na druhou stranu společnosti, které se již nyní investují do zmírnění ekologického dopadu AI, mohou získat výhodu. Přechod datových center na obnovitelné zdroje energie, zlepšení čipů a softwaru pro zvýšení energetické účinnosti, stejně jako zavedení systémů pro opětovné použití vody snižuje rizika a zlepšuje reputaci. Trh vysoce oceňuje pokrok v oblasti udržitelnosti: investoři po celém světě čím dál tím více zahrnují ekologické metriky do svých hodnotících modelů. Proto pro technologické lídry vyvstává urgentní otázka: jak pokračovat v navyšování výkonu AI a současně vyhovět očekáváním společnosti ohledně udržitelnosti? Ti, kteří najdou rovnováhu mezi inovacemi a odpovědným postojem k přírodě, z dlouhodobého hlediska zvítězí – jak z hlediska image, tak z hlediska hodnoty byznysu.
Cesta k udržitelné AI
I přes rozsah problému má průmysl příležitosti nasměrovat růst AI k udržitelnému rozvoji. Světové technologické společnosti a vědci již pracují na řešeních, která mohou snížit ekologickou stopu AI, aniž by zabrzdila inovace. Mezi klíčové strategie patří:
- Zvýšení energetické účinnosti modelů a zařízení. Vývoj optimalizovaných algoritmů a specializovaných čipů (ASIC, TPU atd.) pro provádění úloh strojového učení při nižší spotřebě energie.
- Přechod na čisté zdroje energie. Využívání elektřiny z obnovitelných zdrojů (sluneční, větrná, vodní a jaderná energetika) k napájení datových center, aby se snížily uhlíkové emise z provozu AI na nulu. Mnoho IT gigantů již uzavírá „zelené“ kontrakty na nákup čisté energie pro své potřeby.
- Snížení a recirkulace vodní spotřeby. Zavedení nových chladicích systémů (kapalinových, imerze) vyžadujících výrazně méně vody a také opětovné využití technické vody. Výběr lokalit pro datová centra s ohledem na vodní situaci: upřednostňování regionů se studeným klimatem nebo dostatečnými vodními zdroji. Výzkumy ukazují, že správný výběr lokalit a technologií chlazení může snížit vodní a uhlíkovou stopu datového centra o 70–85 %.
- Transparentnost a účetnictví. Zavedení povinného monitorování a zveřejňování údajů o energetické spotřebě a využití vody umělou inteligencí. Veřejný účet podněcuje společnosti k efektivnějšímu řízení zdrojů a umožňuje investorům sledovat pokrok při snižování zátěže na ekosystém.
- Použití AI k řízení zdrojů. Paradoxně může sama umělá inteligence pomoci vyřešit tento problém. Algoritmy strojového učení se již používají k optimalizaci chlazení v datových centrech, předpovídání zátěží a rozdělování úkolů tak, aby se minimalizovaly špičkové zátěže v sítích a zvýšila se efektivita využití serverů.
Následující léta budou rozhodující pro integraci principů udržitelnosti do jádra rychle rostoucí oblasti AI. Odvětví stojí na rozcestí: buď se vydá v inertním směru, riskuje střet s ekologickými bariérami, nebo promění problém na stimul pro nové technologie a obchodní modely. Pokud se transparentnost, inovace a odpovědný přístup k zdrojům stane nedílnou součástí strategií AI, „digitální mysl“ bude moci růst ruku v ruce s péčí o planetu. Takovou rovnováhu očekávají investoři a celá společnost od nové technologické éry.
