Umjetna inteligencija povećava potrošnju energije tako brzo da stručnjaci sve češće upozoravaju da to više nije samo tehnološki problem, već i ozbiljan energetski i ekološki izazov.
Najnoviji primjer dolazi iz američke savezne države Utah, gdje bi masivni podatkovni centar zasnovan na umjetnoj inteligenciji mogao potrošiti više električne energije od prosječnog opterećenja cijele države, stvarajući "toplotni otok" koji bi, prema nekim procjenama, mogao trajno promijeniti lokalnu klimu.
Centar, nazvan Stratos Project, bit će izgrađen u okrugu Box Elder, sjeverno od Velikog slanog jezera. Vodi ga Kevin O'Leary, poznat američkoj javnosti kao jedan od investitora i sudija u popularnoj televizijskoj emisiji "Shark Tank", reality showu u kojem poduzetnici predstavljaju svoje poslovne ideje bogatim investitorima kako bi dobili finansiranje.
Devet puta više električne energije
Navodno bi kompleks mogao potrošiti oko devet gigavata (GW) električne energije, što je više nego dvostruko više od prosječnog električnog opterećenja cijele savezne države Utah.
Poređenja radi, projekat Pantheon planiran u Topuskom se promoviše kao AI podatkovni centar kapaciteta oko 1 GW. A to je već ogroman broj za hrvatske standarde, budući da Zagreb u prosjeku troši sličnu količinu električne energije. Ali projekat u Utahu bi bio oko devet puta veći.
Veliki podatkovni centri danas troše ogromne količine energije jer moderni AI modeli poput ChatGPT-a, Geminija ili Claudea rade na specijaliziranim grafičkim procesorima koji obavljaju milijarde matematičkih operacija svake sekunde. Veliki dio električne energije koja ih napaja završava kao toplina.
Kada milioni čipova rade istovremeno, podatkovni centar počinje da liči na ogromnu električnu peć. Zato moderni AI kompleksi trebaju snažne sisteme hlađenja, velike količine vode za hlađenje i stabilne izvore energije koji rade neprekidno, 24 sata dnevno.
Toplota se takođe stvara proizvodnjom električne energije.
Zbog toga Stratos projekat planira koristiti vlastite plinske generatore na licu mjesta, umjesto da se oslanja isključivo na postojeću električnu mrežu. Takav pristup postaje sve češći među velikim podatkovnim centrima jer omogućava brzo obezbjeđivanje ogromnih količina električne energije.
Tekst se nastavlja ispod oglasa
Ozbiljno upozorenje fizičara
Ali upravo tu počinje problem koji brine fizičare i ekologe. Robert Davies, profesor fizike na Državnom univerzitetu Utah, upozorio je da projekat neće generirati samo toplotu iz rada servera, već i iz proizvodnje električne energije na istoj lokaciji.
Davies je napravio neke proračune koji su privukli mnogo pažnje jer je procijenio da bi ukupno "toplotno opterećenje" projekta moglo dostići čak 16 GW. Na prvi pogled, ovo zvuči nelogično. Kako podatkovni centar koji troši 9 GW može generirati 16 GW toplotnog opterećenja?
Ključno je to što Davies u svom proračunu nije uzeo u obzir samo potrošnju energije čipova, već cijeli sistem. Šta to znači?
Sva energija će na kraju završiti kao toplota
Gotovo sva električna energija koju podatkovni centar koristi završit će kao toplina. Serveri, grafičke kartice, mrežna oprema i sistemi za hlađenje uglavnom pretvaraju električnu energiju u toplinu.
Drugim riječima, ako centar troši devet GW električne energije, gotovo svih tih devet GW će se prije ili kasnije raspršiti u okolinu kao toplina. Ali dodatni problem nastaje u proizvodnji električne energije.
Naime, plinske turbine koje će proizvoditi električnu energiju za centar nisu potpuno efikasne. Moderna plinska elektrana pretvara oko 50 do 55 posto energije goriva u električnu energiju, dok ostatak odmah završava kao otpadna toplina.
Jednostavno rečeno, da bi generator proizveo 9 GW električne energije za podatkovni centar, mora sagorjeti mnogo više energije iz plina. U tom procesu, dodatnih 7 do 8 GW će završiti kao toplina iz same elektrane, čime će ukupno lokalno toplinsko opterećenje iznositi oko 16 GW.
Problem koncentrirane potrošnje
Davies upozorava da je u tradicionalnoj električnoj mreži toplota prostorno raspoređena. Elektrane koje proizvode električnu energiju nalaze se na jednoj lokaciji, dok su milioni domova i fabrika koje je troše raštrkani stotinama kilometara daleko.
Projektom Stratos, i proizvodnja i potrošnja energije bile bi koncentrirane u istoj zatvorenoj dolini. A lokacija je dodatni problem.
Dolina Hansel već djeluje kao prirodna zdjela koja zadržava zrak i toplinu. Davies upozorava da bi kontinuirano oslobađanje takvih količina topline moglo dramatično promijeniti lokalnu mikroklimu.
Kao 23 atomske bombe dnevno
Da bi laički objasnio obim projekta, Davies je izračunao da bi toplota koju generiše centar bila "ekvivalentna energiji približno 23 atomske bombe bačene na lokalno okruženje svaki dan".
Naime, jedna atomska bomba snage one bačene na Hirošimu oslobodila je oko 63 teradžula energije. Sistem koji kontinuirano oslobađa oko 16 GW toplote tokom jednog dana proizvodio bi približno 1,4 petadžula energije dnevno, što je ekvivalentno energiji 23 takve nuklearne eksplozije.
Naravno, nuklearne bombe su izuzetno destruktivne jer oslobađaju energiju u djeliću sekunde, dok bi podatkovni centar tu energiju neprekidno emitovao 24 sata. Ali ukupna količina energije koja završi u lokalnom okruženju bila bi zaista ogromna.
Pretvaranje doline u Saharu
Davies procjenjuje da bi dnevne temperature mogle lokalno porasti za oko 2,8℃, dok bi noćne temperature mogle skočiti za čak 15,5℃.
„To je razlika između polusušne klime Utaha i Sahare“, rekao je Ben Abbott, profesor ekologije na Univerzitetu Brigham Young, koji je pregledao Daviesove proračune.
Ovo je takozvani efekat toplotnog ostrva, fenomen u kojem neko područje postaje znatno toplije od okoline zbog koncentracije infrastrukture, mašina, betona i izvora toplote. Sličan efekat već postoji u velikim gradovima, ali u data centrima problem može postati mnogo intenzivniji.
Ranija studija je otkrila da veliki podatkovni centri mogu povećati temperaturu tla za gotovo 9℃ u radijusu od nekoliko kilometara.
Ove posljedice više nisu samo teoretske. Amazon Web Services je nedavno objavio da je morao privremeno zatvoriti podatkovni centar u sjevernoj Virginiji zbog problema s hlađenjem tokom toplotnog vala.
.Ako bi centar zaista dostigao kapacitet od jednog gigavata i koristio vlastite plinske generatore za proizvodnju električne energije, fizička logika bi bila ista kao u Utahu, samo u manjem obimu.
To znači da bi ukupno lokalno toplotno opterećenje moglo dostići oko 1,7 do 1,8 GW, što bi tokom jednog dana odgovaralo energiji otprilike dvije do tri atomske bombe snage bačene na Hirošimu.
