Τεχνητή νοημοσύνη – κέντρα δεδομένων: μια «κρυφή» ενεργειακή κρίση;

Οι εξελίξεις στον τεχνολογικό τομέα δείχνουν να τρέχουν πια με ιλιγγιώδεις ρυθμούς, φέρνοντας ευρύτερους μετασχηματισμούς.

Η ψηφιακή μετάβαση εξελίσσεται διαρκώς, όπως και η τεχνητή νοημοσύνη (AI).

Στο επίκεντρο της εν εξελίξει ψηφιακής επανάστασης είναι τα κέντρα δεδομένων (data centers), που καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας για να φέρουν σε πέρας την αποστολή τους.

Συνήθως πρόκειται για κτιριακά μεγαθήρια με υπολογιστές και άλλες υποδομές, που χρησιμοποιούνται την αποθήκευση, την επεξεργασία και το διαμοιρασμό μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων (data).

«Τροφοδοτούν» από τις εφαρμογές που χρησιμοποιούμε όλοι μας πια στην καθημερινότητά μας, μέχρι τη μάθηση και την εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης.

Όμως η εκπαίδευση ενός μόνο ισχυρού γλωσσικού μοντέλου AI μπορεί να καταναλώσει τόσο ενέργεια, όση χρησιμοποιούν εκατοντάδες νοικοκυριά έναν ολόκληρο χρόνο.

Σε έναν ανατροφοδοτούμενο κύκλο, η ταχεία ανάπτυξη και εφαρμογή της τεχνητής νοημοσύνης ωθεί σε αύξηση της ζήτησης ενέργειας -αλλά και νερού- από όλο και μεγαλύτερα κέντρα δεδομένων.

Αυτά αντιστοιχούσαν ήδη στο 1-3% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας το 2022.

Κατά την International Data Corporation (IDC) -κορυφαίο παγκόσμιο πάροχο πληροφοριών αγοράς και συμβουλευτικών υπηρεσιών στους τομείς των τηλεπικοινωνιών και της τεχνολογίας- η κατανάλωση δεδομένων αναμένεται να αυξάνεται κατά 20% ετησίως τα επόμενα χρόνια.

Στην τελευταία έκθεσή του, δε, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) προβλέπει ότι η τεχνητή νοημοσύνη, τα κέντρα δεδομένων και τα κρυπτονομίσματα -άλλος ένας εξαιρετικά ενεργοβόρος κλάδος- θα διπλασιάσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας έως το 2026.

Πρόκειται για μια εκθετική ανάπτυξη, επισημαίνουν οι ειδικοί, που θα μπορούσε να απειλήσει επιχειρήσεις και νοικοκυριά, καθώς οι επεκτεινόμενες τεχνολογικές υποδομές θα επιβαρύνουν σε όλο και μεγαλύτερο βαθμό το ηλεκτρικό δίκτυο.

Χωρίς τη λήψη μέτρων και την άμεση εφαρμογή τους, προειδοποιούν, η πρόσφατη ενεργειακή κρίση δεν θα είναι καν η τελευταία…

Επανάσταση στην… πρίζα

Υπολογίζεται ότι μέχρι τα τέλη του 2023 υπήρχαν ήδη περί τα 8.000 κέντρα δεδομένων σε ολόκληρο τον κόσμο.

Περίπου το ένα τρίτο από αυτά ήταν στις ΗΠΑ, το 16% στην Ευρώπη και σχεδόν το 10% στην Κίνα.

Τα τελευταία διαθέσιμα στοιχεία για την καταναλώμενη ενέργεια είναι από το 2022. Δείχνουν 460 τεραβατώρες (TWh).

Η εκτίμηση του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας είναι ότι σε μια διετία θα ξεπεράσουν τις 1.000 TWh.

Είναι περίπου όσα χρησιμοποιεί η Ιαπωνία, τέταρτη μεγαλύτερη οικονομία παγκοσμίως.

Κατά τα επόμενα τρία χρόνια, ο ΙΕΑ προβλέπει ότι η παγκόσμια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας θα αυξηθεί κατά μέσο όρο 3,4% ετησίως, «τόσο στις προηγμένες όσο και στις αναδυόμενες οικονομίες».

Έως το τέλος αυτής της δεκαετίας, δε, τα κέντρα δεδομένων προβλέπεται ότι θα αντιπροσωπεύουν το 3,2% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στη ΕΕ, αύξηση της τάξης του 18,5% συγκριτικά με το 2018.

Ως έχουν όμως τα πράγματα, η αυξημένη κατανάλωση ενέργειας μεταφράζεται σε υψηλότερες εκπομπές άνθρακα, που θα μπορούσαν να θέσουν περαιτέρω εν αμφιβόλω την πρόοδο ως προς την επίτευξη του στόχου κλιματικής ουδετερότητας μέχρι το 2050.

Κάτι που καθιστά την προμήθεια και χρήση καθαρής ενέργειας απαραίτητη για την τροφοδοσία των υψηλών απαιτήσεων της τεχνητής νοημοσύνης σε υπολογιστική ισχύ.

Ο ένας μετά τον άλλο, τεχνολογικοί γίγαντες ανακοινώνουν σχέδια για «καθαρή» λειτουργία των κέντρων δεδομένων.

Μέρος τους αποτελεί ακόμη και η επιτόπια παραγωγή ενέργειας, μέσω ηλιακών συλλεκτών.

Ή η αποθήκευση «καθαρής» ενέργειας ως αντιστάθμισμα στην εγγενή μεταβλητότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, κυρίως της αιολικής και της ηλιακής.

Ζητούμενο επίσης παραμένει η ανάπτυξη πιο εξελιγμένων συστημάτων ψύξης των κέντρων δεδομένων, όπου παράγεται σημαντική θερμότητα.

Αποτελεί μείζονα πρόκληση, καθώς το νερό γίνεται -λόγω της κλιματικής αλλαγής- όλο και πιο πολύτιμος φυσικός πόρος.

Τόσο, ώστε η διαθεσιμότητά του να αποτελεί συχνά ένα από τα βασικά κριτήρια επιλογής νέων τοποθεσιών ανάπτυξης κέντρων δεδομένων…

ASCEND: a new alternative to terrestrial datacenters https://t.co/BUrTnKbMbe@EU_Commission @HorizonEU pic.twitter.com/07Rto2GMoy

— Thales Alenia Space (@Thales_Alenia_S) December 12, 2023

Κέντρα δεδομένων μέχρι το… Διάστημα

Στις αρχές του 2025 ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας αναμένει να επιτευχθεί ένα σημαντικό ορόσημο.

Μέχρι τότε, αναφέρει, «οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας πρόκειται να αποτελέσουν περισσότερο από το ένα τρίτο της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ξεπερνώντας τον άνθρακα».

Προβλέπεται επίσης αύξηση και της παραγωγής πυρηνικής ενέργειας, σε ιστορικό ρεκόρ.

Καθώς όμως γίνονται εκτιμήσεις για διπλασιασμό ή ακόμη και τριπλασιασμό της ζήτησης των κέντρων δεδομένων για τεχνητή νοημοσύνη έως το 2030, τα βλέμματα πολλών έχουν αρχίσει να στρέφονται όλο και περισσότερο προς τον… ουρανό και πέρα από αυτόν.

Για την ακρίβεια, υπάρχουν ήδη ορισμένα κέντρα δεδομένων στο Διάστημα.

Όμως οι νέοι σχεδιασμοί αυξάνονται σε κλίμακα ακόμη και εκεί.

Η ΕΕ έχει ήδη αρχίσει σχετικές μελέτες, με επίκεντρο το πρόγραμμα ASCEND.

Το ακρωνύμιο μεταφράζεται σε «Προηγμένο Διαστημικό Cloud για Eυρωπαϊκές Mηδενικές Καθαρές Εκπομπές Άνθρακα και Κυριαχία Δεδομένων».

Η δε πρωτοβουλία αποτελεί μέρος του προγράμματος Horizon Europe. Στόχος της είναι η ανάπτυξη κέντρων δεδομένων σε τροχιά γύρω από τη Γη.

Η μελέτη σκοπιμότητας έχει ανατεθεί στην Thales Alenia Space, μια κοινοπραξία της γαλλικής τεχνολογικής εταιρείας Thales Group (67%) και του ιταλικού ομίλου Leonardo (33%).

Ζητούμενο είναι να εκτιμηθεί η μελλοντική συμβολή των κέντρων δεδομένων στο Διάστημα στη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα,

αξιοποιώντας τις εκεί πολύ χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος για τις ανάγκες ψύξης και την ηλιακή ενέργεια εκτός της γήινης ατμόσφαιρας για λειτουργία.

Χρονικός ορίζοντας ανάπτυξης είναι οι αρχές της δεκαετίας του 2030, με βλέψεις μάλιστα για χρήση των… διαστημικών κέντρων δεδομένων μεγάλης κλίμακας στην εξερεύνηση του Διαστήματος.

Από τις σεληνιακές βάσεις, μέχρι τις αποστολές στον Άρη.

* Κεντρική photo: Shutterstock