Водный след ИИ: как технологический прогресс истощает водные ресурсы

Искусственный интеллект открывает безграничные возможности, однако его воздействие на окружающую среду требует пристального внимания для обеспечения устойчивого развития. Исследования показывают, что дата–центры, лежащие в основе ИИ, производят электронные отходы, потребляют огромное количество воды и электроэнергии, а также зависят от критически важных минералов и редкоземельных элементов. Возникает парадокс: вычислительные мощности ИИ помогают экономить ресурсы в одних сферах, но одновременно вызывают экспоненциальный рост потребления энергии и воды в других. Например, для обучения модели ChatGPT требуется 1,287 гигаватт–часа электроэнергии – почти столько же, сколько за год потребляют 120 американских домохозяйств.

Крупные центры обработки данных являются настоящими «пожирателями» воды. Она необходима им в огромных количествах как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатации для охлаждения электрических компонентов. В мире, уже испытывающем дефицит водных ресурсов, такие компромиссы необходимо тщательно взвешивать. Противоречия между технологическим прогрессом и экологической устойчивостью становятся все более очевидными. Так, в Чили, стремящейся стать «глобальным хабом» ИИ, компания Google в 2019 году предложила построить второй дата–центр, который для охлаждения серверов должен был извлекать 169 литров воды в секунду. Проект встретил сопротивление местного сообщества, обеспокоенного засухой, истощением грунтовых вод и хроническим неравенством в доступе к воде.

Экологический след искусственного интеллекта – это не побочный эффект, а прямое следствие работы сложной системы, включающей серверы, алгоритмы, полезные ископаемые, воду, энергетические сети и целые экосистемы. Важнейший вопрос сегодня – как согласовать рост ИИ и его потребности в ресурсах с планетарными границами и текущим состоянием экологии. Водный след ИИ складывается из трех основных компонентов: охлаждение дата–центров на месте, выработка электроэнергии и производство полупроводников. Наибольшая доля приходится на генерацию электричества и последующее охлаждение.

Потребление воды искусственным интеллектом постоянно растет и варьируется в зависимости от сезона и времени суток. Летом из–за повышенной потребности в охлаждении расход воды на 23% выше, чем зимой. Например, в 2023 году дата–центры Google потребили 21,2 миллиарда литров воды, что на 24% больше, чем в 2022 году. Тысячи серверов, работающих круглосуточно, выделяют огромное количество тепла и рискуют выйти из строя без адекватного охлаждения. В 2022 году во время аномальной жары в Великобритании центры обработки данных Google и Oracle в Лондоне были вынуждены приостановить работу из–за проблем с охлаждением.

Особую тревогу вызывает тот факт, что большинство хабов для дата–центров строятся в регионах, уже страдающих от нехватки воды, засух и ухудшения ее качества. Например, бразильский город Каукая, несмотря на дефицит воды, привлекает технологические компании своим стратегическим расположением вблизи международных подводных кабелей данных. Ожидаемый бум строительства дата–центров в Индии, обусловленный цифровизацией, также создаст дополнительную нагрузку на инфраструктуру в и без того вододефицитной стране. Мегаполисы, включая Мумбаи, Ченнаи и Хайдарабад, уже борются с последствиями изменения климата и нехваткой воды для бытовых и промышленных нужд.

Признавая серьезность проблемы, Европейский союз и США начинают вводить законодательные меры для ее решения. Поскольку около 80% воды, используемой в дата–центрах, испаряется, а остальная часть сбрасывается в муниципальные канализационные системы, открываются значительные возможности для повторного использования воды и внедрения принципов циркулярной экономики. Уже существуют успешные примеры: в штате Вашингтон Microsoft сотрудничает с городом Куинси для очистки и повторного использования отработанной охлаждающей воды, снижая нагрузку на источники питьевой воды. Аналогичный подход применяет Google в Джорджии, используя для охлаждения муниципальные сточные воды.

Другие компании также ищут инновационные решения. Amazon Web Services использует очищенные сточные воды для охлаждения 20 своих дата–центров и планирует расширить эту практику. Meta в Айдахо инвестировала в инфраструктуру, позволяющую использовать отработанную воду для орошения непищевых сельскохозяйственных культур. В Дании центр обработки данных Odense Data Center применяет для охлаждения уличный воздух, а выделяемое серверами остаточное тепло направляет на обогрев местных жилых домов. Такая система рекуперации способна ежегодно производить энергию, достаточную для отопления 6900 домов.

Эти примеры доказывают, что внедрение циркулярности в экосистему ИИ не только возможно, но и необходимо. Исследования показывают, что применение замкнутых систем охлаждения, повторное использование сточных вод и сбор дождевой воды могут обеспечить экономию пресной воды на 50–70%. Сегодня вода, энергия и вычисления представляют собой взаимосвязанные и уязвимые системы. Для управления этой сложной реальностью требуется системный подход. С одной стороны, минимизация водного следа ИИ – это безоговорочный императив. С другой – аналитические и прогностические возможности самого ИИ должны быть использованы для решения водных кризисов и проблем управления. Баланс между технологическим прогрессом и бережным отношением к окружающей среде – ключ к нашему цифровому будущему.