Jaký má umělá inteligence dopad na životní prostředí?
Když se řekne umělá inteligence, většině z nás se vybaví nástroje jako ChatGPT, inteligentní asistenti nebo personalizované vyhledávání. Skutečný technologický zázrak se ale odehrává pod povrchem, a to v AI datových centrech, která umožňují běh těchto systémů. S rostoucí poptávkou po generativní AI se budují datová centra nové éry. Specializovaná, výkonnější a schopná zvládnout ohromné množství výpočetních úloh. Zároveň však kladou větší nároky na spotřebu energie a chlazení.
Přední světoví provozovatelé se na tuto výzvu dívají jako na příležitost. Stále více investují do obnovitelných zdrojů, inovativních systémů chlazení a uhlíkově neutrálních provozů. Právě datová centra mohou být laboratořemi udržitelného rozvoje digitální infrastruktury.
Téma je o to aktuálnější, že Česká republika se aktivně uchází o vybudování jednoho z pěti evropských AI Gigafactory, špičkového výpočetního centra, které by posílilo technologickou suverenitu EU a přineslo Česku investice, know-how i prestižní pozici na mapě evropského digitálního světa.
Jaké jsou tedy environmentální souvislosti AI? A jak zajistit, aby její rozvoj šel ruku v ruce s udržitelností? V následujícím textu se podíváme na klíčové aspekty od spotřeby energie přes vodní nároky až po inovace, které pomáhají dopady snižovat.
Kolik energie a vody AI skutečně spotřebuje?
Použití generativní AI, tedy nástrojů schopných vytvářet texty, obrázky nebo videa, je dnes na vzestupu. Zadáte-li dotaz do ChatGPT, váš požadavek putuje do datového centra. Tam se zpracovává pomocí výkonných grafických (GPU) nebo centrálních (CPU) procesorů. GPU jsou dnes hlavním nástrojem pro běh generativní AI. Spotřebují více energie, ale umožňují paralelní výpočty. Obecně platí, že čím náročnější výstup (například video), tím více energie je třeba. Pro srovnání:
- Malý AI model spotřebuje na jeden dotaz asi 114 joulů (jako mikrovlnka běžící 0,1 sekundy)
- Výkonný model až 6 700 joulů (mikrovlnka 8 sekund nebo jízda na e-kole 120 metrů)
- Jeden obrázek = 2 282 joulů
- Pětisekundové video ve vysoké kvalitě = přes 3,4 milionu joulů (více než hodina mikrovlnky nebo 60 km na e-kole)
Jeden den provozu ChatGPT znamená zpracování více než miliardy textových a desítek milionů obrazových požadavků. Podle MIT Technology Review to odpovídá spotřebě elektřiny pro více než 3 000 domácností na celý rok – a to jen za jediný den.
Spotřeba energie datových center v USA
- 2018: 76 TWh (1,9 % spotřeby USA)
- 2023: 176 TWh (4,4 %)
- Odhad 2028: 300–500+ TWh (6,7–12 %)
Čím více energie servery spotřebují, tím více se zahřívají a tím více vody je potřeba pro jejich chlazení.
Jak datová centra chladí?
Stejně jako váš notebook, i servery se při práci zahřívají. Aby fungovaly efektivně, musí se chladit. K tomu se využívají stroje zvané CRAH jednotky, které nasávají horký vzduch, ochlazují ho vodou a vrací zpět do místnosti. Jak to funguje:
- Voda se používá k ochlazení vzduchu
- Zahřátá voda se pak ochlazuje v chladicích věžích odpařením
- Odpařenou vodu je třeba nahradit čerstvou
Podle výzkumu Lawrence Berkeley National Laboratory spotřebovala datová centra v USA v roce 2023 celkem 66 miliard litrů vody (tzv. přímá spotřeba vody). To odpovídá:
- Zavlažování 11 000 hektarů mandloní
- Roční spotřebě půl milionu obyvatel
Znečištěné ovzduší a dopady na zdraví
Spotřeba elektřiny = nejen emise CO₂, ale i škodlivé látky jako jemné částice PM2.5, oxidy dusíku (NO₂) a oxid siřičitý (SO₂). Ty vznikají v několika fázích:
- Záložní dieselové generátory v datových centrech (testování, provoz, údržba)
- Elektrárny spalující uhlí a plyn
- Výroba hardwaru a stavebních materiálů – rafinace kovů, ocel, cement
Podle studie Han et al. z UC Riverside a Caltech dosáhnou zdravotní dopady provozu datových center v USA v roce 2030 hodnoty přes 20 miliard dolarů ročně. To je srovnatelné s emisemi automobilové dopravy v Kalifornii. Dopady zahrnují vyšší výskyt astmatu a dalších kardiopulmonálních onemocnění.
Co můžete dělat? AI a udržitelnost jdou ruku v ruce
Růst umělé inteligence přináší nejen nové možnosti, ale také nové odpovědnosti. Důležité však je, že právě největší technologické firmy si svou roli uvědomují a již podnikají konkrétní kroky směrem k udržitelnější budoucnosti.
Amazon, Microsoft, Google a další globální hráči investují do obnovitelných zdrojů energie, uzavírají dlouhodobé smlouvy na dodávky solární a větrné elektřiny, nebo zvažují využití moderních jaderných technologií. Zároveň se zaměřují na inovace v oblasti chlazení a efektivity provozu svých datových center. Tato úsilí nejsou jen marketingovým gestem. Vycházejí z dlouhodobé strategie a odpovědného přístupu k digitální infrastruktuře.
Také vědecká a výzkumná komunita reaguje. Aktivně hledá způsoby, jak zefektivnit trénink i provoz existujících velkých jazykových modelů. Skvělým příkladem je český startup BottleCap AI, za kterým stojí Tomáš Mikolov, Jaroslav Beck a David Herel.
Vývoj směřuje k menším, výpočetně úspornějším a energeticky efektivnějším modelům, které budou dostupnější a šetrnější k planetě. Každý z nás může hrát roli tím, že se o tato témata bude zajímat, sdílet ověřené informace a podporovat rozvoj technologií, které jsou nejen výkonné, ale i udržitelné.
My v České asociaci umělé inteligence se tomuto tématu věnujeme dlouhodobě. Věříme, že AI může být hnacím motorem pozitivní změny, a to jak pro ekonomiku, tak společnost i planetu.
