Bitke za algoritme vode se u elektranama i rudnicima

Veštačka inteligencija (engl. artificial intelligence - AI) često se predstavlja kao čista digitalna sila, kao sistem koji postoji negde u sferi koda i servera, odvojen od fizičkog sveta. Međutim, ta tehnologija ima svoju adresu, svoje brojilo i svoj vodomer. Iza svakog upita stoje hale pune procesora, trafostanice pod opterećenjem, rashladni sistemi i lanci snabdevanja koji počinju duboko pod zemljom. Digitalna ekonomija, paradoksalno, ostaje jedna od najmaterijalnijih industrija našeg vremena.

AI ima svoj "materijalni otisak i taj otisak ubrzano raste", napominje Katarina Stančić, autorka analize "AI i globalna trka za energijom, vodom i metalima", objavljene u februarskom izdanju Makroekonomskih analiza i trendova (MAT). Svetski talas izgradnje data centara menja i ekonomsku i prostornu sliku sveta - toliko da, kako kaže, najveći kompleksi danas imaju energetske potrebe uporedive sa gradovima srednje veličine. Ona ističe planirani kompleks OpenAI-ja u Abu Dabiju, koji je projektovan na snagu od pet gigavata, što se može izjednačiti sa pet nuklearnih reaktora.

"Kako potrošnja energije AI-ja raste, najveće tehnološke kompanije - Microsoft, Amazon, Google, Meta - postaju nešto što donedavno niko nije očekivao: globalni energetski akteri. Ove firme su danas među najvećim korporativnim kupcima električne energije na svetu. [...] Njihove odluke o tome gde će izgraditi novi data centar danas određuju i gde će niknuti nova elektrana. Štaviše, u pojedinim slučajevima, 'big tech' firme više ne kupuju energiju, već je i same proizvode", navodi Stančić.

Prema podacima Međunarodne agencije za energetiku (engl. International Energy Agency - IEA), data centri već sada troše oko 1,5 odsto svetske električne energije, što je ekvivalent potrošnji cele Velike Britanije.

Rast potražnje za električnom energijom po sektorima (osnovni scenario za period 2024-2030) | Izvor: Međunarodna agencija za energetiku (International Energy Agency)

"Samo mali deo te energije danas odlazi direktno na AI, ali taj udeo eksponencijalno raste. Do kraja decenije, potražnja za električnom energijom u data centrima mogla bi da se udvostruči, i to najviše zahvaljujući AI-ju", upozorava autorka.

Iako povećanje još nije alarmantno, na nivou pojedinačnih država ono već izaziva ozbiljne probleme: primera radi, data centri u Irskoj troše više od petine ukupne električne energije, a u američkoj državi Virdžiniji zauzimaju gotovo četvrtinu mrežnog kapaciteta. Stančić ističe da je takva koncentracija potrošnje problematična prvenstveno jer remeti planove za druge sektore, povećava cene struje i otvara politička pitanja o tome ko ima prednost u pristupu energiji.

Jedan od prošlogodišnjih izveštaja Međunarodnog monetarnog fonda (MMF) ispitivao je kako rast data centara podstaknut AI-jem utiče na potrošnju električne energije, njene cene i emisije ugljenika. Među zaključcima do kojih su došli jeste da u scenarijima sa ograničenim rastom kapaciteta obnovljivih izvora energije (OIE) i ograničenim proširenjem prenosne infrastrukture, cene struje u SAD bi mogle da porastu za 8,6 odsto, dok bi emisije ugljenika u SAD i na svetskom nivou porasle za 5,5 odsto, odnosno 1,2 odsto, prema važećim politikama.

Bloomberg

To dovodi do zaokreta u kom su vlade nekad ulagale u čelik, tešku industriju ili svemirske programe, a sada subvencionišu data centre i fabrike čipova. Međutim, bitna razlika ogleda se u tome da se tradicionalna industrija razvijala decenijama, dok se digitalna infrastruktura gradi brzo, ponekad u roku od svega nekoliko meseci. Zbog toga je njen uticaj na energetske mreže i resurse, kako Stančić ocenjuje, "momentalan i snažan". Ilustrativno je da je, recimo, Singapur, zbog ogromne količine klaud i AI infrastrukture skoncentrisane na malom prostoru, još 2019. morao da uvede moratorijum na nove data centre, da bi se održala energetska stabilnost i ekološka održivost.

I podsticaj i kočnica za zelenu tranziciju

Kada je reč o ekologiji, autorka zapaža da je energija samo polovina priče, jer da bi sistemi mogli da rade, moraju i da se hlade, što zahteva ogromne količine vode.

"Milioni litara dnevno cirkulišu kroz rashladne sisteme koji sprečavaju pregrevanje servera. Prema dostupnim podacima, dve trećine novih data centara u Sjedinjenim Američkim Državama (SAD) izgrađeno je u oblastima sa izraženim nestašicama vode, poput Arizone i Nevade, što je već izazvalo sukobe između tehnoloških kompanija i lokalnih zajednica. Slične debate vode se i u Španiji, Singapuru i Irskoj: kome voda više pripada - stanovništvu, poljoprivredi, ili 'digitalnim fabrikama' budućnosti", ističe se u publikaciji.

I tu se dolazi do paradoksa - trka IT sektora za energijom daje dvostruki efekat. S jedne strane, kapital koji korporacije usmeravaju u OIE ubrzava energetsku tranziciju (u pojedinim državama su tehnološke firme upravo glavni kupci zelene energije), a s druge strane, potražnja koju AI generiše može da učvrsti zavisnost od fosilnih goriva, naročito u zemljama gde su mreže i dalje dominantno zasnovane na prirodnom gasu. To je, na primer, slučaj u SAD, gde se nalazi više od 40 odsto svetskih data centara, a veliki deo te energije i dalje dolazi iz gasnih elektrana.

"Ukratko - AI može i ubrzati i usporiti zelenu tranziciju, zavisno od toga gde i kako se napaja", zaključuje analitičarka.

Inače, prema podacima koje je prikupio MMF, sektori koji proizvode AI u pomenutim SAD rasli su gotovo tri puta brže od privatnog poslovnog sektora (bez poljoprivrede), dok parametri na nivou firmi pokazuju da su troškovi električne energije za vertikalno integrisane AI kompanije gotovo udvostručeni između 2019. i 2023. godine. Takođe, od 2013. do 2023. godine, sektori koji proizvode AI povećali su svoj udeo u realnom bruto domaćem proizvodu (BDP) SAD sa 2,1 odsto na pet odsto, znatno nadmašujući rast njihovog nominalnog BDP‑a.

I dok u sušnim regionima centri visoke tehnologije zavise od resursa koje sami ugrožavaju, zemlje severne Evrope počele su da se promovišu se kao idealni ambijenti za razvoj industrije podataka, usled niske temperature, dostupnim OIE i mogućnosti da se viškovi toplote iz servera koriste za grejanje domaćinstava. Kako to opisuje Stančić, prednost tog područja stoga "ne leži u bučnim inovacionim kampusima ili milijarderskim startapima, već u infrastrukturi koja omogućava da AI uopšte funkcioniše". 

Bloomberg

Još jedan aspekt paradoksalne pozicije IT industrije - u kojoj je ona i najveći potrošač i najveća nada energetske tranzicije - ogleda se u tome što AI sistemi istovremeno gutaju ogromne količine električne energije i nude alate koji mogu pomoći da se ta energija koristi racionalnije. "Već danas, algoritmi optimizovani za energetske mreže mogu precizno da predviđaju proizvodnju iz vetra i sunca, da balansiraju fluktuacije potrošnje u realnom vremenu, pa čak i da automatski preusmeravaju višak energije tamo gde je najpotrebniji."

Autorka podseća da je sa svakim talasom tehničke efikasnosti u istoriji dolazio isti fenomen, koji ekonomisti nazivaju Jevonsov paradoks (po ekonomisti Williamu Stanleyju Jevonsu) - što je nešto efikasnije, to ga više koristimo.

"Kada su motori postali štedljiviji, automobili su postali češći. Kada su računari postali pristupačniji, broj korisnika je eksplodirao. Isto se sada događa i sa AI-jem - novi čipovi, poput Nvidia Blackwell serije ili Googleovih TPU procesora, obavljaju više operacija nego ikada ranije, ali to samo otvara vrata još većem broju aplikacija, korisnika i tržišta. Rezultat je kontradiktoran: sistem postaje 'pametniji', ali ukupna potrošnja energije i resursa nastavlja da raste", naglašava.

Nova geopolitika resursa

Uz to, Stančić podseća da se "u trci za AI-jem pobedu ne odnosi onaj ko ima najbrži algoritam", već onaj ko može da obezbedi energiju, vodu, ali i metale koji ga pokreću. Svaki napredni AI model (od prepoznavanja slika do obrade jezika) zavisi od hiljada specijalizovanih čipova koji obavljaju milijarde operacija u sekundi. A ti čipovi se rađaju iz izuzetno složenih lanaca snabdevanja koji počinju u slojevima zemlje, pri čemu su za proizvodnju jednog savremenog procesora potrebne desetine elemenata.

Tu dolazimo do Kine, za koju se procenjuje da kontroliše između 80 i 90 odsto svetske prerade ključnih minerala za proizvodnju čipova i opreme za data centre, što je napravilo osnovu za brojne kontroverze i politička previranja. "Zato ne čudi što se spor oko AI-ja sve više pretvara u rat resursa", kaže autorka.

Potrošnja električne energije u data centrima po regionima (osnovni scenario za period 2020-2030) | Izvor: Međunarodna agencija za energetiku (International Energy Agency)

Ona skreće pažnju na to da su SAD uvele ograničenja na izvoz naprednih čipova i mašina za njihovu proizvodnju (pokušavajući da uspore razvoj kineskih AI kapaciteta), kao i da je Peking odgovorio kontramerama (ograničavanjem izvoza upravo onih metala koji su neophodni za proizvodnju zapadnih čipova). Tako je, kaže Stančić, borba za algoritme praktično postala borba za rudnike, rafinerije i fabrike, i nova linija svetske podelе moći.

Za tehnološki suverenitet bore se, jasno, i druge države, dok prognoze govore da bi do 2030. data centri mogli da troše više od 500.000 tona bakra i 75.000 tona silicijuma godišnje, što će ih učiniti važnim potrošačem resursa na svetskom nivou - rame uz rame sa automobilskom i elektroenergetskom industrijom.

MMF u svom izveštaju, služeći se prognozama McKinseyja i JP Morgana, navodi okvire rasta potražnje za električnom energijom podstaknute AI-jem. U tri ključna regiona - SAD, Evropi i Kini - godišnje stope rasta potražnje za električnom energijom do 2030. mogle bi iznositi 22 odsto, 13 odsto i 10 odsto, tim redom. "Globalna potrošnja električne energije data centara i AI-ja procenjuje se na 400–500 teravat-časova (TWh) u 2023. godini. [...] Do 2030. godine, globalna potrošnja električne energije podstaknuta AI-jem mogla bi da dostigne 1.500 TWh, što bi je približno izjednačilo sa trenutnom ukupnom potrošnjom električne energije Indije."

Udeo potrošnje električne energije po tipu data centra i opreme (2024) | Izvor: Međunarodna agencija za energetiku (International Energy Agency)

"U takvim okolnostima, trka za AI sve manje liči na digitalnu revoluciju, a sve više na nadmetanje za elektrone, galone i rude. Ko bude umeo da obezbedi održiv pristup energiji, vodi i mineralima, taj će kontrolisati tempo razvoja AI tehnologije. Ko to ne uspe, ostaće na periferiji digitalne ekonomije, bez obzira na to koliko pametnih ljudi ima ili koliko brzo njegovi algoritmi rade", navodi Stančić.