Πόσο πετρέλαιο καταναλώνει η Τεχνητή Νοημοσύνη

Στην πραγματικότητα το κρυπτονόμισμα αποτελεί μία προθέρμανση με το πραγματικό ενεργειακό ζήτημα να αφορά την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ), από την στιγμή που τα κέντρα δεδομένων κατανάλωναν 415 TWh το 2024 από τα ηλεκτρικά δίκτυα σε παγκόσμια κλίμακα σύμφωνα με την Διεθνή Υπηρεσία Ενέργειας (IEA). Εφαρμόζοντας την ίδια μετατροπή, το ισοδύναμο σε αργό πετρέλαιο ανερχόταν τότε σε κατανάλωση 670.000 βαρελιών ανά ημέρα, μόνον και μόνον για να λειτουργούν οι υπολογιστές των κέντρων.

Η ίδια υπηρεσία υπολογίζει πως το 2030 οι καταναλώσεις θα υπερδιπλασιασθούν στα 945 TWh, οπότε θα απαιτείται το ισοδύναμο του 1,5 εκατομμυρίου βαρελιών ανά ημέρα για την κάλυψη των αναγκών. Το μέγεθος αντιστοιχεί στην μέση ημερήσια άντληση ενός μεσαίου παραγωγού αργού πετρελαίου, που αναλώνεται απλώς για την εκπαίδευση του λογισμικού και την δυνατότητά του να απαντά σε ερωτήσεις, αλλά τα υπάρχοντα δίκτυα δεν έχουν την δυνατότητα διαχείρισής του.

Ήδη παρατηρείται μία στροφή προς την δημιουργία Bitcoin για την χρηματοδότηση εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας χαμηλών ρύπων για τα κέντρα δεδομένων Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ), όπου οι καινοτόμες εταιρείες αγωνίζονται με μανία, για ότι άλλοτε οι όμιλοι πετρελαιοειδών μάχονται λυσσαλέα σε πολέμους με στόχο την διασφάλιση των προσβάσεών τους στην ενέργεια.

Η ενεργειακή αδηφαγία της ΤΝ (ΑΙ)

Η Διεθνής Υπηρεσία Ενέργειας (International Energy Agency-IEA) υπολογίζει ότι έως το 2030 οι ενεργειακές απαιτήσεις των κέντρων δεδομένων Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) θα διπλασιασθούν φθάνοντας τα 100 GW. Οι νέες επενδύσεις σε υποδομές και μικροεπεξεργαστές θα εκτιναχθούν στα $3 τρισεκατομμύρια, ενώ κατά τους υπολογισμούς της υπηρεσίας οι ενεργειακές ανάγκες των κέντρων σε παγκόσμια κλίμακα θα κινηθούν στα 945 TWh.

Όμως η αύξηση της προσφοράς ενέργειας δεν συμβαδίζει με τα χρονοδιαγράμματα της ανάπτυξης των κέντρων δεδομένων Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ), πόσο μάλλον με τις συνολικές ανάγκες της Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ). Ήδη ο χρόνος διασύνδεσης με τα υπάρχοντα δίκτυα υπερβαίνει την τετραετία, ενώ και οι ελλείψεις στην προσφορά μετασχηματιστών επιδεινώνονται, με παράλληλα ανάδυση στενωπών στους διαδρόμους τροφοδοσίας των κέντρων. Οι εταιρείες παραγωγής ενέργειας αγωνίζονται να ανταποκριθούν στις τεράστιες ανάγκες τροφοδοσίας των μεγάλων κέντρων, αντιμετωπίζοντας όμως μεγάλα προβλήματα.

Πάντως η Νορβηγία και η Φινλανδία – με μεγάλη παραγωγή ενέργειας από υδροηλεκτρικά έργα και πυρηνικές εγκαταστάσεις –
προσελκύουν το ενδιαφέρον των εταιρειών καινοτόμου τεχνολογίας, προβάλλοντας παράλληλα και τις μικρότερες ανάγκες ψύξης λόγω κλιματολογικών συνθηκών. Το κόστος του βιομηχανικού ηλεκτρικού ρεύματος ανέρχεται σε μόλις 5 cents ανά kWh, το δίκτυο αποδεικνύεται εξαιρετικά σταθερό, σε αντίθεση με τις ΗΠΑ όπου το δίκτυο ταλανίζεται από συχνές διακοπές (τις περισσότερες σε παγκόσμιο επίπεδο), ενώ προβάλλεται και το πλεονέκτημα των ανανεώσιμων πηγών.

Η ενέργεια που τροφοδοτεί την δημιουργία του Bitcoin μετατοπίζεται με εντονότερο ρυθμό προς την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ) και τα υψηλών αποδόσεων κέντρα δεδομένων, αναδεικνύοντας μία αντιπαράθεση μεταξύ δύο εκ των πλέον ενεργειακά αδηφάγων βιομηχανιών του πλανήτη. Με τα μεγάλα κέντρα δεδομένων να αγωνίζονται για την διασφάλιση ενέργειας, τα όρια μεταξύ της δημιουργίας κρυπτονομισμάτων και υποδομών Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) αρχίζουν να εξαϋλώνονται.

Αγώνας Αποδοτικότητας

Η οικονομία του Bitcoin ευνοεί τους δημιουργούς του, όταν ελέγχουν το ενεργειακό τους πεπρωμένο και με δεδομένες τις τρέχουσες τρομακτικές δυσχέρειες, κάθε μονάδα εξοικονόμησης ενεργειακού κόστους μεταφράζεται σε περιθώριο κέρδους. Το κόστος δημιουργίας ενός Bitcoin στην Νορβηγία ανέρχεται σε $50.000 με προοπτική να μειωθεί στα $40.000, με την προσθήκη νέων μονάδων παραγωγής, ποσόν που αντιστοιχεί σε λιγότερο από το 50% του μέσου παγκόσμιου όρου.

Το ενεργειακό κόστος ανέρχεται σε 4,3 cents ανά kWh, συμπεριλαμβανομένων φόρων, τιμολόγησης δικτύων και συντήρησης. Σε αντιπαραβολή το κόστος για δύο από τους μεγαλύτερους δημιουργούς κρυπτονομισμάτων, τους RIOT PLATFORMS και MARATHON DIGITAL, ανέρχεται σε 7-10 cents ανά kWh ανάλογα με την περιφέρεια και την εταιρεία ηλεκτροδότησης.

Ο γνωστός οίκος μετρήσεων και υπολογισμού στατιστικών μεγεθών MCKINSEY GLOBAL, υπολογίζει σε παγκόσμιο επίπεδο δαπάνες για υποδομές Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) της τάξης των $7 τρισεκατομμυρίων έως το 2030, συμπεριλαμβάνοντας περισσότερα από $5 τρισεκατομμύρια που δεσμεύονται άμεσα για εκπαίδευση και φόρτο λειτουργίας. Όμως το τεράστιο κύμα δαπανών κινδυνεύει να συγκρουσθεί με ένα τείχος ελλειμμάτων στην προσφορά ενέργειας, από την στιγμή που η βιομηχανία ανακαλύπτει πως οι υποδομές της Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) δεν συνιστούν ζήτημα κεφαλαίων, αλλά πρόβλημα προσβάσεων σε ενεργειακή ισχύ.

Η πραγματική εξίσωση ενέργειας

Για πρώτη φορά η ενέργεια που τροφοδοτεί την δημιουργία του Bitcoin και αναζητείται και από την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ) δεν αντικατοπτρίζει το παρελθόν, αλλά το μέλλον. Οι συσκέψεις των καινοτόμων ομίλων εστιάζονται και σε ενεργειακά θέματα με επίκεντρο τα υδροηλεκτρικά έργα αντί για κοιτάσματα πετρελαίου, τους μικρούς αρθρωτούς πυρηνικούς αντιδραστήρες αντί για τις γεννήτριες πετρελαίου, με συνέπεια τα διευθυντικά στελέχη να σκέπτονται, όπως τα ανάλογα των ενεργειακών ομίλων που αναπτύσσουν μονάδες παραγωγής.

Η ενέργεια συνιστά πλέον το απόλυτο αγαθό, όπως αποδεικνύει αρχικά το Bitcoin και αργότερα η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ), με έναν αδυσώπητο ανταγωνισμό για ηλεκτρόνια και κάθε σχεδιαστή αλυσσοδεσμών και αλγορίθμων να αποτελεί έναν έμπορο ενέργειας, μεταμφιεσμένο σε καινοτόμο της τεχνολογίας αιχμής. Όμως το πλεονέκτημα δεν εστιάζεται πλέον στην σχεδίαση αλγορίθμων, αλλά στην γεωγραφία και τις προσβάσεις στα ενεργειακά δίκτυα.

Η κινεζική διέξοδος

Η βιομηχανία της κατασκευής και λειτουργίας μεγάλων κέντρων δεδομένων διανύει φάση απογείωσης, από την στιγμή που οι εταιρείες καινοτόμου τεχνολογίας αγωνίζονται να αναπτύξουν τεράστια υπολογιστική ισχύ για να εξυπηρετήσουν τις ανάγκες των περίπλοκων λειτουργιών και της Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ). Χιλιάδες κέντρα κατασκευάζονται ανά τον κόσμο, αλλά ορισμένες χώρες αναζητούν εναλλακτικές λύσεις χώρων εγκατάστασης και στρέφονται από τις επίγειες, στις υποβρύχιες.

Τον Μάϊο η Κίνα παρουσιάζει επίσημα το πρώτο υποβρύχιο κέντρο δεδομένων, τροφοδοτούμενο με αιολική ενέργεια, στις ακτές της Σαγκάης, με επένδυση $238 εκατομμυρίων, κατανάλωσης 24 MW. Το κέντρο στην περιοχή Lin-gang της Σαγκάης αναπτύσσεται από την HIGHCLOUD TECHNOLOGY και τον κρατικό οργανισμό κατασκευής τηλεπικοινωνιακών υποδομών, απέχοντας 15 χιλιόμετρα από τις ακτές, ποντισμένο σε βάθος 10 μέτρων, με την ενεργειακή τροφοδοσία του να διασφαλίζεται από συστάδα πλωτών ανεμογεννητριών. Κατασκευάζεται στην Ειδική Ζώνη Lin-gang που εντάσσεται στην Ζώνη Ελευθέρου Εμπορίου της Σαγκάης.

Οι ανάγκες ενεργειακής τροφοδοσίας του νέου κέντρου δεδομένων αποδεικνύονται λιγότερες από το ένα πέμπτο ενός ανάλογου δυναμικότητας σε επίγεια εγκατάσταση και εξυπηρετείται από ανανεώσιμες πηγές. Επιπλέον ψύχεται με φυσικό τρόπο λόγω της πόντισής σε σχετικά μικρό βάθος, μηδενίζοντας την ανάγκη υδροδότησης από τα επίγεια δίκτυα.

Σε συμβατικά επίγεια κέντρα δεδομένων η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 25% έως και 40% οφείλεται στις ανάγκες τροφοδοσίας του υδροδοτούμενου δικτύου αγωγών που περιβάλλει τους υπολογιστές του κέντρου, παρέχοντας ψύξη και αποτρέποντας την υπερθέρμανση. Η συγκεκριμένη μέθοδος συχνά προκαλεί τις αντιδράσεις των οργανώσεων προστασίας του περιβάλλοντος και των τοπικών κοινωνιών λόγω της υπερβολικής κατανάλωσης υδάτινων πόρων.

Η HIGHCLOUD TECHNOLOGY επισημαίνει ότι το νέο της εγχείρημα, βασίζεται κατά 95% στην τροφοδοσία του από ανανεώσιμες πηγές, με μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης κατά 22,8%, κατά 100% της ανάγκης χρήσης επίγειου χώρου και κατά 90% των απαιτήσεων υδροδότησης του δικτύου ψύξης.

Το 90% σε ΗΠΑ και Κίνα

Το Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Ύδατος, Περιβάλλοντος και Υγείας του ΟΗΕ, εκτιμά πως τα κέντρα δεδομένων σε παγκόσμια κλίμακα θα αναλώνουν έως το 2030 9,3 τρισεκατομμύρια λίτρα, μέγεθος που αντιστοιχεί στις ανάγκες για πόσιμο νερό 1,3 δισεκατομμυρίου ανθρώπων. Κατά συνέπεια το πρόβλημα της υδροδότησης αναδεικνύεται σε ζωτικό για τους σχεδιαστές των κέντρων που αναγκάζονται να αναζητούν καινοτόμες εναλλακτικές λύσεις, για την ανάπτυξη και λειτουργία τους.

Η κινεζική κυβέρνηση υποστηρίζει σθεναρά την ανάπτυξη κέντρων δεδομένων με συγκεκριμένες πολιτικές επιλογές και χρηματοδοτήσεις, με τον ΟΗΕ να δημοσιεύει σε σχετική του αναφορά πως 32 χώρες φιλοξενούν κέντρα δεδομένων Τεχνητής Νοημοσύνης, αλλά σε ποσοστό ανώτερο του 90% του συνόλου, οι συγκεκριμένες εγκαταστάσεις εντοπίζονται στις ΗΠΑ και στη Κίνα. Οι δύο χώρες αποδύονται σε αγώνα δρόμου για να κατοχυρώσουν την δεσπόζουσα θέση τους στην αγορά της Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) και των περίπλοκων υπολογιστικών λειτουργιών.

Αν τα κέντρα δεδομένων των ΗΠΑ βασίζονται στα ορυκτά καύσιμα και ειδικά στο φυσικό αέριο για την κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών, η Κίνα επιταχύνει την μετάβαση προς τις ανανεώσιμες πηγές για τις ενεργειακές απαιτήσεις, μειώνοντας την εξάρτησή της από τα ορυκτά καύσιμα και αναβαθμίζοντας την ενεργειακή της ασφάλεια. Η HIGHCLOUD TECHNOLOGY εγκαινιάζει το πρώτο της υποβρύχιο κέντρο δεδομένων το 2023 στην τροπική νήσο Hainan, αλλά το αντίστοιχο του Lin-gang στην Σαγκάη, αποτελεί το πρώτο της που τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές. Στην πραγματικότητα η MICROSOFT αρχίζει να αναπτύσσει υποβρύχιο κέντρο δεδομένο το 2018 στις Ορκάδες νήσους (Orkney) της Σκωτίας, αλλά η πρόοδος εξελίσσεται υπερβολικά αργά.

Τα υποβρύχια και πλωτά κέντρα

Ο Dr Hanjiang Dong από το Πολυτεχνείο του Χόνγκ-Κονγκ εξηγεί πως η MICROSOFT στρέφει το βάρος της στην απόδειξη της αξιοπιστίας του υποβρύχιου εγχειρήματός της, ενώ η Κίνα προωθεί ταχύτατα την εμπορική ανάπτυξη, από την στιγμή που συνδυάζει ταχύτατα τις απαιτήσεις της αγοράς, την ναυπηγική μηχανολογία και την πολιτική υποστήριξη σε ένα αποκλειστικά εμπορικό πρόγραμμα.

Οι κίνδυνοι που συσχετίζονται με την ανάπτυξη υποβρύχιων κέντρων δεδομένων παραμένουν ακόμα ακαταγράφητοι, αν και επηρεάζουν λόγω ανόδου της περιβάλλουσας θερμοκρασίας τα θαλάσσια οικοσυστήματα. Όμως το πρόβλημα αφορά ιδιαίτερα περιορισμένο θαλάσσιο χώρο και οι ειδικοί του τομέα εμφανίζονται πεπεισμένοι για την απόλυτη διαχείρισή του κατά την λειτουργία των υποβρύχιων κέντρων.

Στην Ασία παρατηρείται αυξημένη κινητικότητα στην αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων για την ανάπτυξη κέντρων δεδομένων, με την SAMSUNG HEAVY INDUSTRIES στην Νότιο Κορέα να προχωρεί σε μία νέα τεχνολογία για την δημιουργία πλωτών κέντρων δεδομένων σε πλοία. Η ναυπηγική εταιρεία ανήκει στον γνωστό όμιλο της SAMSUNG και πρόσφατα υπογράφει μία σύμβαση με την ελληνική ναυτιλιακή εταιρεία CAPITAL CLEAN ENERGY CARRIERS για την ναυπήγηση νέων πλωτών κέντρων δεδομένων.

Η SAMSUNG ήδη επιδεικνύει το πρωτότυπο υπό κλίμακα ενός πλωτού κέντρου δεδομένων κατανάλωσης 50 MW που λαμβάνει έγκριση από το Αμερικανικό Γραφείο Ναυτιλίας και τον γνωστό ασφαλιστικό οργανισμό LLOYD’S με σύστημα αυτό-αναπαραγόμενης ενέργειας ή με εξωτερική σύνδεση με επίγειο δίκτυο. Η εταιρεία πρόκειται να κινηθεί προς την κατασκευή κανονικών πρωτοτύπων για να διακριβώσει εάν το σχετικό της πρόγραμμα θα αποδειχθεί οικονομικά βιώσιμο.

Στην Ιαπωνία η HITACHI MITSUI O.S.K. LINES υπογράφουν πρόσφατα Μνημόνιο Κατανόησης (MOU) για την ανάπτυξη πλωτών συστημάτων για την στέγαση κέντρων δεδομένων Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ) με δυνατότητα αυτόνομης ενεργειακής λειτουργίας. Το πρότυπό τους διαφέρει από το αντίστοιχο της SAMSUNG ως προς το ότι βασίζεται σε μετασκευή ή μετατροπή ήδη υπαρχόντων πλοίων σε κέντρα δεδομένων, ενώ και στην συγκεκριμένη περίπτωση οι θαλάσσιοι υδάτινοι όγκοι αναμένεται να μειώσουν δραστικά τις ανάγκες υδροδότησης από επίγεια δίκτυα.

Ανανεώσιμες πηγές

Οι εταιρείες εμφανίζονται πλέον περισσότερο δημιουργικές στο θέμα της ανάπτυξης κέντρων δεδομένων με στόχο να μειώσουν το αποτύπωμά τους στο τοπικό περιβάλλον, από την στιγμή καταναλωτές και κυβερνήσεις αντιδρούν και καθυστερούν την ανάπτυξή τους. Οι εταιρικοί σχεδιασμοί στρέφονται αναγκαστικά στην αναζήτηση λύσεων, συνδυάζοντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με δραστική μείωση των επίγειων χώρων και της χρήσης τοπικών δικτύων υδροδότησης.

Όσοι ελέγχουν χαμηλού κόστους ενέργεια από καθαρές πηγές και λύσεις αυτόνομης υδροδότησης θα κυριαρχήσουν στον επόμενο κύκλο, ενώ όσοι δεν τις διαθέτουν θα πιεσθούν προς το περιθώριο απλώς και μόνον λόγω των φυσικών νόμων. Η σημασία των συγκεκριμένων πλεονεκτημάτων διακρίνεται πλέον με μεγαλύτερη σαφήνεια, από την στιγμή που οι δαπάνες για την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ) επιταχύνονται στον τομέα της καινοτόμου τεχνολογίας.

Εταιρείες όπως η AMAZON, η NVIDIA, ή η META PLATFORMS, ωθούν ένα κύμα επενδύσεων εκατοντάδων δισεκατομμυρίων δολαρίων σε υποδομές Τεχνητής Νοημοσύνης (ΑΙ), αλλά κάθε νέα σύμβαση εκπαίδευσης, κάθε μηχανή συσχετισμών και κάθε μεγάλο κέντρο δεδομένων τελικά εξαρτάται αποκλειστικά από την πρόσβαση σε αξιόπιστη παροχή ενέργειας και απρόσκοπτη υδροδότηση.

Με τον καινοτόμο τεχνολογικό τομέα να ανακαλύπτει πως η ενέργεια εξελίσσεται σε ζωτική παράμετρο επιβίωσης, όπως και οι μικροεπεξεργαστές, ο έλεγχος χαμηλού κόστους μικρών ενεργειακών πηγών αναδύεται με την ιδιότητα ενός από τα πλέον πολύτιμα αγαθά της ψηφιακής οικονομίας.