O aumento da procura de IA está em rota de colisão com a sustentabilidade ambiental, com os especialistas a afirmarem que a energia do carvão poderá manter-se para manter a procura de eletricidade.
Os países de todo o mundo têm como objetivo a transição para o zero líquido, investindo em energia verde e reduzindo o consumo de combustíveis fósseis.
Isto está em contradição com a imensa procura de eletricidade criada pela IA, em particular a IA generativa, que serve milhões de utilizadores em todo o mundo.
Este é um ponto definitivo - mesmo há alguns anos, os modelos de IA eram comparativamente pequenos e limitados a utilizações localizadas.
Atualmente, você, eu e milhões de outras pessoas já experimentaram, pelo menos, a IA. Cerca de 40% de adultos nos EUA e na Europa, segundo algumas estimativas, e 75% de menores de 18 anos.
As empresas de IA vêem um futuro em que os seus produtos estão integrados em tudo o que fazemos e em todos os dispositivos que utilizamos, mas a IA não é alimentada pelo ar. Como todas as tecnologias, requer energia.
A documento recente descobriu que o modelo BLOOM consumiu 433 MWh para treinar e o GPT-3 precisou de uns impressionantes 1287 MWh.
O ChatGPT da OpenAI necessita de cerca de 564 MWh por dia para calcular as respostas às solicitações dos utilizadores. Cada saída individual representa um cálculo efectuado através das vastas redes neuronais da OpenAI, cada uma delas exigindo energia.
Coloquemos isto em perspetiva: 1287 MWh poderiam alimentar 43 000 a 128 700 agregados familiares médios durante um dia, assumindo uma utilização média diária de 10 a 30 kWh por agregado familiar.
Também poderia alimentar mais de 200 000 000 lâmpadas LED durante uma hora ou conduzir um veículo elétrico durante cerca de 4 a 5 milhões de quilómetros.
Embora este estudo e outros tenham as suas limitações, os dados públicos de empresas de IA de código aberto, como a HuggingFace, corroboram a escala destes números.
As implicações ambientais da IA vão para além do mero consumo de energia. Utilização de água nos centros de dados da Microsoft sublinha a natureza intensiva em recursos das operações de IA. Um centro de dados de 15 megawatts pode consumir até 360.000 galões de água por dia.
A Agência Internacional da Energia (AIE) alertou para o impacto mais alargado dos centros de dados, que já representam mais de 1,3% do consumo mundial de eletricidade. Este número está prestes a aumentar à medida que a IA e as exigências de processamento de dados aumentam, colocando ainda mais pressão sobre a infraestrutura energética global e ampliando o apelo a práticas mais sustentáveis na indústria da IA.
O Boston Consulting Group estima que, até ao final desta década, o consumo de eletricidade nos centros de dados dos EUA poderá triplicar em relação aos níveis de 2022, atingindo 390 terawatts-hora, o que representa cerca de 7,5% da procura de eletricidade prevista para o país.
A UE também afirmou que as necessidades energéticas dos centros de dados duplicará até 2026. Só nos EUA ou na China, os centros de dados poderão consumir o equivalente à produção anual de cerca de 80 a 130 centrais eléctricas a carvão por volta de 2030.
No pior dos cenários, o gráfico abaixo mostra que os centros de dados poderão consumir cerca de 8000 TWh de eletricidade até 2030, o que corresponde a 30% do consumo mundial de eletricidade atual. Isto é o dobro do que os EUA consomem anualmente.
Apressamo-nos a não sensacionalizar - tenhamos o cuidado de lembrar que se trata de uma estimativa de limite superior por alguma margem e que os centros de dados são utilizados para muitas outras coisas para além da IA - mas não deixa de ser bastante chocante, mesmo nos limites inferiores de 1100 TWh.
Falando no Fórum Económico Mundial, Sam Altman, CEO da OpenAI, afirmou: "Precisamos de muito mais energia no mundo do que pensávamos que precisávamos antes. Ainda não avaliámos as necessidades energéticas desta tecnologia".
"A IA vai consumir muito mais energia do que as pessoas esperavam", continuou, sugerindo que fontes de energia como a fusão nuclear ou a energia solar mais barata são vitais para o progresso da IA.
Os centros de dados sobrecarregam a rede energética
No coração do norte da Virgínia, uma região agora conhecida como "beco dos centros de dados", o rápido crescimento da IA generativa está a ultrapassar os limites da produção de eletricidade.
Os fornecedores locais de energia tiveram mesmo de suspender as ligações a novos centros de dados numa determinada altura em 2022, uma vez que a procura era simplesmente demasiado elevada. Devido à resistência da comunidade, as propostas de utilização de geradores a gasóleo durante as falhas de energia foram arquivadas.
A Bloomberg informa que, na zona de Kansas City, a construção de um centro de dados e de uma fábrica de baterias para veículos eléctricos exigiu tanta energia que os planos de desmantelamento de uma central de carvão foram adiados.
Ari Peskoe, da Electricity Law Initiative da Harvard Law School, alertou para as potenciais consequências terríveis se os serviços públicos não se adaptarem: "As novas cargas são atrasadas, as fábricas não podem entrar em funcionamento, o nosso potencial de crescimento económico diminui", afirma.
"O pior cenário é os serviços públicos não se adaptarem e manterem em funcionamento a antiga capacidade de produção de combustíveis fósseis e não evoluírem para além disso."
Rob Gramlich, da Grid Strategies, fez eco destas preocupações, sublinhando à Bloomberg o risco de apagões contínuos se as melhorias das infra-estruturas se atrasarem.
Os desafios do sector dos serviços públicos não se limitam aos centros de dados. A legislação e os incentivos recentes estão a estimular a construção de fábricas de semicondutores, de veículos eléctricos e de baterias, o que também está a contribuir para o aumento da procura de eletricidade.
Por exemplo, a Evergy, que serve a área de Kansas City, adiou a retirada de uma central de carvão dos anos 60 para fazer face à procura de novos desenvolvimentos, incluindo um centro de dados Meta Platforms e uma fábrica de baterias Panasonic EV.
Apesar da preferência de muitas empresas tecnológicas e fabricantes de tecnologias limpas pelas energias renováveis, a realidade diz o contrário. É difícil imaginar como é que este consumo de energia pode ser compensado.
A situação não é exclusiva dos EUA. A nível mundial, a China, a Índia, o Reino Unido e a UE emitiram avisos sobre as crescentes necessidades de eletricidade da IA.
Como é que vamos pagar?
À medida que as tecnologias de IA se tornam omnipresentes, a sua pegada ecológica colide com as ambições globais de um futuro com zero emissões líquidas. Mesmo pondo de lado os objectivos ambiciosos de obter o zero líquido, as redes eléctricas simplesmente não conseguem sustentar a atual trajetória da indústria.
Estará a chegar um "inverno da IA", em que a IA passará por um longo processo de aperfeiçoamento e eficiência antes de se tornar mais inteligente? Ou será que as descobertas e as promessas da indústria manterão o desenvolvimento à tona?
IA bio-inspirada, por exemplo, é uma fronteira promissora que procura harmonizar a eficiência dos sistemas naturais com a inteligência computacional. A Terra é habitada por milhares de milhões de organismos extremamente avançados "alimentados" por fontes naturais como os alimentos e o Sol - poderá isto ser um modelo para a IA?
A resposta é uma tentativa de sim, com os chips de IA neuromórfica baseados em funções sinápticas a tornarem-se cada vez mais viáveis. O reconhecimento de voz por IA foi mesmo realizado com células biológicas formados em "organoides" - essencialmente "mini-cérebros".
Outros métodos para atenuar a fuga de recursos da indústria da IA incluem um "imposto sobre a IA".
Normalmente apresentado como um método para atenuar as perdas de postos de trabalho relacionadas com a IA, um imposto sobre a IA poderia fazer com que as entidades que beneficiam dos avanços da IA contribuíssem para atenuar os seus impactos ambientais.
No final, é difícil prever como é que o sector vai lidar com estas exigências e até que ponto as pessoas vão ter de suportar o fardo.
