Den ökande efterfrågan på AI är på kollisionskurs med miljömässig hållbarhet, och experter menar att kolkraft kan komma att finnas kvar för att upprätthålla efterfrågan på el.
Länder över hela världen strävar efter att övergå till nettonoll, investera i grön energi och minska förbrukningen av fossila bränslen.
Detta går stick i stäv med den enorma efterfrågan på el som skapas av AI, särskilt generativ AI, som betjänar miljontals användare över hela världen.
Det är en viktig poäng - till och med för ett par år sedan var AI-modellerna relativt små och begränsade till lokala användningsområden.
Idag har du, jag och miljontals andra åtminstone experimenterat med AI. Enligt vissa uppskattningar har 40% av alla vuxna i USA och Europa gjort det, och 75% av alla under 18 år.
AI-företagen ser en framtid där deras produkter är inbyggda i allt vi gör och i alla enheter vi använder, men AI drivs inte av luft. Precis som all annan teknik kräver den energi.
A färskt papper visade att BLOOM-modellen förbrukade 433 MWh för att träna, och GPT-3 krävde hela 1287 MWh.
OpenAI:s ChatGPT behöver uppskattningsvis 564 MWh per dag för att beräkna svar på användarens frågor. Varje enskild utdata representerar en beräkning som utförs i OpenAI:s vidsträckta neurala nätverk, som alla kräver energi.
Låt oss sätta det i perspektiv: 1287 MWh kan försörja 43.000 till 128.700 genomsnittliga hushåll under en dag, förutsatt en genomsnittlig daglig förbrukning på 10 till 30 kWh per hushåll.
Den kan också driva över 200.000.000 LED-lampor i en timme eller driva en elbil i cirka 4 till 5 miljoner kilometer.
Även om denna studie och andra har sina begränsningar, bekräftar offentliga data från AI-företag med öppen källkod som HuggingFace omfattningen av dessa siffror.
Miljökonsekvenserna av AI sträcker sig längre än bara till energiförbrukningen. Vattenanvändning i Microsofts datacenter understryker den resurskrävande karaktären hos AI-verksamhet. Ett datacenter på 15 megawatt kan förbruka upp till 360.000 liter vatten per dag.
International Energy Agency (IEA) har varnat för den bredare effekten av datacenter, som redan står för mer än 1,3% av den globala elförbrukningen. Denna siffra kommer att stiga i takt med att kraven på AI och databehandling eskalerar, vilket ytterligare belastar den globala energiinfrastrukturen och förstärker kravet på mer hållbara metoder inom AI-industrin.
Boston Consulting Group uppskattar att elförbrukningen i amerikanska datacenter i slutet av detta decennium kan tredubblas från 2022 års nivåer till så mycket som 390 terawattimmar, vilket motsvarar cirka 7,5% av landets beräknade elbehov.
EU har också sagt att datacenters energibehov kommer att fördubblas fram till 2026. Enbart i USA eller Kina kan datacenter komma att förbruka lika mycket som den årliga produktionen från 80 till 130 kolkraftverk omkring 2030.
I ett värsta scenario visar grafen nedan att datacenter kan komma att förbruka cirka 8.000 TWh el år 2030, vilket motsvarar 30% av världens elförbrukning idag. Det är dubbelt så mycket som USA förbrukar per år.
Vi vill inte överdriva - vi måste komma ihåg att det här är en uppskattning i överkant med viss marginal och att datacenter används till mycket annat än AI - men det är ändå ganska chockerande, även med den nedre gränsen på 1.100 TWh.
Sam Altman, VD för OpenAI, sade själv vid World Economic Forum: "Vi behöver mycket mer energi i världen än vi trodde att vi behövde tidigare. Vi uppskattar fortfarande inte energibehovet för den här tekniken."
"AI kommer att förbruka betydligt mer energi än vad folk förväntat sig", fortsatte han och menade att energikällor som kärnfusion eller billigare solkraft är avgörande för AI:s utveckling.
Datacenter belastar energinätet
I hjärtat av norra Virginia, en region som numera är känd som "data center alley", pressar den snabba tillväxten av generativ AI gränserna för elproduktion.
Lokala kraftleverantörer var till och med tvungna att stoppa anslutningarna till nya datacenter vid ett tillfälle 2022, eftersom efterfrågan helt enkelt var för hög. På grund av motstånd från lokalsamhället skrinlades förslag om att använda dieselgeneratorer vid strömavbrott.
Bloomberg rapporterar att i Kansas City-området krävde byggandet av ett datacenter och en batterifabrik för elfordon så mycket ström att planerna på att avveckla ett kolkraftverk sköts upp.
Ari Peskoe, från Electricity Law Initiative vid Harvard Law School, varnade för de potentiellt allvarliga konsekvenserna om elbolagen inte lyckas anpassa sig: "Nya belastningar försenas, fabriker kan inte komma igång, vår ekonomiska tillväxtpotential minskar", säger han.
"Det värsta scenariot är att elbolagen inte anpassar sig och behåller gammal fossil kapacitet online och att de inte utvecklas bortom det."
Rob Gramlich från Grid Strategies upprepade denna oro och framhöll för Bloomberg risken för strömavbrott om infrastrukturförbättringarna släpar efter.
Energisektorns utmaningar är inte begränsade till datacenter. Ny lagstiftning och incitament stimulerar byggandet av fabriker för halvledare, elbilar och batterier, vilket också bidrar till den kraftigt ökande efterfrågan på el.
Till exempel har Evergy, som betjänar Kansas City-området, senarelagt nedläggningen av ett kolkraftverk från 1960-talet för att klara efterfrågan från nya projekt, inklusive ett datacenter för Meta Platforms och en batterifabrik för elbilar från Panasonic.
Trots att många teknikföretag och tillverkare av ren teknik föredrar förnybar energi, säger verkligheten något annat. Det är svårt att föreställa sig hur denna energianvändning ska kunna kompenseras.
Situationen är inte unik för USA. Globalt sett har Kina, Indien, Storbritannien och EU alla utfärdat varningar för AI:s ökande elbehov.
Hur ska vi betala?
I takt med att AI-teknik blir allestädes närvarande krockar deras ekologiska fotavtryck med de globala ambitionerna om en framtid med noll nettoutsläpp. Även om man bortser från de högt ställda målen för att uppnå noll nettoutsläpp kan elnäten helt enkelt inte upprätthålla branschens nuvarande utveckling.
Kommer en "AI-vinter" när AI genomgår en lång process av att bli mer förfinad och effektiv innan den blir mer intelligent? Eller kommer genombrott och industrins löften att hålla utvecklingen flytande?
Bioinspirerad AI, är ett lovande område som syftar till att harmonisera naturliga systems effektivitet med datorbaserad intelligens. Jorden bebos av miljarder extremt avancerade organismer som "drivs" av naturliga källor som mat och solen - kan detta vara en plan för AI?
Svaret är ett försiktigt ja, och neuromorfiska AI-chip baserade på synaptiska funktioner blir alltmer gångbara. Taligenkänning med AI har till och med utförs med hjälp av biologiska celler formas till "organoider" - i princip "minihjärnor".
Andra metoder för att mildra AI-industrins resursförbrukning är en "AI-skatt".
En AI-skatt, som brukar framhållas som en metod för att mildra AI-relaterade jobbförluster, skulle kunna innebära att enheter som drar nytta av AI-framsteg bidrar till att mildra deras miljöpåverkan.
I slutändan är det svårt att förutse hur branschen kommer att hantera dessa krav och i vilken utsträckning människor kommer att behöva axla bördan.
