AI熱潮背后是昂貴的地球資源賬單
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向聊天機(jī)器人提問、生成圖片,甚至制作視頻時(shí),人們很少會(huì)意識(shí)到,這些看似發(fā)生在數(shù)字世界里的活動(dòng),正在現(xiàn)實(shí)世界中消耗大量電力、水資源和土地。
聯(lián)合國大學(xué)水、環(huán)境與健康研究所6月3日發(fā)布了題為《AI能耗的環(huán)境成本:碳、水和土地足跡》的報(bào)告。該報(bào)告預(yù)計(jì)到2030年,為全球人工智能(AI)提供支持的數(shù)據(jù)中心,每年將消耗945太瓦時(shí)的電力,相關(guān)用水量將相當(dāng)于13億人一年的基本生活用水需求,而土地占用面積將超過14500平方公里。
AI的環(huán)境代價(jià)不止碳排放
研究發(fā)現(xiàn),支撐AI運(yùn)行的每1千瓦時(shí)電力,都同時(shí)對應(yīng)3種環(huán)境足跡,即來自能源生產(chǎn)過程的碳足跡、來自發(fā)電和冷卻過程的水足跡,以及能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和資源開采帶來的土地足跡。
更重要的是,這3種環(huán)境足跡并不總是同步變化。某些看似更環(huán)保的能源方案,可能會(huì)在其他方面帶來更大的資源壓力。例如,從煤炭轉(zhuǎn)向生物能源發(fā)電,平均可使碳足跡降低約72%,但其水足跡可能增加30倍以上,土地足跡甚至增加100倍。
報(bào)告第一作者米麗婭姆·阿策爾表示,最讓研究人員意外的是,那些從碳排放角度看最“綠色”的選擇,往往會(huì)給水資源或土地利用帶來更大負(fù)擔(dān)?!暗吞肌辈⒉蛔詣?dòng)意味著“低耗水”或“低占地”。
研究人員指出,如果只用單一指標(biāo)衡量AI的可持續(xù)性,就可能掩蓋不同環(huán)境目標(biāo)之間的權(quán)衡關(guān)系,甚至將環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移到本就面臨缺水或土地緊張問題的地區(qū)。因此,未來評估AI環(huán)境影響時(shí),需要同時(shí)關(guān)注碳足跡、水足跡和土地足跡,而不僅僅是碳排放。
訓(xùn)練AI僅僅是耗能的開始
提起AI能耗,人們首先想到的往往是訓(xùn)練大型模型所需的龐大算力。報(bào)告顯示,訓(xùn)練GPT-5預(yù)計(jì)需要約100吉瓦時(shí)電力,相當(dāng)于撒哈拉以南非洲約77萬人一年的居民用電量,相關(guān)用水量約為10億升,土地占用量約為1.5平方公里,相當(dāng)于215個(gè)足球場大小。
然而,研究人員指出,訓(xùn)練只是AI生命周期中的一部分。隨著模型投入應(yīng)用,真正持續(xù)消耗資源的是推理過程,也就是模型不斷響應(yīng)用戶請求、生成內(nèi)容的過程。報(bào)告估計(jì),推理環(huán)節(jié)占AI總能耗的80%至90%。
以ChatGPT為例,目前每天處理約25億條用戶提示請求。按照每次文本請求約0.42瓦時(shí)電力保守估計(jì),其年耗電量約為383吉瓦時(shí)。由此產(chǎn)生的年度用水量相當(dāng)于撒哈拉以南非洲約50萬人的年度最低家庭用水需求,而占地面積則超過800個(gè)足球場。
如果將AI嵌入更大規(guī)模的平臺(tái),資源消耗還會(huì)進(jìn)一步增加。谷歌一次傳統(tǒng)搜索耗電約0.3瓦時(shí),而一次結(jié)合生成式AI的搜索最高可達(dá)3瓦時(shí)。
視頻生成正成為AI領(lǐng)域新的資源消耗熱點(diǎn)。一段高分辨率AI視頻片段可能需要消耗超過415瓦時(shí)電力,能耗超過數(shù)百張AI圖像的生成總和。研究人員警告,隨著AI視頻逐步融入主流互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),其資源需求可能迅速擴(kuò)大,并演變?yōu)榛A(chǔ)設(shè)施層面的環(huán)境問題。
更值得關(guān)注的是,效率提升并不一定意味著資源消耗下降。聯(lián)合國大學(xué)水、環(huán)境與健康研究所所長卡韋赫·馬達(dá)尼表示,很多人認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步會(huì)降低AI的環(huán)境足跡,但更高效、更經(jīng)濟(jì)的AI和能源,往往意味著帶來更多AI消費(fèi),從而使整體生態(tài)足跡遠(yuǎn)大于通過提升效率節(jié)省下來的生態(tài)足跡。這種現(xiàn)象被稱為“反彈效應(yīng)”或“杰文斯悖論”。
誰在享受AI紅利,誰來承擔(dān)環(huán)境代價(jià)?
報(bào)告顯示,目前全球僅有32個(gè)國家擁有專門的AI數(shù)據(jù)中心,而全球150多個(gè)國家?guī)缀鯖]有自主AI計(jì)算能力。
與此同時(shí),支撐AI運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施卻在一些地區(qū)帶來了明顯的資源壓力。
在愛爾蘭,2023年數(shù)據(jù)中心耗電量占全國計(jì)量用電量的21%,超過了該國所有城市家庭用電量的總和;在墨西哥克雷塔羅州,數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張正在加劇當(dāng)?shù)厮Y源壓力;而在烏拉圭,2023年,一項(xiàng)耗水量巨大的數(shù)據(jù)中心建設(shè)計(jì)劃發(fā)布時(shí),正值嚴(yán)重干旱期間,首都蒙得維的亞的淡水儲(chǔ)備一度接近枯竭,自來水甚至短暫失去飲用安全標(biāo)準(zhǔn)。
報(bào)告共同作者米爾·馬廷指出,一些承受數(shù)據(jù)中心資源壓力的地區(qū),并不一定是使用這些AI服務(wù)的人群。
研究人員同時(shí)警告,到2030年,AI基礎(chǔ)設(shè)施每年可能產(chǎn)生多達(dá)250萬噸電子廢棄物,相當(dāng)于每年丟棄約250座埃菲爾鐵塔。
聯(lián)合國大學(xué)校長兼聯(lián)合國副秘書長馬瓦拉強(qiáng)調(diào),這份報(bào)告并非反對AI,AI正推動(dòng)一場影響深遠(yuǎn)的技術(shù)變革,并持續(xù)改善全球數(shù)十億人的生活。但是,能否公平實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),已經(jīng)成為治理問題,而不僅僅是技術(shù)問題。
因此,報(bào)告呼吁建立基于透明度、設(shè)計(jì)效率、公平與環(huán)境正義、生命周期責(zé)任、全球合作以及可持續(xù)利用原則的AI治理框架。
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