AI e Inquinamento: La Carbon Footprint Nascosta dell’Intelligenza Artificiale e le sue Implicazioni

Il dibattito sull’intelligenza artificiale (AI) si è arricchito di una nuova dimensione: l’impatto ambientale. Mentre l’AI continua a penetrare ogni aspetto della nostra vita, dall’assistenza sanitaria alla finanza, è fondamentale esaminare attentamente le conseguenze del suo sviluppo e del suo utilizzo, in particolare il suo consumo di energia. Questo problema è diventato un tema scottante nel 2025, spingendo esperti e policy maker a confrontarsi con la carbon footprint nascosta dell’AI.

Il consumo energetico dei Data Center: un gigante nascosto

L’AI non è fatta di magia, ma di calcoli complessi che richiedono una vasta infrastruttura. I data center, vere e proprie fabbriche di elaborazione dati, sono il cuore pulsante dell’AI. Questi centri consumano quantità enormi di energia per alimentare i server che eseguono gli algoritmi e i sistemi di raffreddamento che impediscono il surriscaldamento delle apparecchiature. A livello globale, il consumo di energia dei data center è in rapida crescita e si prevede che supererà i 1000 TWh nel 2026, rispetto ai 460 TWh del 2022. Questo aumento esponenziale è alimentato principalmente dall’uso sempre più diffuso dell’AI generativa, dei servizi di streaming e del cloud computing. La necessità di alimentare questi centri di calcolo solleva interrogativi cruciali sulla sostenibilità a lungo termine dell’AI.

L’impatto di questo consumo di energia si fa sentire anche in Italia. Tra il 2019 e il 2023, la richiesta di elettricità da parte dei servizi IT e dei centri di elaborazione dati ha subito un incremento del 50%, accompagnato da un aumento del 144% nei consumi elettrici diretti. Le zone maggiormente coinvolte sono state Lombardia, Lazio, Emilia-Romagna e Piemonte, che complessivamente assorbono l’85% dell’energia consumata. Questa concentrazione geografica crea uno squilibrio significativo che richiede una pianificazione più accurata e una distribuzione più equa delle risorse. L’aumento del consumo energetico dei data center in Italia solleva preoccupazioni sulla capacità della rete elettrica di far fronte alla crescente domanda, e sull’impatto ambientale complessivo di questa crescita.

Per comprendere meglio l’entità del problema, è utile esaminare i dati relativi al consumo energetico dei singoli modelli di AI. Ad esempio, ogni interazione con un modello di AI come Gemini consuma circa 0,24 Wh, mentre per modelli più complessi come GPT-4 il consumo medio sale a 0,43 Wh. Anche se questi valori possono sembrare piccoli, il numero enorme di interazioni che avvengono ogni giorno moltiplica l’impatto complessivo. La somma di tutte queste interazioni contribuisce in modo significativo all’impronta di carbonio dell’AI, rendendo essenziale trovare modi per ridurre il consumo energetico dei modelli di AI.

Oltre il Data Center: La filiera dell’IA

Il consumo di energia dei data center è solo una parte della storia. L’impatto ambientale dell’AI si estende oltre i confini fisici dei centri di elaborazione dati, coinvolgendo l’intera filiera tecnologica. L’addestramento dei modelli di AI, in particolare quelli complessi, richiede una potenza di calcolo enorme. Questo processo, spesso chiamato “apprendimento profondo”, richiede l’utilizzo di algoritmi complessi e grandi quantità di dati, il che si traduce in un consumo significativo di energia. Inoltre, la produzione di hardware per l’AI, come chip e server, richiede l’utilizzo di risorse naturali e processi industriali che generano inquinamento. L’impronta di carbonio dell’AI comprende quindi non solo il consumo di energia dei data center, ma anche l’impatto ambientale della produzione di hardware e dell’addestramento dei modelli.

Le emissioni indirette (Scope 3) delle grandi aziende tecnologiche, generate lungo la catena del valore, sono in crescita allarmante. Dal 2020 al 2023, le emissioni Scope 3 di Microsoft, Amazon e Meta sono aumentate del 150%. Questo aumento evidenzia la necessità di una maggiore trasparenza e responsabilità da parte delle aziende tecnologiche riguardo al loro impatto ambientale complessivo. Le aziende devono essere incentivate a ridurre le emissioni lungo tutta la loro catena del valore, dalla produzione di hardware all’utilizzo di energia rinnovabile nei data center.

Per mitigare l’impatto ambientale dell’IA, è fondamentale adottare un approccio olistico che consideri l’intera filiera tecnologica. Ciò significa investire in energie rinnovabili per alimentare i data center, ottimizzare gli algoritmi per ridurre il consumo di energia, utilizzare materiali riciclati nella produzione di hardware e promuovere pratiche di economia circolare. Inoltre, è essenziale sviluppare modelli di AI più efficienti che richiedano meno dati e meno potenza di calcolo per l’addestramento. Solo attraverso un impegno congiunto da parte di aziende, governi e ricercatori sarà possibile ridurre l’impatto ambientale dell’AI e garantire uno sviluppo sostenibile di questa tecnologia.

La questione del consumo idrico è un altro aspetto spesso sottovalutato. I data center impiegano ingenti volumi d’acqua, prevalentemente per la refrigerazione dei server, a causa dell’elevata potenza di calcolo richiesta dagli sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale. L’acqua viene utilizzata tanto immediatamente nei sistemi di raffreddamento, quanto in modo derivato per la realizzazione dell’energia necessaria all’operatività degli impianti. Si prevede che l’utilizzo globale di acqua destinata alla refrigerazione dei data center quadruplicherà, passando da 175 miliardi di litri nel 2023 a 664 miliardi di litri entro il 2030, una quantità equivalente al fabbisogno annuale di acqua potabile di una metropoli grande tre volte Milano. La scelta del sito geografico per l’ubicazione dei data center può incidere notevolmente sui livelli di consumo energetico e idrico. Centri dati collocati in aree più fresche e con abbondanza di risorse idriche necessitano di minori input rispetto a quelli situati in regioni aride o densamente urbanizzate.

Strategie per mitigare l’impatto ambientale

Fortunatamente, sono state sviluppate diverse strategie per mitigare l’impatto ambientale dell’AI. L’utilizzo di energie rinnovabili nei data center è una priorità assoluta. L’Italia, grazie alla sua posizione geografica favorevole e alla crescente disponibilità di energie rinnovabili, ha il potenziale per diventare un hub per una data economy mediterranea sostenibile. Investire in energia solare, eolica e idroelettrica può ridurre significativamente l’impronta di carbonio dei data center e contribuire a un futuro più verde.

Un’altra strategia promettente è l’ottimizzazione degli algoritmi e la creazione di modelli più efficienti. Ridurre la complessità dei modelli e migliorare l’efficienza energetica dei processi di addestramento può contribuire significativamente a diminuire il consumo complessivo. I ricercatori stanno lavorando allo sviluppo di nuovi algoritmi che richiedono meno dati e meno potenza di calcolo per l’addestramento, il che si tradurrà in un minore consumo di energia. Inoltre, l’utilizzo di tecniche di compressione dei modelli può ridurre la quantità di memoria necessaria per archiviare i modelli di AI, il che si tradurrà in un minore consumo di energia durante l’inferenza.

È essenziale promuovere la collaborazione tra operatori ICT, utility, costruttori e università. La creazione di partnership strategiche può accelerare l’innovazione e garantire la sostenibilità a lungo termine. L’obiettivo è la conversione dei data center in poli energetici dinamici, integrati nelle smart grid e basati su principi di economia circolare. Il recupero del calore dei data center per il teleriscaldamento è un esempio di come i data center possono essere trasformati in risorse energetiche preziose. Solo attraverso un impegno congiunto da parte di tutti gli attori coinvolti sarà possibile creare un ecosistema dell’AI sostenibile e responsabile.

Le aziende tecnologiche stanno elaborando nuove strategie di AI sostenibilità. Questi sono i principali filoni di intervento: il passaggio alle energie rinnovabili per alimentare i datacenter; lo sviluppo di sistemi di raffreddamento meno idrovori; l’ottimizzazione degli algoritmi per ridurre la quantità di calcoli necessaria; l’innovazione nei processi produttivi hardware per device AI più efficienti e l’adozione di standard di trasparenza e tracciabilità su consumi e emissioni.

Occorre un forte coinvolgimento delle politiche pubbliche, sia a livello nazionale che internazionale, per incentivare l’innovazione tecnologica sostenibile attraverso finanziamenti e sgravi fiscali, definire standard minimi obbligatori sui consumi energetici e idrici e monitorare le emissioni di CO2 attraverso parametri chiari e condivisi. Solo attraverso una sinergia tra pubblico e privato sarà possibile contenere la crescita incontrollata dell’AI emissioni CO2 e gestire in tempo utile i rischi per la sostenibilità globale.

Verso un futuro sostenibile: la responsabilità condivisa

L’intelligenza artificiale offre opportunità straordinarie, ma è fondamentale affrontare il suo impatto ambientale in modo responsabile e proattivo. Quantificare l’impronta di carbonio dell’AI, investire in energie rinnovabili, ottimizzare gli algoritmi, promuovere la collaborazione e definire politiche pubbliche adeguate sono passi essenziali per garantire un futuro sostenibile. La creazione di un futuro in cui l’AI e l’ambiente coesistano in armonia richiede un impegno congiunto da parte di tutti. È imperativo adottare misure concrete per ridurre l’impatto ambientale dell’AI e garantire che questa tecnologia sia utilizzata in modo responsabile e sostenibile. La sfida è ambiziosa, ma necessaria per un futuro in cui tecnologia e sostenibilità possano coesistere in armonia.

La consapevolezza dell’impatto ambientale dell’IA è il primo passo verso un futuro più sostenibile. Comprendere come l’IA consuma energia, quali sono le emissioni associate alla sua produzione e al suo utilizzo, e quali sono le strategie per mitigare questo impatto è fondamentale per prendere decisioni informate e responsabili. Le aziende tecnologiche, i governi e i singoli individui hanno un ruolo da svolgere nella creazione di un ecosistema dell’AI sostenibile e responsabile. Solo attraverso un impegno congiunto sarà possibile sfruttare il potenziale dell’AI senza compromettere l’ambiente e le risorse del nostro pianeta.

Un’ulteriore considerazione riguarda la necessità di sviluppare metriche standardizzate per misurare l’impatto ambientale dell’IA. Attualmente, non esiste un metodo uniforme per quantificare l’impronta di carbonio dell’AI, il che rende difficile confrontare l’impatto ambientale di diversi modelli e applicazioni di AI. La creazione di metriche standardizzate consentirebbe di monitorare i progressi nella riduzione dell’impatto ambientale dell’AI e di incentivare lo sviluppo di tecnologie più sostenibili. La trasparenza e la responsabilità sono essenziali per garantire che l’IA sia utilizzata in modo responsabile e sostenibile.

Un elemento da non sottovalutare è la necessità di formare una nuova generazione di esperti in AI che siano consapevoli dell’impatto ambientale della loro tecnologia. L’integrazione di corsi di sostenibilità ambientale nei programmi di studio di AI può contribuire a creare una cultura dell’innovazione responsabile. Questi esperti saranno in grado di sviluppare modelli di AI più efficienti, di progettare data center più sostenibili e di promuovere pratiche di economia circolare. L’educazione e la consapevolezza sono fondamentali per garantire che l’AI sia utilizzata in modo responsabile e sostenibile.

È tempo di agire. L’IA ha il potenziale per trasformare il mondo in meglio, ma solo se affrontiamo il suo impatto ambientale in modo responsabile e proattivo. Investire in energie rinnovabili, ottimizzare gli algoritmi, promuovere la collaborazione, definire politiche pubbliche adeguate e formare una nuova generazione di esperti in AI sono passi essenziali per garantire un futuro sostenibile. Non possiamo permetterci di ignorare l’impatto ambientale dell’IA. Il futuro del nostro pianeta dipende dalla nostra capacità di agire ora.

Dal punto di vista dell’AI, una nozione base applicabile al tema di questo articolo è il machine learning, ovvero la capacità di un sistema di apprendere dai dati senza essere esplicitamente programmato. Applicando il machine learning, si possono ottimizzare i consumi energetici dei data center prevedendo i picchi di utilizzo e regolando di conseguenza l’allocazione delle risorse. Una nozione avanzata è invece l’uso di reti neurali generative per simulare e ottimizzare il design di nuovi data center, minimizzando l’impatto ambientale fin dalla fase di progettazione. È essenziale riflettere sul fatto che ogni innovazione tecnologica porta con sé delle responsabilità. L’IA, con il suo enorme potenziale, ci offre l’opportunità di creare un futuro migliore, ma solo se siamo disposti a considerare attentamente le conseguenze delle nostre azioni e a fare scelte consapevoli.