L’IA sta davvero salvando il pianeta o lo sta distruggendo?

L’impatto ambientale dell’intelligenza artificiale (IA) sta emergendo come una questione critica nel dibattito globale sulla sostenibilità. L’incremento esponenziale delle capacità computazionali richieste per l’addestramento e l’implementazione di modelli di IA avanzati sta esercitando una pressione senza precedenti sulle infrastrutture energetiche globali, con conseguenze significative in termini di emissioni di gas serra.

L’impennata delle emissioni legate alla produzione di chip per l’IA

Un aspetto spesso trascurato, ma di fondamentale importanza, è l’impatto ambientale della produzione di semiconduttori specificamente progettati per l’IA. Secondo recenti studi, le emissioni globali legate a questo settore sono aumentate vertiginosamente, passando da 99.200 tonnellate di CO2 equivalente nel 2023 a ben 453.600 tonnellate nel 2024, con un incremento del 457% in un solo anno. Questo aumento è attribuibile principalmente alla forte dipendenza dalle fonti fossili nei processi produttivi dei principali produttori di chip, situati prevalentemente in Asia orientale. Aziende come TSMC (Taiwan), SK hynix e Samsung (Corea del Sud) dominano il mercato dei chip avanzati utilizzati per alimentare sistemi di IA come Nvidia A100, H100, B200 e AMD MI300X. La costruzione di questi elementi essenziali implica un elevato consumo di energia, derivante sovente da combustibili come carbone, gas naturale e petrolio, in particolare nelle aree geografiche dove queste società hanno i loro stabilimenti.

Il consumo energetico dei data center e la corsa all’efficienza

Parallelamente all’aumento delle emissioni legate alla produzione di chip, l’espansione dei data center, veri e propri “cervelli” dell’IA, sta generando una crescente domanda di energia. Nel 2024, la spesa globale per i data center ha sfiorato i 330 miliardi di dollari, con un aumento del 39% rispetto all’anno precedente. Si prevede che nel 2025 raggiungerà i 406 miliardi di dollari, con una crescita particolarmente sostenuta degli investimenti in server ottimizzati per l’IA. Secondo le stime di IDC, la capacità dei data center destinata ai carichi di lavoro dell’IA aumenterà in media del 41% annuo, con impatti significativi sulla riorganizzazione della rete fisica. Non si tratta unicamente di accrescere la potenza dei siti esistenti, ma di riconsiderare la distribuzione geografica dell’elaborazione dati, bilanciando accuratamente fattori quali distanza, velocità, tempi di risposta, pericoli e normative in vigore. La sostenibilità energetica e ambientale dei data center è diventata una priorità assoluta. L’elettricità rappresenta già oggi la voce di spesa più rilevante e una delle principali fonti di pressione operativa, raggiungendo picchi del 60% dei costi operativi per i fornitori di servizi digitali e del 46% per i data center enterprise. Entro il 2028, il consumo globale di elettricità dei data center supererà gli 850 terawattora, con una crescita media annua del 19,5% dal 2023.

Il ruolo dell’IA nella trasformazione del settore energetico

Nonostante le sfide, l’IA ha il potenziale per trasformare il settore energetico, aprendo nuove opportunità per ridurre i costi, migliorare la competitività e diminuire le emissioni. Un recente rapporto dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE) evidenzia come l’aumento della domanda di energia elettrica dai data center possa sbloccare al contempo opportunità significative per un futuro più sostenibile. L’AIE prevede che la domanda di energia elettrica dai data center raddoppierà nei prossimi cinque anni, raggiungendo circa 945 terawattora (TWh), una quota leggermente superiore all’intero consumo di elettricità del Giappone. Per soddisfare questa crescente domanda, sarà fondamentale ricorrere alle energie rinnovabili e al gas, investendo in nuove infrastrutture e migliorando l’efficienza e la flessibilità dei data center. L’IA può anche svolgere un ruolo chiave nella scoperta scientifica, accelerando l’innovazione nelle tecnologie energetiche come le batterie e il solare fotovoltaico.

Verso un futuro sostenibile: sfide e opportunità

L’intersezione tra intelligenza artificiale e sostenibilità energetica rappresenta una delle sfide più complesse e urgenti del nostro tempo. Da un lato, l’IA offre strumenti potenti per ottimizzare i consumi energetici, migliorare l’efficienza delle reti elettriche e accelerare la transizione verso fonti rinnovabili. Dall’altro, la crescente domanda di energia da parte dei data center e la dipendenza dalle fonti fossili nella produzione di chip rischiano di vanificare i progressi compiuti nella lotta contro il cambiamento climatico. Per affrontare questa sfida, è necessario un approccio olistico che coinvolga governi, aziende tecnologiche, industria energetica e comunità scientifica. È fondamentale investire in ricerca e sviluppo per ridurre l’impatto ambientale della produzione di chip, promuovere l’efficienza energetica dei data center e accelerare la transizione verso fonti rinnovabili. Solo così potremo sfruttare appieno il potenziale dell’IA per costruire un futuro più sostenibile per tutti.

*

Amici lettori, riflettiamo un attimo su un concetto fondamentale dell’intelligenza artificiale: il machine learning. Immaginate che l’IA sia come un bambino che impara a camminare. All’inizio, fa molti errori, cade spesso, ma con ogni tentativo, con ogni passo, impara qualcosa di nuovo. Allo stesso modo, i modelli di IA imparano dai dati, migliorando costantemente le loro prestazioni. Questo processo di apprendimento richiede una grande quantità di energia, proprio come un bambino ha bisogno di cibo per crescere.

Ora, pensiamo a un concetto più avanzato: le reti neurali convoluzionali (CNN). Queste reti sono particolarmente efficaci nell’elaborazione di immagini e video. Immaginate di voler insegnare a un’IA a riconoscere un pannello solare. Utilizzando una CNN, l’IA può analizzare migliaia di immagini di pannelli solari, imparando a identificare le caratteristiche distintive, come la forma, il colore e la texture. Questo permette all’IA di riconoscere i pannelli solari anche in condizioni difficili, come in presenza di nuvole o di ombre.

La sfida che ci troviamo ad affrontare è quella di rendere l’IA più “efficiente”, in modo che possa imparare e svolgere compiti complessi con un consumo energetico inferiore. Questo richiederà nuove architetture hardware e algoritmi più intelligenti. Ma se riusciremo a superare questa sfida, l’IA potrà diventare un alleato prezioso nella lotta contro il cambiamento climatico, aiutandoci a costruire un futuro più sostenibile per tutti.
La realizzazione di questi componenti necessita un’ingente quantità di energia, derivante spesso da combustibili fossili quali carbone, gas naturale e greggio, soprattutto nelle aree geografiche in cui tali aziende svolgono le proprie attività.
Non si tratta solamente di incrementare le capacità dei punti di connessione esistenti, ma di ripensare completamente l’architettura dell’elaborazione, ricercando un compromesso tra distanza fisica, velocità di trasmissione, tempi di latenza, rischi potenziali e quadri normativi.
* Si prevede che entro il 2028, il consumo di corrente elettrica a livello globale da parte dei centri elaborazione dati oltrepasserà la soglia di 850 TWh, manifestando una crescita media annua del 19,5% a partire dal 2023.