La rivoluzione dell’intelligenza artificiale ha un problema: l’energia

L’intelligenza artificiale consuma enormi quantità di elettricità. La sua diffusione sempre più capillare richiederà, quindi, un aumento significativo della produzione di energia elettrica

In un articolo pubblicato il 10 Aprile 2024 nel sito Oil Price.com da Irina Slav, si legge che l’intelligenza artificiale (Artificial Intelligence, AI) richiederà un aumento significativo della produzione di energia elettrica. L’intelligenza artificiale è molto utile per aiutare l’industria ad aumentare la produzione e l’efficienza. Così per questo i siti che offrono i servizi dell’AI si stanno moltiplicando. Si prevede, in particolare, che possa aiutare la transizione energetica; ma d’altro canto – dice l’autrice di questo articolo – c’è un problema: l’intelligenza artificiale consuma enormi quantità di elettricità.

Un articolo del New Yorker, scritto da Elizabeth Kolbert il mese scorso, diceva che il consumo di elettricità di ChatGPT (una piattaforma molto diffusa per l’utilizzo dell’Intelligenza Artificiale) – per gestire i duecento milioni di richieste che riceve ogni giorno – è di circa mezzo milione di chilowattora. Al giorno. Il titolo dell’articolo è: “L’indecente richiesta di energia da parte di AI”, con sottotitolo: “Come può il mondo raggiungere zero emissioni se continuiamo a inventare nuovi modi per consumare energia?”. Per avere un’idea del significato di questi numeri, possiamo considerare che una lavatrice di buona classe energetica consuma circa 0,6 Kilowattora per un lavaggio a 40°C. Quindi ChatGPT consuma ogni giorno circa quanto 800mila lavaggi a 40°, e una richiesta a ChatGPT corrisponde grosso modo a 4 lavaggi in lavatrice. Va notato che ChatGPT è solo uno dei programmi di intelligenza artificiale, e per ora non è neppure diffuso in tutto il mondo.

Perché l’intelligenza artificiale consuma tanta energia?

Questo consumo di energia è causato dall’enorme quantità di informazioni che l’AI usa per eseguire i compiti che le vengono richiesti e per immagazzinare nei data center l’enorme quantità di dati su cui si basa. Il problema è già stato discusso in un libro di Guillaume Pitron “Inferno digitale. Perché internet, smartphone e social network stanno distruggendo il nostro pianeta”, uscito nel 2022 nella traduzione italiana.

Più informazioni vengono raccolte, più efficaci diventano questi programmi, ma per aumentare e immagazzinare le informazioni serve moltissima energia. Per esempio, è stato calcolato che se un motore di ricerca come Google decidesse di utilizzare l’intelligenza artificiale generativa (un esempio è proprio Chat GPT), il suo consumo arriverebbe subito a 29 TWh per anno, mentre attualmente possiamo dire che Google e tutti i suoi servizi, tra cui Maps, YouTube e Drive, contribuiscono a un consumo complessivo di energia che ammonta a circa 5,7 TWh all’anno. In effetti, Google all’inizio di aprile ha iniziato a testare in Inghilterra un motore di ricerca che cambia completamente il modo di selezionare i dati, basandolo non più sulle parole chiave, ma su algoritmi più complessi come ChatGPT. Nel frattempo, uno scienziato olandese, Alex De Vries, ha calcolato che il consumo annuale di elettricità dell’intelligenza artificiale potrebbe essere stimato tra 85 e 134 Terawatt/ora, più o meno pari al consumo di un Paese come l’Olanda. E questo naturalmente sarebbe solo l’inizio.

Impatto del consumo di energia dell’intelligenza artificiale

Il consumo di energia elettrica nel mondo cresce, anche se per affrontare in modo adeguato i problemi ambientali dovrebbe diminuire. L’energia elettrica è circa il 20% dell’energia che consumiamo e non esiste in natura. Dobbiamo “fabbricarla”, utilizzando  diverse fonti, come si vede nel grafico qui di seguito.

Il grafico mostra che il consumo di elettricità nel mondo dal 1985 è triplicato ed evidenzia con i diversi colori come è stata ottenuta (i dati relativi al 2023 saranno disponibili tra pochi mesi).

Il contributo di solare ed eolico, che cominciano a essere visibili a partire dal secondo millennio, sta crescendo, ma meno di quanto aumenta la produzione derivante dalle fonti tradizionali, che sono soprattutto gas, carbone, idroelettrico e – dalla metà del secolo scorso – nucleare. Da notare che l’uso del petrolio per la produzione di energia elettrica è minoritario e tende comunque a diminuire. Il petrolio, però, ha altri usi e anche il suo consumo nel mondo aumenta. Le centrali idroelettriche sono per ora la maggiore fonte di energia rinnovabile e il nucleare attualmente in molte parti del mondo viene preso in considerazione almeno come fonte transitoria, perché non emette CO₂.

Poichè il nucleare ha diversi problemi e anche per l’idroelettrico non sembra si possa aumentare molto la potenza installata, si pensa che, almeno per ora, si è piuttosto lontani dalla possibilità di escludere in breve tempo i combustibili fossili dalla produzione di elettricità. Per la transizione energetica sono necessarie molte risorse – tra cui energia e materie prime – non sempre rinnovabili. La vera alternativa è tra l’aumento dei consumi, che è correlato all’aumento del benessere, soprattutto nei Paesi più poveri e la sua diminuzione, necessaria per diminuire le emissioni.

L’uso dell’intelligenza artificiale si aggiunge a questa situazione di aumento della richiesta di energia. Un recente rapporto pubblicato negli Stati Uniti prevede che ci sarà una forte crescita della domanda di energia elettrica a causa di:

• legislazione che favorirà la produzione industriale nazionale
• crescita dei data center per sostenere l’uso dell’intelligenza artificiale
• elettrificazione dei trasporti e degli edifici
• investimenti negli impianti per la produzione di idrogeno
• aumento degli eventi meteorologici eccezionali che potrebbero far aumentare i picchi di richiesta di elettricità a livello locale.

Sarà anche necessario potenziare la rete di distribuzione, il che comporta molto lavoro e investimenti molto elevati. Negli Stati Uniti dal 2020 in poi sembra ricomparire la tendenza all’aumento di richiesta di energia elettrica, dopo diversi anni a consumo più o meno costante o addirittura in lieve diminuzione. Questo aumento è ancora poco significativo, ma potrebbe essere correlato ai fattori elencati sopra, tra cui l’AI.

Il grafico che segue riporta il consumo pro-capite per alcuni Paesi del mondo, scelti tra le possibilità offerte dal sito OurWorldinData. In Cina e anche in India l’aumento è costante e può essere dovuto al fatto che Cina e India stanno aumentando l’attività manifatturiera, per prodotti destinati a tutto il mondo. Ma anche perché il benessere dei loro cittadini e il consumo interno sono in crescita.

Il consumo di energia elettrica per persona in Cina nel 2022 è circa la metà di quello degli abitanti degli Stati Uniti, e recentemente ha superato quello degli italiani e degli inglesi. Per l’India, nonostante la tendenza verso la crescita sia piuttosto chiara, il consumo pro-capite è ancora molto inferiore.

In conclusione, ecco alcuni elementi per capire che ci sono due tendenze in un certo senso opposte: da una parte, il consumo di energia dovrebbe diminuire per contrastare l’inquinamento e l’innalzamento della temperatura. Dall’altra, le nuove tecnologie provocano una maggiore richiesta di elettricità. Se si vuole che tutti gli abitanti della Terra arrivino a consumare la stessa quantità di energia elettrica degli americani, c’è ancora molta strada da fare. Ma forse anche arrivare – tutti – al livello di consumo degli europei è una utopia irraggiungibile.