作者：歐敏銓
面對這場人工智慧爆起浪潮，全球正面臨一個關鍵提問：我們能否以可永續的方式為AI提供動力？
人工智慧（AI）正以前所未有的速度滲透進我們生活的各個角落，從醫療、金融到藝術創作。然在讚嘆AI帶來的變革時，另一個越來越無法忽視的現實也浮上檯面：AI對能源的渴望正如失控野獸般擴張，不僅推升電力需求，還引發水資源消耗、電子廢棄物暴增與溫室氣體排放等環境問題。以下將介紹TechForge資深編輯Ryan Daws的本篇評論剖析重點：
AI電力需求瘋狂暴增
根據2024年數據，全球電力需求激增4.3%，其中AI、電動車及工業復甦被視為三大推手。事實上，早在2022年，數據中心、AI與加密貨幣挖礦便已占全球總用電量近2%，達460太瓦時（TWh）；到了2024年，僅數據中心的電力消耗已達415 TWh，占全球1.5%，且每年增幅高達12%。
雖然AI在其中的直接比例目前僅為20 TWh（全球能源使用的0.02%），但未來數年內將大幅上升。預估到2025年底，AI數據中心將額外消耗10 GW電力，相當於整個猶他州的總發電容量。到2027年，該數字將飆升至68 GW，幾乎與2022年加州的總供電能力持平。
展望2030年，數據中心的全球用電量可能翻倍至945 TWh，等同全球總電量的近3%；石油輸出國組織（OPEC）甚至預測將飆升至1,500 TWh。而高盛則預估，2030年前資料中心的電力需求將比2023年增長165%，其中專為AI設計的中心將暴增四倍。
更令人震驚的是，有觀點指出，若將AI從訓練到使用整個過程的能源消耗納入考量，2030年時數據中心可能佔據全球高達21%的能源使用量。
AI的能源消耗主要來自兩個階段：模型訓練與模型推論應用。以GPT-3為例，訓練所需電力達1,287 MWh；GPT-4預估更是前者的50倍。而在AI模型實際推論應用階段，如ChatGPT這類工具的每次提問，約消耗2.9瓦時（Wh）電力，是Google搜尋的十倍。
未來隨著生成式AI普及，愈來愈多企業將投入建設高耗能的資料中心，進一步加劇能源壓力。
如何解套：再生能源與重啟核能？
要支撐AI龐大的能源需求，唯有加速能源轉型。根據預測，美國2024年再生能源占比為23%，將於2026年升至27%。科技巨頭也積極布局，如微軟承諾在2026至2030年間為數據中心採購10.5 GW再生電力。
然而，再生能源有其限制。太陽與風力不穩定，難以提供資料中心所需的全天候穩定供電；而電池儲能尚貴、占地大，加上電網擴建緩慢，也成為發展瓶頸。
因此，核能再次進入討論核心。特別是小型模組化反應爐（SMR），具備靈活、安全、低碳等特性，受到微軟、亞馬遜、Google等科技大廠關注。AWS負責人馬特·加爾曼（Matt Garman）即指出，核能是資料中心「零碳、24小時穩定供電」的理想解方。
不過，核電廠建設時間長、成本高，還須克服複雜的法規與民眾疑慮。此外，AI技術發展迅猛，而核電建設周期常達十年以上，難以即時解決燃眉之急，也恐使短期內依賴化石燃料的情形更加嚴重。
耗能之外的生態危機
AI的環境影響遠不止電力消耗。冷卻數據中心需大量水資源，每使用1千瓦時電力，平均需約1.7公升水冷卻。2022年Google資料中心耗水達50億加侖，比前一年成長20%。未來AI設施總用水量可能達到丹麥全國的六倍。
同時，AI加速電子廢棄物（e-waste）激增。專用晶片如GPU、TPU更新頻繁，導致硬體汰換速度加快。預估至2030年，AI資料中心每年所產生的電子廢棄物將達500萬噸。
此外，AI晶片製造過程耗費驚人資源。製造一顆晶片需1,400公升水與3,000 kWh電力，也涉及大量礦產開採，如鋰與鈷，對生態造成破壞。
碳排放同樣令人擔憂。一個大型AI模型的訓練，其碳足跡可比數百戶美國家庭一整年的排放量。微軟2020至2023年間碳排放增加約40%，Google則在五年間成長近50%，AI資料中心成為主因。
如何突圍？
面對龐大能源壓力與環境風險，解方並非束手無策。研究人員正積極研發更節能的AI演算法，如模型修剪（pruning）、量化（quantisation）與知識蒸餾（distillation），讓AI變得更小、更快、更省電。
資料中心也可導入「功率上限」與「動態資源分配」技術，依據即時電網狀況調度資源，並優先使用綠電。同時，在地設備運算（on-device AI）正成為趨勢，將AI處理從雲端移至手機等終端裝置，可大幅減少資料傳輸與能源使用。
在政策層面，全球需建立統一標準來衡量AI能源與環境影響，推動硬體延壽、可回收設計與能源配額交易制度，讓企業在減碳上有經濟誘因。近來阿聯酋與美國合作興建全球第二大AI園區，也凸顯環境永續性須與AI發展並重。
結語
AI帶來的智慧未來令人振奮，卻也對地球構成前所未有的壓力。若任其發展，我們可能正走向一個高耗能、高排碳、高浪費的AI時代。
但若能正視問題，推動技術創新、能源轉型與制度規範三管齊下，我們仍有機會在享受AI便利的同時，守護地球生態。畢竟，這場AI競賽，不該只是智慧的較量，更該是一場永續的革命。
（編輯協作：ChatGPT）
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