Скільки енергії споживає ШІ та чому це важливо для України

Штучний інтелект зробив неймовірний стрибок у розвитку, але за цим прогресом ховається менш очевидна, але критично важлива реальність: колосальне споживання енергії. Як показують останні дослідження, індустрія ШІ швидко перетворюється на одного з найбільших споживачів електроенергії у світі, що створює серйозні виклики для енергетичних систем, включаючи українську.

Енергетичний апетит ШІ: масштаби проблеми

За даними Міжнародного енергетичного агентства, у 2024 році на центри обробки даних, які обслуговують ШІ та інші цифрові послуги, припадало близько 1,5% світового споживання електроенергії — це 415 ТВт·год. Однак прогнози МЕА свідчать, що споживання цим сектором зросте вдвічі до 2030 року, що еквівалентно нинішньому споживанню електроенергії всією Японією. До 2035 року очікується вже трикратне збільшення попиту відносно 2024 року.

Як зазначають експерти, попит на електроенергію з боку дата-центрів зростає приблизно в чотири рази швидше, ніж загальне зростання попиту на електроенергію у світі. Аналіз McKinsey показує, що глобальний попит на потужності дата-центрів може більш ніж потроїтися до 2030 року.

Скільки споживають конкретні ШІ-сервіси?

Різні ШІ-модели мають різний рівень енергоспоживання. Найпростіші запити до чат-ботів відносно економічні, але складні ШІ-агенти споживають значно більше:

• Google Gemini: один середній запит споживає приблизно 0,24 Вт·год електроенергії — еквівалент роботи 100-ватного телевізора протягом 9 секунд
• ChatGPT: середня відповідь GPT-5 (на 1000 токенів) становить близько 18 Вт·год, а в пікових випадках — до 40 Вт·год
• ШІ-агенти: нові дослідження KAIST показали, що ШІ-агенти (системи, здатні самостійно міркувати та виконувати складні завдання) можуть споживати до 136,5 рази більше енергії на один запит, ніж звичайні генеративні ШІ

Загальне споживання ChatGPT вражає: при обробці близько 200 мільйонів запитів на день він використовує понад пів мільйона кіловат-годин електроенергії щодня. Це у 17 000 разів більше, ніж споживає середнє домогосподарство США за добу.

Чому ШІ споживає так багато енергії?

Енергетичні витрати ШІ розподіляються між двома основними процесами: тренуванням (створенням все більших і розумніших моделей) та інференсом (обробкою мільярдів щоденних запитів користувачів). Хоча на тренування витрачаються величезні одноразові обсяги електроенергії, щоденний інференс становить нескінченний марафон споживання.

Особливо енергоємними є сучасні ШІ-агенти, які можуть самостійно планувати дії, використовувати зовнішні інструменти (вебпошук, середовища виконання коду) та вирішувати складні багатокрокові завдання. Кожен такий крок вимагає додаткових звернень до великих мовних моделей, що значно збільшує енергоспоживання.

Географія енергоспоживання ШІ

Світове зростання попиту на електроенергію з боку систем хмарних обчислень непропорційне територіально. Станом на 2024 рік 45% такого споживання припадало на США, 25% — на Китай і 15% — на Європу.

Окремі країни вже відчувають серйозний тиск на енергосистеми через ШІ:

• Сингапур: дата-центри споживають 19% від загального обсягу енергії
• Литва: 11% споживання припадає на центри обробки даних
• США: 6% загального споживання енергії
• Велика Британія: 5,9%

Це суттєво вище середнього світового рівня, який становить лише 2%.

Наслідки для енергетичної інфраструктури

За оцінками експертів, лише США потребуватимуть понад 2 трильйони доларів на модернізацію своєї енергетичної інфраструктури, щоб впоратися з цим навантаженням. Проблема полягає в тому, що будівництво великих ліній електропередач займає в 3–7 разів більше часу, ніж побудова нових дата-центрів.

За прогнозами Goldman Sachs, енергоспоживання дата-центрів, призначених спеціально для завдань AI/ML, зросте з 7,7 ГВт до 22,7 ГВт до 2027 року — втричі більше за поточні показники.

Чому це важливо для України?

Для України, яка відновлює свою енергетичну систему після воєнних руйнувань, розуміння енергетичних потреб ШІ має стратегічне значення:

1. Планування енергетичної інфраструктури: при розробці нових енергетичних потужностей необхідно враховувати майбутній попит з боку цифрової економіки
2. Залучення інвестицій: Україна може стати привабливою для розміщення енергоефективних дата-центрів, особливо з урахуванням потенціалу відновлюваної енергетики
3. Розвиток власних ШІ-рішень: розробка енергоефективних алгоритмів може стати конкурентною перевагою українських IT-компаній
4. Енергетична безпека: розуміння тенденцій допоможе краще планувати баланс енергосистеми та уникнути дефіциту

Експерти вказують, що вже зараз необхідно розробляти стандарти енергоефективності для ШІ-систем та заохочувати розробку оптимізованих алгоритмів, які виконують складні завдання з мінімальним енергоспоживанням.

Часті запитання

Чи справді ШІ споживає більше енергії, ніж майнінг криптовалют? Так, за даними дослідження Алекса де Вріса-Гао, глобальний запит ШІ на електроенергію може досягати 23 ГВт, що більше, ніж обсяг електроенергії, який використав майнінг біткоїна за весь 2024 рік.

Чи можуть ШІ-агенти споживати менше енергії? Дослідження показують, що існують значні резерви для оптимізації. Наприклад, GPU в ШІ-агентів простоюють до 54,5% часу через очікування завершення операцій зовнішніх інструментів. Оптимізація цих процесів могла б значно зменшити енергоспоживання.

Як зменшити енергоспоживання ШІ? Експерти рекомендують розвивати більш енергоефективні алгоритми, використовувати спеціалізоване обладнання з кращим співвідношенням продуктивності до енергоспоживання, а також розміщувати дата-центри в регіонах з доступом до відновлюваних джерел енергії та холодного клімату для природного охолодження.