[AI書房] 第7章 電気、炭素、地球温暖化
AIが人類に投げかける10の問い
第7章 電気、炭素、地球温暖化
金京鎮
「文明の帝国はキロワット上に建設される。」- ウィンストン・チャーチル
テキサス州アビリーンの暗い荒野で、真夜中でも明るく輝く巨大な建物がある。それはOpenAIのスターゲイトプロジェクト第1号データセンターだ。この建物ひとつが消費する電力は1.2ギガワット、75万世帯が使用できる電力量である。しかし、これはほんの始まりに過ぎない。OpenAIは今後4年間で5000億ドルを投入し、総10ギガワットのAIインフラを構築すると発表した。これはオランダ一国が使用する電力量に匹敵する規模だ。
1. 人工知能は電気を食べて生きている
人間が食べ物を食べて生命活動をするのと同じく、人工知能は電気を食べて演算し、文章を書き、推論する。しかし、AIの食欲は想像を絶している。グーグル検索一度には0.3ワット時の電力が必要だが、ChatGPTに同じ質問をすると2.9ワット時が消費される。ほぼ10倍近い差だ。
OpenAIのサム・アルトマンがユーザーに「AIに感謝の言葉を言わないでほしい」と頼んだのも、このせいだ。ユーザーが「ありがとうございます」と書くたびに、AIは答えを生成するためにまた一度電気を消費する。毎日数億人が使用するサービスで、このような小さな違いは天文学的な電力消費につながる。
AI記者カレン・ハオの鋭い指摘のように、「AI帝国は資源を貪欲に消費する現実世界の帝国とまったく同じだ。」私たちはデジタル世界の便利さに溺れて、その背後に隠れた物理的代価を忘れていた。テスラの自動運転車の底が全くバッテリーでいっぱいなように、AIの便利さの背後には、電気という巨大な資源消費が隠れている。
2. AIデータセンターの膨大な電力消費
国際エネルギー機関(IEA)の最新レポートは衝撃的な数値を提示している。世界中のデータセンターの電力消費量が2024年の415テラワット時から2030年には945テラワット時に2倍以上急増するという見通しだ。これは現在日本全体が使用する電力量に匹敵する。
さらに驚くべきは、AIがこの増加の主犯であるという点だ。AI最適化データセンターの電力需要は2030年までに4倍以上増加すると予想されている。MIT研究チームは、北米のデータセンターの電力要求が2022年末の2,688メガワットから2023年末の5,341メガワットにほぼ倍増したと発表した。たった1年での出来事である。
スターゲイトプロジェクトの規模はこの傾向を極めて明らかに示している。200万個のAIチップを運用するには、年間122億キロワット時の電力が必要だ。米国の平均電気料で計算すると、年間電気料金だけで12億ドルに達する。しかし、実際の電力消費はもっと大きいだろう。コンピュータチップ自体の電力消費に加えて、サーバー、冷却システム、UPS、通信機器などを考慮すると、総電力消費はチップ自体の2倍に達する可能性があるからだ。
冷却の問題は特に深刻だ。AIデータセンターのラック電力密度は従来の10~15キロワットから40~250キロワットに急増している。これは従来の空気冷却では対応できないレベルだ。そのため液体冷却技術が必須になり、これさえも膨大な電力を消費する。データセンター全体の電力消費のうち、冷却が占める割合は約40%に達する。
3. もう一度石炭を燃やすアメリカ
皮肉にも、未来技術であるAIが過去のエネルギー源である石炭を復活させている。米国は今、深刻な電力不足に直面している。北米電力信頼性協会(NERC)によると、米国国土の半分以上の州が今後10年間、電力供給不足に悩まされる可能性が高まった。
ジョージア州ではAIデータセンター建設による産業用電力需要の急増で、今後10年間に必要な電力量を従来予想比で17倍に引き上げた。バージニア州北部では、新しく建設されるデータセンターに電力を供給するため、大型原発が何基か追加で必要な状況だ。
このような緊迫した状況で、米国は環境より電力供給を優先する選択をしている。カンザス州、ネブラスカ州、ウィスコンシン州、サウスカロライナ州では、閉鎖予定だった石炭火力発電所の運転を延長している。気候変動対応という時代的課題と正面から衝突する現象だ。
ゴールドマン・サックスは2022年から2030年の間、米国のAI関連電力需要の増加に対応するため、約500億ドル(約69兆ウォン)の投資が必要だと推算した。しかし、問題は再生可能エネルギー発電所の建設速度がこのような需要の増加に追いつけないという点だ。太陽光、風力などの新再生可能エネルギーは依然として化石燃料より発電コストが高く、天気による変動性も大きい。
4. 2027年、電気が不足してAIが止まる
ガートナーは衝撃的な予測を出した。2027年までに、既存のAIデータセンターの40%で電力可用性の問題が発生するという見通しだ。つまり、電気が不足してAIが正常に機能しない可能性があるということである。
問題の核心は老朽化した送電網だ。送電網は電気が通る道で、発電所で作った電気を私たちの家と会社、データセンターに配信する役割をする。現在、米国内では2テラワット以上の再生可能エネルギー事業が電力網接続許可を待っている。歴史的に、100個の再生可能エネルギー事業のうち、わずか15個しか電力網接続許可を得られていない。
接続費用も天文学的だ。米国中部大西洋地域の電力管理会社PJMでは、太陽光発電所が電力網に接続するためにはメガワット当たり10万ドル、つまり約1億3000万円を払う必要がある。新しい送電網を作るプロセスで、計画樹立に数年、政府と住民許可に数年、実際の建設に数年がかかり、合計10年以上かかる場合がほとんどだ。
このような状況で、企業は電力供給を優先してデータセンターの立地を選定している。シリコンバレーやシアトルといった伝統的な技術ハブを離れ、米国中部のトウモロコシ畑にまで目を向けている。これは農村地域の土地利用パターンを急激に変え、地域住民の生活にも大きな影響を与えている。
5. 気候変動の加速と炭素排出の急増
AIの普及は炭素排出量を急激に増加させている。国際エネルギー機関(IEA)は、グローバルデータセンター産業が2024年時点で年間約1億8000万トンの温室効果ガスを排出していると推算している。モルガン・スタンレーのレポートによると、2030年までにデータセンターが排出する温室効果ガスは年間25億トンに達すると分析している。
主要企業の現実はさらに衝撃的だ。グーグルの場合、2023年だけで1430万トンの温室効果ガスを排出したが、これは前年より13%増加した数値である。4年前の2019年と比較するとほぼ50%増えた。マイクロソフトも2020年以降、炭素排出量が29.1%増加したと発表している。
さらに深刻なのは、企業が公式に発表する数値が実際よりずっと低い可能性が大きいという点だ。ガーディアンの調査によると、グーグル、マイクロソフト、メタ、アップルなどのビッグテック企業が所有するデータセンターから2020年から2022年まで排出された温室効果ガスは、公式発表数値の7.62倍に達すると推定される。
このような状況で、企業の炭素中立目標は空虚な約束になっている。グーグルは7月に「炭素中立を達成した最初の企業」というタイトルを放棄した。AI技術の進展とデータセンター拡張により、炭素排出量が継続的に増加しているからだ。世界中が2050年炭素中立を目標にしている状況で、AIによる温室効果ガス排出増加は気候変動対応と正面から衝突している。
6. 冷却水と水資源枯渇
AIの水に対する渇きは電力に劣らず深刻だ。平均的に100メガワットのデータセンターは1日に200万リットルの水を消費する。これは6,500世帯が使用する水の量に匹敵する。世界中のデータセンターが年間に消費する水の量は5,600億リットルで、オリンピックの水泳プール22万4000個を満たすことができる量である。
グーグルの場合、2023年1年間に61億ガロン(約231億リットル)の水を使用した。これは小規模都市ひとつが1年間に使用する水の量と同程度である。さらに深刻なのは、データセンターが使用する水の80%が蒸発して、元の水源地に戻らないという点だ。
ブルームバーグの分析によると、2022年以降米国で建設されたり開発中の新しいAIデータセンターの約3分の2が、既に水不足に悩んでいる地域に位置している。160カ所以上の新しいAIデータセンターが水不足地域に立地しながら、地域社会の水資源をさらに圧迫している。
アリゾナ州の場合、農民たちが農地を放棄し、家庭では水道供給が中断される状況でも、データセンターは膨大な量の水を引き出して使用している。オレゴン州ダラスではグーグルのデータセンターが全体水使用量の25%を占めており、2017年から2022年の間に水使用量がほぼ3倍増加した。
水不足問題は特に砂漠地域で深刻だ。サウジアラビアやアラブ首長国連邦といった乾燥地域がAIブームの恩恵を受けるためにさらに多くのデータセンターを誘致しているが、これは既に不足している水資源をさらに圧迫する結果をもたらしている。
7. 持続不可能な発展の代価
OpenAI職員の「私たちは土地と電力が枯渇している」という言葉は、この問題の深刻さを端的に示している。2027年までにAI部門がオランダ全体の電力消費量に匹敵する85~134テラワット時を消費すると予想される状況で、本当にこのスピードでAIを発展させてもいいのか、真摯に考える必要がある。
AI開発が市場論理にのみ依存しているという点が最大の問題だ。企業は競争で勝つため、さらに大きく強力なAIモデルを作ろうとしており、このプロセスで環境的、社会的費用は無視されている。AI開発の恩恵は少数の大企業に集中する一方、環境破壊とエネルギー不足の被害は全人類が負担しなければならない、不公平な構造が作られている。
オランダ中央銀行データ科学者アレックス・デ・ブリスが指摘したように、「AIはエネルギー集約的であるため、実際には必要でもないあらゆる種類の作業にAIを投入することは、無駄な浪費だ。」私たちはAIの便利さに中毒して、本当に必要な場所とそうでない場所を区分できていない。
第一に、AI開発に対する規制とガイドラインが必要だ。無分別なAI拡散より、実際に必要な用途にAIを使用することが重要である。第二に、AI企業の環境責任を強化する必要がある。さらに厳格な環境基準と炭素排出規制が必要だ。第三に、エネルギー効率性を高める技術開発に、さらに多くの投資が必要である。
個人的な次元でも私たちができることがある。AIサービスを使用する際に本当に必要なのか、もう一度考えてみて、不必要なAI使用は減らすことだ。また環境親和的なAI企業を選択し、政府と企業に、さらに厳格な環境基準を求める声を出すことも重要である。
私たちは今、分かれ道に立っている。AIの便利さのために環境を破壊し、将来世代に負担を押し付けるのか、それとも持続可能な方式でAIを発展させるのか、選択する必要がある。人工知能は人類の未来を変えることができる強力な技術だ。しかし、その強力さと同じくらい慎重に使用する必要がある技術でもある。
私たちが今下す選択が将来世代の運命を決めることになる。AIの便利さを享受するが、その代価が何であるかを正確に知り、持続可能な方向で発展させていくことが、私たち全員の責任だ。技術発展と環境保護、経済成長と社会的公平さの間のバランスを見つけることは、難しいことだが、必ず解決しなければならない課題である。将来世代に健康な地球と持続可能な社会を引き継ぐためには、今から変化を始めなければならない。




