Ứng dụng các công cụ AI để giải cứu hành tinh

AI là "bạn" hay "thù" của môi trường

Tháng 4/2024 là tháng nóng nhất và là tháng nắng nóng kỷ lục thứ 11 liên tiếp. Theo dữ liệu từ Cơ quan theo dõi Biến đổi Khí hậu Copernicus của Liên minh châu Âu (EU), nền nhiệt trong tháng 4 năm nay cũng ấm hơn 1,58^oC so với mức trung bình ước tính ở thời kỳ tiền công nghiệp. Tình trạng nóng lên toàn cầu đã dẫn tới cháy rừng dữ dội ở Canada và Chile, hạn hán kỷ lục ở rừng nhiệt đới Amazon và lũ lụt nghiêm trọng từ Afghanistan đến Kenya.

Các cộng đồng dễ bị tổn thương nhất thường bị ảnh hưởng nặng nề nhất, cụ thể, mực nước biển dâng cao đã đặt các quốc đảo nhỏ đang phát triển rơi vào tình trạng nguy hiểm nghiêm trọng.

Khi nói đến khủng hoảng khí hậu, AI được kỳ vọng cung cấp nhiều giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu, nhưng để phát triển AI, thế giới lại tiêu tốn quá nhiều tài nguyên và năng lượng.

Nhắc tới AI, người ta thường nghĩ đến những tiến bộ công nghệ khiến con người phải ngạc nhiên. Khi trò chuyện với một hệ thống AI như ChatGPT, ít ai để ý đến rằng hệ thống này phải cần bao nhiêu nước để làm mát và với cả một trung tâm dữ liệu (TTDL), lượng điện, nước mà nó sử dụng phải lớn đến chừng nào?

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu tăng 2,2% vào năm 2023. Nhu cầu này dự kiến sẽ tăng với tốc độ nhanh hơn trong 3 năm tới, tăng trung bình 3,4% hàng năm cho đến năm 2026. Một trong những động lực chính thúc đẩy nhu cầu gia tăng này là việc mở rộng lĩnh vực TTDL, bao gồm việc sử dụng AI và các công nghệ AI tạo sinh (GenAI). Các TTDL trên toàn cầu tiêu thụ ước tính khoảng 460 terawatt giờ (TWh) vào năm 2022 và tổng mức tiêu thụ điện này có thể đạt hơn 1.000 TWh vào năm 2026.

Đặc biệt, AI tạo sinh dự kiến ​​sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn dự đoán. Người ta ước tính rằng các lệnh tìm kiếm với AI tạo sinh thúc đẩy sử dụng năng lượng gấp 4 - 5 lần so với tìm kiếm trên web thông thường. Trong vòng vài năm, các hệ thống AI lớn có thể sẽ cần nhiều năng lượng bằng cả quốc gia.

Một nghiên cứu gần đây của Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) và Ngân hàng thế giới (WB) cho thấy mức sử dụng điện của các TTDL đã tăng 57% trong 2 năm tính đến năm 2022. Lượng phát thải khí nhà kính từ các TTDL đã lên tới 32 triệu tấn vào năm 2022, tăng 45% so với 2 năm trước đó.

Việc huấn luyện một mô hình AI tạo ra lượng CO₂ cao gấp 5 lần mà một chiếc ô tô thải ra trong suốt vòng đời hoạt động, bao gồm lượng khí thải ra trong quá trình sản xuất xe và khí thải từ việc tiêu thụ nhiên liệu sau khi nó rời nhà máy.

Các nhà phát triển, người dùng và các nhà hoạch định chính sách AI - tất cả chúng ta - cần phải kiểm soát vấn đề này. Để ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu, chúng ta cần kiềm chế mức gia tăng phát thải theo cấp số nhân, đưa toàn bộ ngành ICT vào quỹ đạo tốt hơn và cắt giảm lượng phát thải liên quan đến công nghệ xuống mức 0 vào năm 2050.

Theo ITU, ngành ICT sẽ cần giảm ít nhất 45% lượng khí thải carbon vào năm 2030 để đáp ứng mục tiêu của Hiệp định Paris về Công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc (UNFCCC).

Tuy nhiên, điện không phải nguồn tài nguyên thiên nhiên duy nhất mà AI cần. Nó còn ngốn một lượng nước khổng lồ. Các nhà nghiên cứu ước tính ra rằng chỉ tham gia vào một cuộc trò chuyện gồm 15 câu hỏi với ChatGPT bạn có thể tiêu tốn tới nửa lít nước. Hay việc đào tạo GPT-3 trong các TTDL hiện đại của Microsoft ở Mỹ có thể làm tiêu tốn 700.000 lít nước ngọt.

Điều đó cũng mang đến nguy cơ tăng cường cạnh tranh tài nguyên - khi các trung tâm AI cạnh tranh về nguồn cung cấp năng lượng, khoáng sản quý hiếm và chip vi xử lý khan hiếm.

AI - Công cụ hữu hiệu để chống biến đổi khí hậu

Tuy nhiên, AI cũng là công cụ hữu hiệu để bảo vệ môi trường, công nghệ này có thể hỗ trợ các giải pháp sinh thái và giúp bảo vệ đa dạng sinh học. Ví dụ, các hệ thống AI có thể phát hiện và phân tích những thay đổi tinh vi của hệ sinh thái và thúc đẩy các nỗ lực bảo tồn.

Các giải pháp AI còn được biết đến với khả năng tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng, cắt giảm chất thải và khí thải trong các lĩnh vực khác. GenAI có thể cách mạng hóa việc quản lý lưới điện bằng cách dự đoán nhu cầu tăng cao, tối ưu hóa dòng năng lượng và tự động hóa việc cân bằng cung và cầu trong thời gian thực

AI cũng có thể trở thành một yếu tố tích cực đối với lượng khí thải carbon của thế giới nếu chúng ta có thể khai thác và điều chỉnh nó một cách hợp lý. Nghiên cứu gần đây cho thấy AI có thể giúp giảm thiểu từ 5 - 10% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu vào năm 2030 - tương đương với tổng lượng phát thải hàng năm của Liên minh Châu Âu.

Dữ liệu lớn và AI có thể hỗ trợ kiểm soát năng lượng thông minh cho các trạm viễn thông và TTDL, đặc biệt bằng cách ưu tiên các nguồn năng lượng tái tạo và ít carbon.

Nhìn chung, tiềm năng của các giải pháp AI trong việc giải quyết các thách thức biến đổi khí hậu và giảm thiểu rủi ro do thiên tai là rất rõ ràng. Nhưng điều quan trọng là chúng ta phải giải quyết được những rủi ro trong quá trình phát triển AI.

Cam kết hành động kỹ thuật số xanh

Theo ông Thomas Lamanauskas, Phó Tổng thư ký ITU, điều quan trọng là ngành công nghệ cần nhận thức được trách nhiệm của mình. Các công ty kỹ thuật số là những công ty dẫn đầu trong việc sử dụng năng lượng tái tạo, chiếm 60% lượng mua hàng toàn cầu vào năm 2021. Điều này đã giúp giữ cho lượng khí thải liên quan đến công nghệ tương đối ổn định bất chấp sự gia tăng do AI tạo ra.

Trong nhiều năm qua, các tiêu chuẩn của ITU đã đưa ra hướng dẫn về cách cắt giảm khí thải đối với lĩnh vực ICT cũng như cách xử lý các thiết bị điện và điện tử không sử dụng hoặc rác thải điện tử. Tất cả nhằm mục đích muốn hạn chế lượng khí thải carbon và mức sử dụng năng lượng trong lĩnh vực ICT.

Sáng kiến ​​"Hành động kỹ thuật số xanh" (Green Digital Action) được đưa ra tại Hội nghị Thượng đỉnh hành động vì khí hậu thế giới COP28 năm ngoái, đã thu hút hơn 40 đối tác, bao gồm các chính phủ, doanh nghiệp và xã hội dân sự, cũng như các cơ quan của Liên hợp quốc và các ngân hàng phát triển quốc tế.

ITU và các đối tác đặt mục tiêu đưa các giải pháp kỹ thuật số đi đầu trong hành động vì khí hậu. Công nghệ ICT là công cụ giám sát khí hậu, xây dựng khả năng phục hồi trước biến đổi khí hậu và triển khai các hệ thống cảnh báo sớm. Chúng cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong các nỗ lực giảm nhẹ, bao gồm tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng, xây dựng mạng lưới xanh và hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế xanh.

Theo đó, ITU mong muốn đảm bảo tất cả lượng khí thải bắt nguồn từ các sản phẩm và dịch vụ số đều được đo lường và báo cáo đúng cách.

Các đối tác tham gia sáng kiến "Hành động kỹ thuật số xanh" đã cam kết sẽ báo cáo công khai dữ liệu khí hậu của chính họ – một bước quan trọng để đưa công nghệ đi đúng hướng.

Tại cuộc họp tại Trung tâm đổi mới toàn cầu về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc, Tổng thư ký ITU Doreen Bogdan-Martin cho biết: “Hành động kỹ thuật số xanh là một bước đi đúng hướng, nhưng tất cả chúng ta phải làm nhiều hơn nữa. Hiện nay, cùng nhau”.

"Tôi tin tưởng AI sẽ giúp chúng ta ứng phó với khủng hoảng khí hậu. Nhưng chúng ta phải làm việc chăm chỉ - và hợp tác chặt chẽ – để biến điều đó thành hiện thực. Cùng nhau, chúng ta có thể khai thác các công cụ AI để cứu hành tinh của mình", Phó Tổng thư ký ITU Thomas Lamanauskas nhấn mạnh./.