Intelligenza Artificiale, una sfida anche sul fronte energetico

Nell’ultimo anno lo sviluppo dell’intelligenza artificiale è stato uno dei protagonisti di Wall Street e dei mercati azionari globali. Il colosso dei chip per l’AI Nvidia ha scritto una storia di successo con pochi paragoni recenti, mentre il mercato ha sempre più spesso parlato di microprocessori e semiconduttori per capire dove si potevano intersecare parabole di successo o di insuccesso in un nuovo scenario competitivo.

Un colosso come Microsoft, in partenza avvantaggiato dalle risorse iniettate in OpenAI, la casa di ChatGPT, ha dovuto spiegare sempre più spesso ragioni e obiettivi di investimenti miliardari nel settore. Così hanno dovuto parlare di intelligenza artificiale giganti come Alphabet-Google o Apple o Amazon. Intanto OpenAI ha raggiunto una valutazione da 157 miliardi di dollari, ma la più grande storia di successo finora è stata quella di Nvidia che ha registrato una domanda imperiosa di microprocessori per i server dove poi l’intelligenza artificiale deve girare per funzionare.

Nel frattempo gli investimenti multimiliardari di Intel nella manifattura statunitense di chip hanno precipitato la società in una crisi con pochi precedenti, nonostante l’appoggio del governo. TSMC, il più grande produttore di microprocessori e il maggior fornitore di Nvidia, la scorsa settimana ha confermato un terzo trimestre e prospettive in crescita estrema. Il suo presidente e amministratore delegato C.C. Wei ha commentato che siamo solo all’inizio di una “folle” domanda per tutto quello che è intelligenza artificiale.

Intelligenza Artificiale, la domanda di energia sarà una delle sfide maggiori

Ma questi ritmi esplosivi per i chip e i data center cosa significano per il settore dell’energia?
Se lo chiede un report dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) che sottolinea negli ultimi due anni l’investimento annuale nella costruzione di data center è raddoppiato negli Stati Uniti. E' questo il posto dove si investe di più nei data center, ma anche Cina e Unione Europea stanno dimostrando una grande vivacità.

Nel 2023 colossi come Google, Microsoft e Amazon hanno investito da soli una massa di denaro superiore a quella dell’intera industria di gas e petrolio Usa, circa lo 0,5% del Pil degli Stati Uniti.

L’IEA rileva che la maggior parte dei data center non ha grandissimi consumi, circa 10 MW, ma gli iper-data center che si diffondono sempre di più raggiungono e superano i 100 MW, quindi consumano ogni anno l’equivalente dell’elettricità necessaria per portare in giro qualcosa come 350-400 mila auto elettriche. Secondo l’IEA, è un problema di prospettiva importante, perché le vendite di auto elettriche raggiungeranno quest’anno i 17 milioni di unità.

Attualmente i data center consumano l’1% dell’energia elettrica globale e circa la metà di tutti gli elettrodomestici casalinghi come tv, smartphone o pc. Ma ragionare in prospettiva è, appunto, fondamentale.

La crescita dell’AI e dei data center è infatti vertiginosa e solo parzialmente una crescente efficienza potrà bilanciare l’aumento della domanda di energia. Secondo l’IEA, il consumo globale di elettricità crescerà a 6.750 Terawattora (TWh) entro il 2030, più della domanda odierna di Stati Uniti ed Europa messi assieme oggi. La crescente digitalizzazione pone però sfide crescenti con l’AI che è uno dei fattori, insieme ai veicoli elettrici, all’aria condizionato e all’intensità energetica della produzione manifatturiera avanzata.

L’IEA calcola che, se anche l’energia elettrica dei data center è al 2-4% per le economie maggiori, già in almeno cinque degli Stati Uniti ha superato il 10% del consumo elettrico totale.
In Irlanda il consumo dei data center supera già il 20% del consumo elettrico totale.

Ormai un data center può avere il consumo elettrico di un’acciaieria con forno elettrico ad arco e quindi due impianti di questo tipo non vengono collocati nella stessa area.

Intelligenza Artificiale, sul fronte energetico diverse incognite

È cresciuta anche la pressione sulla rete elettrica e si sono visti anche degli alt ai permessi per evitare delle congestioni. Ma rimangono diverse incertezze.

L’IEA sottolinea che la velocità e il modo in cui l’intelligenza artificiale si svilupperà rimangono sostanzialmente incerti. Al momento l’adozione delle nuove tecnologie da parte delle famiglie sembra rapida, più rapida di quella di altre tecnologie trasformative.

Ma la popolarità dell’AI potrebbe avere forti implicazioni sulla domanda di energia. Anche il modo può cambiare, l’energia impiegata per generare dei video è molto maggiore di quella impiegata dalla generazione dei testi o dalla ricerca tramite AI. Peseranno anche i ritorni finanziari previsti perché potranno dirigere i trend degli investimenti.

Ma sono da approfondire anche i trend dell’efficientamento, oggi un chip per l’AI usa per fare gli stessi calcoli il 99% della potenza in meno di un modello del 2008. Ma i dati delle performance energetiche sono ancora spesso opachi. Né è da escludere che sullo sviluppo dell’AI possa pesare una costrizione dalla rete fisica al crescere della domanda di energia.

Intelligenza Artificiale, anche secondo McKinsey energia e reti saranno sotto pressione

In un report sul tema McKinsey alcune settimane fa riportava che la richiesta di energia per i data center potrebbe salire dal 3-4% dell’energia statunitense all’11-12% entro il 2030 (e sono esclusi i consumi per le criptovalute).

Questo potrebbe richiedere investimenti da oltre 500 miliardi di dollari soltanto per l’infrastruttura dei data center. Significa anche che la storia dell’intelligenza artificiale potrebbe sempre di più diventare anche una storia di energia.

Negli Stati Uniti, ancora oggi il cuore di questa rivoluzione la domanda di energia per data center, potrebbe passare da 25 GW quest’anno a 80 GW nel 2030.

Dentro c’è tutta la digitalizzazione, il cloud e altro ancora, ma l’AI ha un ruolo di primo piano, anche perché secondo McKinsey potrebbe generare valore economico tra i 2,6 e i 4,4 trilioni di dollari.

Entro il 2030 i data center potrebbero coprire dal 30 al 40% della nuova domanda di energia. Questo però avrà delle conseguenze per la rete e per tutta la filiera del digitale e al contempo uno scenario già teso sulle reti si dovrà confrontare con le sfide dell’elettrificazione dei trasporti e dei consumi, con la decarbonizzazione.

Con esiti ancora in larga parte imprevedibili, ma con la certezza che l’energia avrà un ruolo di primo piano anche nello sviluppo dell’intelligenza artificiale.