Sztuczna inteligencja zanieczyszcza również powietrze: co oddychamy w pobliżu centrów danych

Sztuczna inteligencja ma koszty środowiskowe, które znacznie przewyższają energię potrzebną do zasilania serwerów i systemów obliczeniowych. Podczas gdy rozwój centrów danych powoduje coraz większe zapotrzebowanie na prąd i wodę do chłodzenia, istnieje jeszcze jeden aspekt, który może zostać zepchnięty na dalszy plan: jakość powietrza w obszarach, gdzie budowane i wykorzystywane są te infrastruktury.

Uwagę na ten problem zwraca Glory Dolphin Hammes, dyrektor generalna IQAir North America, którą przeprowadziłem wywiad, aby dowiedzieć się, jakie konsekwencje może mieć rozwój infrastruktury niezbędnej do funkcjonowania sztucznej inteligencji dla zdrowia ludzi i środowiska.

Zgodnie z szacunkami Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), globalne zapotrzebowanie centrów danych na prąd ma się ponad podwoić do 2030 roku, również pod wpływem rozprzestrzeniania się sztucznej inteligencji.

To wzrost, który dotyczy nie tylko sieci energetycznej. W zależności od sposobu wytwarzania energii oraz technologii stosowanych bezpośrednio w tych obiektach, centra danych mogą przyczyniać się do emisji drobnych cząstek, tlenków azotu i innych zanieczyszczeń. Problem polega na tym, że część tych emisji nie jest widoczna gołym okiem, ale może mimo to dotrzeć do społeczności mieszkających w pobliżu.

Od generatorów diesla do turbin gazowych: co oddychamy?

Jednym z głównych elementów, które należy wziąć pod uwagę, są awaryjne generatory diesla. Centra danych muszą zapewniać ciągłe zasilanie elektryczne, ponieważ nawet krótka przerwa może zakłócić działanie systemów komputerowych. Z tego powodu wykorzystują one grupy generatory, które włączają się w momencie awarii zasilania z sieci i są regularnie uruchamiane również w celach testowych.

Centra danych używają awaryjnych generatorów diesla: niektóre z nich posiadają setki takich urządzeń, co może prowadzić do wysokich emisji.

Zdjęcie: Motor1 Italia visual (z pomocą AI)

Ich wpływ zależy od rozmiarów, częstotliwości użytkowania oraz systemów kontrolujących emisje. Jedna duża struktura może pomieścić dziesiątki, a w niektórych przypadkach setki generatorów. Gdy kilka jednostek pracuje jednocześnie, łączne emisje mogą stać się znaczące, nawet jeśli każdy generator jest używany tylko przez krótkie okresy.

Wśród najbardziej problematycznych zanieczyszczeń znajdują się cząsteczki PM2,5, czyli cząstki o średnicy mniejszej niż 2,5 mikrometra, oraz tlenki azotu (NOx). Do nich dochodzi tlenek węgla oraz inne związki obecne w spalinach silników diesla.

PM2,5 są szczególnie niebezpieczne, ponieważ ze względu na swoje małe rozmiary mogą przenikać głęboko do płuc, a niektóre z nich mogą nawet dotrzeć do krwiobiegu. Ekspozycja na nie jest powiązana ze wzrostem ryzyka chorób oddechowych i sercowo-naczyniowych. Tlenek azotu (NO2), jeden z składników NOx, może z kolei podrażniać drogi oddechowe, pogarszać objawy astmy oraz przyczyniać się do powstawania ozonu troposferycznego i dodatkowych cząstek stałych.

Światowa Organizacja Zdrowia zaleca średnią roczną koncentrację nieprzekraczającą 5 mikrogramów na metr sześcienny (µg/m³) dla cząstek PM2,5 oraz 10 µg/m³ dla tlenku azotu. Są to wartości orientacyjne oparte na ochronie zdrowia, które nie muszą pokrywać się z przepisami prawnymi obowiązującymi w poszczególnych krajach. Jak podkreśla Hammes, nie istnieje poziom zanieczyszczenia powietrza całkowicie pozbawiony ryzyka.

Kolejnym elementem wymagającym monitorowania jest rosnąca popularność turbin na gaz ziemny, które niektórzy operatorzy rozważają w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych swoich infrastruktur. W porównaniu z odpowiednimi urządzeniami na diesel, maszyny te zazwyczaj wytwarzają mniej cząstek stałych i siarkowego tlenku węgla, ale nadal uwalniają tlenki azotu i tlenek węgla.

Główna różnica dotyczy przede wszystkim czasu pracy. Generatory diesla są zazwyczaj przeznaczone do sytuacji awaryjnych, natomiast turbiny gazowe mogą być używane przez dłuższy czas, dostarczając bezpośrednio część energii elektrycznej potrzebnej centrum danych. Nawet przy niższych emisjach na jednostkę wyprodukowanej energii, ciągła praca może więc powodować znaczące nagromadzenie zanieczyszczeń.

Nie należy też zapominać o tym, co dzieje się poza terenem obiektów. Energia elektryczna używana przez centra danych musi zostać gdzieś wyprodukowana, a w zależności od lokalnego mixu energetycznego wzrost popytu może wymagać większej produkcji w elektrowniach węglowych i na gaz ziemny. W tym przypadku mówimy o emisjach pośrednich, które należy odróżnić od tych bezpośrednich powstających w silnikach i urządzeniach znajdujących się w centrach danych.

Aby prawidłowo ocenić wpływ sztucznej inteligencji na środowisko, nie wystarczy mierzyć, jak bardzo zanieczyszcza pojedyncza infrastruktura – trzeba również wziąć pod uwagę emisje związane z energią elektryczną, której zużywa, oraz jej skutki na całą sieć energetyczną. Jak powiedział Glory Dolphin Hammes:

„Centrum danych może wytwarzać stosunkowo mało zanieczyszczeń w miejscu swojego znajdowania, a mimo to przyczyniać się do emisji gdzie indziej poprzez energię elektryczną, której zużywa.”

Przypadek Wirginii i znaczenie monitorowania jakości powietrza

Konkretne przykład pochodzi ze Stanów Zjednoczonych, a konkretnie z Północnej Wirginii, jednego z obszarów na świecie z najwyższą koncentracją centrów danych. Według badania przeprowadzonego przez Virginia Commonwealth University i opublikowanego w lutym 2026 roku, w latach 2015–2023 emisje generatorów awaryjnych używanych w centrach danych znacznie wzrosły: emisje cząstek stałych wzrosły o 139%, natomiast emisje tlenków azotu o 111%.

Atem Car to urządzenie IQAir, które oczyszcza powietrze w pojeździe za pomocą filtru HyperHEPA Plus.

Zdjęcie: IQAir

Są to dane dokumentujące wzrost emisji, ale same w sobie nie pozwalają określić, jaka część zanieczyszczeń faktycznie dociera do domów i osób mieszkających w okolicy. Z tego powodu Departament Jakości Środowiska w Wirginii rozpoczął specjalny projekt monitoringu w hrabstwach Loudoun i Prince William, mający na celu zgłębienie potencjalnych wpływów na jakość powietrza związanych z infrastrukturą centrów danych.

Dokładnie tutaj wchodzą w grę technologie monitorowania w czasie rzeczywistym. Centralne stacje są niezbędne do kontrolowania przestrzegania standardów jakości powietrza, ale mogą znajdować się również w odległości kilku kilometrów od objętych nimi obiektów. Dlatego nie zawsze są w stanie wykryć lokalne zmiany, które mogą znacznie ulec zmianie nawet w ciągu zaledwie kilkuset metrów.

Rozproszona sieć czujników może uzupełniać oficjalne pomiary, wykrywając ewentualne wzrosty stężeń zanieczyszczeń w pobliżu centrów danych, nawet podczas testów generatorów lub ich pracy w sytuacjach awaryjnych. Niektóre specjalistyczne urządzenia mogą ponadto wykrywać konkretne substancje, takie jak tlenek azotu.

Rozproszone czujniki wykrywają wzrost poziomu zanieczyszczeń w okolicy centrów danych, łącząc dane te z informacjami meteorologicznymi w celu zidentyfikowania ich potencjalnych źródeł.

Zdjęcie: Motor1 Italia visual (z pomocą AI)

Łączenie tych danych z informacjami meteorologicznymi, szczególnie kierunkiem i prędkością wiatru, umożliwia wykrycie możliwych punktów krytycznych oraz głębsze zbadanie przyczyn zanieczyszczenia. Nie oznacza to, że każdy wzrost zarejestrowany przez czujnik musi koniecznie wynikać z centrum danych, ale daje to bardziej szczegółowy obraz w porównaniu z danymi pochodzącymi wyłącznie z regionalnych stacji pomiarowych.

Dla Hammesa przejrzystość musi być nieodłączną częścią rozwoju tych infrastruktur. Operatorzy powinni przekazywać informacje na temat emisji, liczby godzin pracy generatorów oraz używanych systemów oczyszczania. Z kolei władze powinny ustalać wymagania dotyczące monitoringu i niezależnie sprawdzać przestrzeganie zasad. Również niezależne organizacje i obywatele mogą przyczynić się do tego, poszerzając zakres pomiarów.

W obszarze regulacji dyrektor generalna IQAir North America uważa, że obecne przepisy o ochronie środowiska stanowią ważną podstawę, ale nie zawsze wystarczającą, aby poradzić sobie z szybkim powstawaniem nowych obiektów w określonych obszarach. Jeden centrum danych może mieć stosunkowo niskie emisje, ale łączny wpływ wielu obiektów w tej samej dzielnicy może być zupełnie inny. Dlatego konieczne byłoby ocenianie kumulatywnych emisji już na etapie uzyskiwania zezwoleń, biorąc pod uwagę również godziny pracy, okresowe testy oraz skuteczność systemów kontroli.

Proponuje się wprowadzenie regularnych raportów środowiskowych obejmujących zużycie energii i dane dotyczące jakości powietrza, wraz z ciągłą obserwacją 24 godziny na dobę, zarówno wewnątrz obiektów, jak i w otaczających je społecznościach.

Czy sztuczna inteligencja może rozwijać się bez pogarszania jakości powietrza?

Według Hammesa tak, pod warunkiem, że operatorzy będą konkretnie inwestować w energie odnawialne, takie jak energia wiatrowa i słoneczna, wspierane przez systemy magazynowania energii. Baterie mogłyby również przyczynić się do zmniejszenia zależności od tradycyjnych generatorów diesla, natomiast wyższa efektywność energetyczna ograniczyłaby ilość prądu potrzebnego do zasilania serwerów.

Glory Dolphin Hammes, dyrektor generalny IQAir North America

Zdjęcie: IQAir

Zatem wyzwanie dotyczy nie tylko możliwości budowy coraz potężniejszych centrów danych, ale także sposobu ich zasilania.

Ponieważ koszt środowiskowy sztucznej inteligencji nie mierzy się wyłącznie w kilowatogodzinach i litrach wody: trzeba uwzględnić również to, co trafia do powietrza, które oddychają ludzie mieszkający wokół tych infrastruktur.

Czytaj także