Искусственный интеллект также загрязняет воздух: что мы вдыхаем рядом с центрами обработки данных

Искусственный интеллект сопряжен с значительными экологическими издержками, которые далеко выходят за рамки энергии, необходимой для работы серверов и вычислительных систем. По мере роста количества центров обработки данных возрастает и спрос на электроэнергию и воду для охлаждения, но существует еще один аспект, который рискует остаться без внимания — качество воздуха в районах, где строятся и эксплуатируются такие инфраструктуры.

Внимание на эту проблему обратила Glory Dolphin Hammes, генеральный директор IQAir North America, с которой я вел интервью, чтобы выяснить, какие последствия может иметь развитие инфраструктуры, необходимой для искусственного интеллекта, для здоровья людей и окружающей среды.

По оценкам Международного агентства по энергетике (МАЭ), глобальный спрос на электроэнергию для центров обработки данных к 2030 году, вероятно, более чем удвоится, в том числе под влиянием распространения искусственного интеллекта.

Этот рост касается не только электросетей. В зависимости от способа производства энергии и технологий, используемых непосредственно в самых центрах обработки данных, они могут способствовать выбросам тонкодисперсных частиц, оксидов азота и других загрязнителей. Проблема в том, что часть этих выбросов невидима невооруженным глазом, но тем не менее может достигать населенных пунктов, расположенных поблизости.

От дизельных генераторов до газовых турбин: что мы вдыхаем?

Одним из основных факторов, которые необходимо учитывать, являются дизельные генераторы резерва. Центры обработки данных должны обеспечивать непрерывное электроснабжение, поскольку даже кратковременное прерывание может нарушить работу информационных систем. По этой причине они используют генераторные установки, которые включаются при отсутствии электроэнергии от сети, а также периодически запускаются для тестирования.

Центры обработки данных используют дизельные генераторы резерва: некоторые из них оснащены сотнями таких установок, что может приводить к высокому уровню выбросов.

Фото: Motor1 Italia visual (с использованием ИИ)

Их воздействие зависит от размеров, частоты использования и систем снижения выбросов. Одна крупная установка может вмещать десятки, а в некоторых случаях — сотни генераторов. Когда несколько устройств работают одновременно, общий объем выбросов может стать значительным, даже если каждый генератор используется лишь в ограниченные периоды времени.

Среди наиболее проблематичных загрязнителей — частицы PM2.5, то есть частицы диаметром менее 2,5 микрометров, и оксиды азота (NOx). К ним добавляются монооксид углерода и другие соединения, присутствующие в выхлопных газах дизельных двигателей.

Частицы PM2.5 особенно опасны, поскольку из-за своих малых размеров они могут проникать глубоко в легкие, а некоторые из них даже могут попадать в кровоток. Воздействие этих частиц связано с повышенным риском заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Диоксид азота (NO2), один из компонентов NOx, может раздражать дыхательные пути, усугублять симптомы астмы, а также способствовать образованию тропосферного озона и дополнительных частиц воздуха.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует среднегодовую концентрацию PM2.5 не выше 5 микрограммов на кубический метр (µg/m³), а диоксида азота — не выше 10 µg/m³. Это рекомендуемые значения, основанные на защите здоровья, которые не обязательно совпадают с законодательно установленными лимитами в отдельных странах. Как отмечает Хаммес, не существует уровня загрязнения воздуха, полностью свободного от рисков.

Ещё одним фактором, требующим мониторинга, является всё более широкое использование газовых турбин, которые некоторые операторы рассматривают для обеспечения энергетических потребностей своих инфраструктур. По сравнению с аналогичными дизельными установками, эти машины обычно производят меньше твердых частиц и серной кислоты, но продолжают выделять оксиды азота и монооксид углерода.

Основное отличие касается прежде всего времени работы. Дизельные генераторы обычно предназначены для чрезвычайных ситуаций, в то время как газовые турбины могут использоваться в течение длительного времени, напрямую обеспечивая часть электроэнергии, необходимой дата-центру. При меньших выбросах на единицу произведенной энергии непрерывная работа может тем не менее приводить к значительному накоплению загрязнения.

Также не стоит забывать о том, что происходит за пределами зданий. Электроэнергия, используемая дата-центрами, должна где-то производиться, и в зависимости от местного энергетического баланса рост спроса может потребовать увеличения производства в угольных и газовых электростанциях. В этом случае речь идет о косвенных выбросах, которые следует отличать от прямых выбросов, возникающих от двигателей и оборудования, находящегося в дата-центрах.

Чтобы правильно оценить экологическое воздействие искусственного интеллекта, недостаточно измерять степень загрязнения, создаваемую отдельной инфраструктурой: необходимо также учитывать выбросы, связанные с электроэнергией, которую она потребляет, и влияние на всю энергетическую сеть. Как сказала Глори Долфин Хэммс:

«Центр обработки данных может создавать относительно небольшое количество загрязнения на месте, но тем не менее способствовать выбросам в других местах за счёт потребляемой им электроэнергии».

Случай Вирджинии и важность мониторинга качества воздуха

Конкретный пример приходит из Соединенных Штатов, а именно из Северной Вирджинии — одного из регионов с самой высокой концентрацией центров обработки данных в мире. По данным исследования Университета Вирджинии Коммонвелт, опубликованного в феврале 2026 года, в период с 2015 по 2023 год уровень выбросов от аварийных генераторов, используемых в центрах обработки данных, значительно возрос: выбросы частиц увеличились на 139%, а выбросы оксидов азота — на 111%.

Atem Car — это устройство от IQAir, которое очищает воздух в салоне с помощью фильтра HyperHEPA Plus.

Фото: IQAir

Это данные, свидетельствующие об увеличении выбросов, но сами по себе они не позволяют определить, какая доля загрязнителей действительно попадает в жилые дома и к людям, проживающим поблизости. По этой причине Департамент по качеству окружающей среды штата Вирджиния начал специальный проект мониторинга в округах Лаудун и Принс-Уильям с целью более детального изучения возможного влияния инфраструктуры центров обработки данных на качество воздуха.

Именно здесь на сцену выходят технологии мониторинга в реальном времени. Централизованные устройства необходимы для контроля соблюдения стандартов качества воздуха, но они могут находиться на расстоянии нескольких километров от соответствующих объектов. Поэтому они не всегда способны обнаруживать локальные изменения, которые могут существенно меняться даже на расстоянии нескольких сотен метров.

Распределенная сеть датчиков может дополнять официальные измерения, выявляя возможное увеличение концентраций загрязнителей вблизи центров обработки данных, даже во время тестирования генераторов или их работы в чрезвычайных ситуациях. Некоторые специализированные устройства также могут обнаруживать определенные вещества, такие как диоксид азота.

Распределённые датчики фиксируют повышение уровня загрязнителей в окрестностях центров обработки данных; данные сопоставляются с метеорологической информацией для выявления возможных источников загрязнения.

Фото: Motor1 Italia visual (с помощью ИИ)

Сопоставление этих данных с метеорологическими данными, в частности с информацией о направлении и скорости ветра, позволяет определить потенциально критичные зоны и более глубоко изучить причины загрязнения. Это не означает, что каждое повышение, зафиксированное датчиком, обязательно связано с центром обработки данных, но такой подход позволяет получить более детальную картину по сравнению с информацией, предоставляемой только региональными станциями мониторинга.

По мнению Хаммеса, прозрачность должна быть неотъемлемой частью развития этих инфраструктур. Операторы должны предоставлять информацию о выбросах, количестве часов работы генераторов и используемых системах снижения выбросов. В свою очередь, власти отвечают за установление требований к мониторингу и независимую проверку соблюдения правил. Независимые организации и граждане также могут внести вклад, расширяя охват измерений.

В области нормативного регулирования генеральный директор IQAir North America считает, что существующие экологические правила представляют собой важную основу, но не всегда достаточную для противодействия быстрому распространению новых объектов в определенных районах. Один дата-центр может иметь относительно низкий уровень выбросов, однако совокупный эффект от нескольких объектов в одной зоне может сильно отличаться. Поэтому необходимо оценивать суммарные выбросы уже на этапе получения разрешений, учитывая при этом часы работы, периодические тесты и эффективность систем контроля.

Предлагается ввести периодическую отчетность по экологическим показателям, включающую данные об энергопотреблении и качестве воздуха, наряду с круглосуточным мониторингом как внутри объектов, так и в окружающих сообществах.

Может ли ИИ развиваться без ухудшения качества воздуха?

По мнению Хаммеса, да, при условии, что операторы внесут конкретные инвестиции в возобновляемые источники энергии, такие как ветроэнергетика и солнечная энергетика, подкрепленные системами хранения энергии. Аккумуляторы также могут способствовать снижению зависимости от традиционных дизельных генераторов, в то время как повышение энергоэффективности сократит количество электроэнергии, необходимой для питания серверов.

Глори Долфин Хаммес, генеральный директор IQAir North America

Фото: IQAir

Следовательно, задача касается не только способности создавать всё более мощные центры обработки данных, но и способа их питания.

Почему экологическая стоимость ИИ измеряется не только в киловаттах-часах и литрах воды: необходимо учитывать также то, что попадает в воздух, которым дышат люди, проживающие рядом с этими инфраструктурами.

Читайте также