Штучний інтелект також забруднює повітря: що ми вдихаємо поблизу дата-центрів

Штучний інтелект має значні екологічні витрати, які значно перевищують енергію, необхідну для функціонування серверів та обчислювальних систем. Хоча розширення дата-центрів призводить до зростання попиту на електроенергію та воду для охолодження, існує ще один аспект, який ризикує залишитися поза увагою – це якість повітря в районах, де будуються та використовуються ці інфраструктури.

Увагу на цю проблему звертає Глорі Долфін Хеммес, генеральний директор IQAir North America, яку я інтерв’ював, щоб з’ясувати, які наслідки може мати розвиток інфраструктури, необхідної для штучного інтелекту, для здоров’я людей та навколишнього середовища.

За оцінками Міжнародного агентства з енергетики (IEA), світове споживання електроенергії дата-центрів має більш ніж подвоїтися до 2030 року, зокрема через поширення штучного інтелекту.

Це зростання стосується не лише електромережі. Залежно від того, як виробляється енергія та які технології використовуються безпосередньо в приміщеннях дата-центрів, вони можуть сприяти викидам дрібних частинок, оксидів азоту та інших забруднювачів. Проблема полягає у тому, що частина цих викидів невидима неозброєним оком, але все одно може потрапляти до населених пунктів, що знаходяться поблизу.

Від дизельних генераторів до газових турбін: що ми вдихаємо?

Одним із основних елементів, які потрібно враховувати, є дизельні генератори аварійного живлення. Центри обробки даних мають забезпечувати постійне електроживлення, адже навіть короткочасна перерва може пошкодити роботу комп’ютерних систем. Тому вони використовують генераторні установки, які запускаються при втраті електроенергії від мережі, а також періодично працюють під час тестів.

Центри обробки даних використовують дизельні генератори аварійного живлення: деякі з них мають сотні таких пристроїв, що може призводити до високого рівня викидів.

Фото: Motor1 Italia visual (з допомогою ШІ)

Їхній вплив залежить від розмірів, частоти використання та систем контролю викидів. Одна велика споруда може містити десятки, а в деяких випадках — сотні генераторів. Коли кілька пристроїв працюють одночасно, загальні викиди можуть стати значними, навіть якщо кожен генератор використовується лише протягом обмеженого часу.

Серед найбільш проблемних забруднювачів є частинки PM2.5, тобто частинки діаметром менше 2,5 мікрометрів, та оксиди азоту (NOx). До них додаються монооксид вуглецю та інші сполуки, які містяться у відпрацьованих газах дизельних двигунів.

Частинки PM2.5 є особливо небезпечними, оскільки через свої малі розміри вони можуть проникати глибоко в легені, а деякі з них навіть можуть потрапити у кровотік. Вплив цих частинок пов’язаний із підвищеним ризиком респіраторних та серцево-судинних захворювань. Діоксид азоту (NO2), один із компонентів NOx, може подразнювати дихальні шляхи, погіршувати симптоми астми та сприяти утворенню тропосферного озону та додаткових частинок.

Всесвітня організація охорони здоров’я рекомендує середню річну концентрацію, яка не повинна перевищувати 5 мікрограмів на кубічний метр (µg/m³) для частинок PM2.5 та 10 µg/m³ для діоксиду азоту. Це орієнтовні значення, засновані на захисті здоров’я, які не обов’язково збігаються з законодавчими обмеженнями, що діють у окремих країнах. Як зазначає Хаммес, не існує рівня забруднення повітря, який був би повністю безризиковим.

Ще одним елементом, який потрібно стежити, є зростаюче поширення турбін на природному газі, які деякі оператори розглядають для задоволення енергетичних потреб своїх інфраструктур. Порівняно з аналогічними дизельними установками, ці машини зазвичай виробляють менше частинок та сірчаної кислоти, але продовжують викидати NOx та монооксид вуглецю.

Основна різниця стосується насамперед тривалості роботи. Дизельні генератори зазвичай призначені для надзвичайних ситуацій, тоді як газові турбіни можна використовувати протягом тривалого часу, безпосередньо забезпечуючи частину електроенергії, необхідної для дата-центру. Навіть за умови меншого рівня викидів на одиницю виробленої енергії, постійна робота може спричинити значне накопичення забруднення.

Також не варто забувати про те, що відбувається за межами приміщень дата-центрів. Електроенергія, яка використовується дата-центрами, має бути вироблена десь, і залежно від місцевого енергетичного балансу зростання попиту може вимагати більшої кількості електроенергії від вугільних та газових електростанцій. У цьому випадку йдеться про непрямі викиди, які слід відрізняти від прямих викидів, що утворюються двигунами та обладнанням, які знаходяться в дата-центрах.

Щоб належним чином оцінити вплив штучного інтелекту на навколишнє середовище, недостатньо вимірювати ступінь забруднення, яку створює окрема інфраструктура: потрібно також враховувати викиди, пов’язані з електроенергією, яку вона споживає, та її вплив на всю енергетичну мережу. Як сказала Глорі Долфін Хеммс:

«Центр обробки даних може створювати відносно незначне забруднення на місці, проте все одно сприяти викидам в інших місцях завдяки електроенергії, яку він споживає».

Справа Вірджинії та важливість моніторингу повітря

Конкретний приклад походить зі Сполучених Штатів, а саме з Північної Вірджинії — однієї з регіонів з найвищою концентрацією центрів обробки даних у світі. Згідно з дослідженням Університету Вірджинії Коммонвелт, опублікованим у лютому 2026 року, у період з 2015 по 2023 рік викиди від аварійних генераторів, які використовуються в центрах обробки даних, значно зросли: викиди частинок збільшилися на 139%, а викиди оксидів азоту — на 111%.

Atem Car — це пристрій IQAir, який очищує повітря в салоні за допомогою фільтра HyperHEPA Plus.

Фото: IQAir

Це дані, які свідчать про зростання викидів, але самі по собі не дозволяють визначити, яка частина забруднювачів фактично потрапляє до житлових будинків та людей, які проживають поблизу. З цієї причини Департамент якості навколишнього середовища штату Вірджинія розпочав спеціальний проект моніторингу в округах Лаудун та Прінс-Вільям з метою дослідження можливих наслідків для якості повітря, пов’язаних із інфраструктурою центрів обробки даних.

Саме тут на сцену виходять технології моніторингу в реальному часі. Центральні пристрої є незамінними для контролю дотримання стандартів якості повітря, але вони можуть знаходитися на великій відстані від об’єктів, які потрібно контролювати. Тому вони не завжди здатні виявляти локальні зміни, які можуть суттєво змінюватися навіть протягом кількох сотень метрів.

Розподілена мережа датчиків може доповнювати офіційні вимірювання, виявляючи можливе зростання концентрацій забруднювачів поблизу дата-центрів, навіть під час випробувань генераторів чи їхньої роботи в надзвичайних ситуаціях. Деякі спеціалізовані пристрої також можуть виявляти певні речовини, такі як діоксид азоту.

Розподілені датчики виявляють підвищення рівня забруднювачів поблизу дата-центрів, поєднуючи ці дані з метеорологічною інформацією для визначення їхніх можливих джерел.

Фото: Motor1 Italia visual (з допомогою ШІ)

Поєднання цих даних з метеорологічною інформацією, зокрема з напрямком та швидкістю вітру, дозволяє виявити потенційні критичні точки та детальніше з’ясувати походження забруднення. Це не означає, що кожне підвищення, зафіксоване датчиком, обов’язково пов’язане з дата-центром, але це дає більш детальну картину, ніж та, яку надають лише регіональні станції вимірювань.

Для Хаммеса прозорість має бути невід’ємною частиною розвитку цих інфраструктур. Оператори повинні надавати інформацію про рівень викидів, кількість годин роботи генераторів та використовувані системи зниження викидів. Завданням влади є встановлення вимог щодо моніторингу та незалежна перевірка дотримання правил. Незалежні організації та громадяни також можуть допомогти, розширюючи охоплення вимірювань.

У сфері регулювання генеральний директор IQAir North America вважає, що існуючі екологічні правила є важливою основою, але не завжди достатніми для протидії швидкій концентрації нових об’єктів у певних районах. Один дата-центр може мати відносно низькі рівні викидів, проте сумарний ефект від кількох об’єктів у одній зоні може бути зовсім іншим. Тому необхідно оцінювати кумулятивні викиди вже на етапі отримання дозволу, враховуючи також години роботи, періодичні тести та ефективність систем контролю.

Пропонується впровадити періодичну звітність про стан навколишнього середовища, яка міститиме дані про споживання енергії та якість повітря, разом із постійним моніторингом 24 години на добу як всередині об’єктів, так і в навколишніх громадах.

Чи може ШІ розвиватися без погіршення якості повітря?

На думку Хаммеса, так, за умови, що оператори будуть конкретно інвестувати в відновлювані джерела енергії, такі як вітрова та сонячна енергія, підтримувані системами накопичення. Акумулятори також можуть допомогти зменшити залежність від традиційних дизельних генераторів, тоді як підвищена енергоефективність обмежить кількість електроенергії, необхідної для живлення серверів.

Глорі Долфін Хаммес, генеральний директор IQAir North America

Фото: IQAir

Отже, виклик стосується не лише здатності будувати все потужніші дата-центри, а й способу їх живлення.

Чому екологічні витрати ШІ вимірюються не лише у кіловат-годинах та літрах води: потрібно також враховувати те, що потрапляє у повітря, яким дихають люди, що живуть поблизу цих інфраструктур.

Дивіться також