データセンターは、ますます生成AIが普及する世界を支える不可欠な基盤であり、膨大な量の電力を消費し、大量の熱を発生させます。
特に欧州の国々では、この廃熱を再利用して、地域の家庭や企業に電力を供給する取り組みが先駆けて進められています。
データセンターの熱を振り向けることは完全な解決策ではありませんが、AIがもたらす恩恵と気候への影響とのバランスを取るうえで重要な一歩である、と世界経済フォーラムは白書「人工知能のエネルギー・パラドックス」の中で述べています。人工知能のエネルギー・パラドックス。
ChatGPTやその他の生成AIチャットボットに質問するたびに、そのサーバーは0.14キロワット時の電力を消費して回答を生成しています。これは、LED電球14個を1時間点灯させるのに相当します。さらに、その質問と回答は、保存すべき新たなデジタルデータとなります。
2024年時点で、世界は149ゼタバイトのデータを作成していました。2028年までに、世界のデータ作成量は約400ゼタバイトに達すると予想されています。1ゼタバイトは1,000,000,000,000,000,000,000バイト（つまり1垓(がい)バイト）の記憶容量に相当するといえば、この増え続けるデータの山がいかに膨大であるかがおわかりいただけるでしょう。
データセンターは、増大する需要に対応し、冷却を維持するために奮闘しています。電力需要が絶えず高まるため、サーバーはますます高温になり、過熱を防ぐために水冷システムが必要となります。昨年のワシントン・ポストの調査によると、100語のメール1通を生成するには、エビアンのボトル1本分の水が必要になるという結果が出ており、適切な温度を維持するためには水が欠かせません。
これらはいずれも持続可能性の観点からは望ましくありません。しかし、各国や組織は、これらのエネルギー大量消費施設をより環境に優しい設備へと転換する方法を模索しています。その一つが、データセンターで発生する熱を地域の家庭や企業へと送る取り組みです。
データセンターの熱を活用する
この方式では、データセンターの余剰熱が地域暖房に変換されます。これは、データセンターから延びる断熱配管のシステムであり、地域内の複数の建物に熱を届ける仕組みです。
上のグラフが示すとおり、米国は世界で圧倒的に多くのデータセンターを有しています。実際、その数は非常に多く、米国エネルギー情報局は最近、これらの施設が今年と来年に、同国の電力消費量を過去最高水準に押し上げると発表しました。しかし、米国は廃熱の活用において先頭に立っているわけではありません。むしろ欧州、特に北欧諸国が先導しています。
スウェーデンでは、ストックホルム・データパークスという取り組みが、政治および産業界のリーダーと連携して実施されています。この取り組みでは、同市のデータセンターで発生する廃熱を利用して住民の家庭を暖めています。目標は、熱を一切無駄にしないデータセンター産業を運営することです。隣国フィンランドでは、Nebius社がマンツァラ（Mäntsälä）に持続可能なデータセンターを設立しており、年間約20,000MWhのエネルギーを回収しています。これは、フィンランドの家庭2,500世帯分の暖房に相当する量です。
車で約1時間の距離にあるヘルシンキ近郊では、マイクロソフトが「データセンター・リージョン」全体の建設を進めています。同社によれば、これは「データセンターの廃熱を再利用する世界最大の取り組みとなる見込みです。完成すると、フィンランド第2の都市エスポーと、隣接する2つの自治体の暖房を賄うことが期待されています。
欧州の他の地域では、タラフト地域暖房計画（アイルランド）が運用開始初年度に1,100トンのCO2を削減しました。この計画では、近隣のAmazonのデータセンターから出る廃熱を地域の建物に供給しています。また英国では、ロンドン市長が市内西部における新たな地域暖房ネットワークの計画を最近発表しました。このネットワークは、地域のデータセンターを通じて9,000世帯以上を暖房することが見込まれています。
データセンターのパラドックス
データセンターの廃熱を振り向けることは万能の解決策ではありませんが、生成AIという魔人がすでに瓶から解き放たれた今、各国が講じるべき重要な一歩です。ある将来シナリオでは、国際エネルギー機関は次のように予測しています。データセンターは2030年までに世界の電力需要の3%を消費する。そのため、AIがもたらす恩恵と、それに伴う気候への波及的影響とのバランスを取ることが課題となっています。
これは、世界経済フォーラムの最近の白書「人工知能のエネルギー・パラドックス」で取り上げられているテーマです。同白書は、AIシステムが「課題と機会の両方をもたらす」ことを認めています。
世界経済フォーラムは、人工知能に対するガードレールをどのように構築しているのでしょうか。
AI卓越センターは、各分野のリーダーをつなぎ、急速に進化する人工知能と、それが経済や社会に及ぼす影響を理解するための場を提供しています。AIの導入に伴う機会、リスク、トレードオフに関する有意義な対話を支援しています。
信頼できる場と協働イニシアチブを通じて、同センターは、パートナーが共通理解を構築し、責任あるAIの革新と活用のアプローチに向けて協力できるよう支援しています。
白書では、持続可能なAI導入を支援するための主要なパートナーシップ、枠組み、政策を概説するとともに、注視すべき4つの分野を挙げています。
脱炭素化のためのAI活用
透明性が高く効率的なAIの電力利用
技術と設計における革新
効果的なエコシステムの協働。
また白書は、データセンターがどのように電力を消費するかについても分析しています。それによると、IT機器が電力需要の40〜50%を占め、冷却システムが30〜40%、セキュリティや照明などの補助設備が10〜30%を必要とします。白書によれば、よりエネルギー効率の高いデータセンターを構築するにはさまざまな戦略が必要であり、熱の再利用はそのうちの一つにすぎません。
部門横断的なパートナーシップの成功例として、白書はフィンランドにあるGoogleのハミナ・データセンターに言及しています。このデータセンターは、年間熱需要の80%を供給しておりと、同社は述べています。地域暖房ネットワークに供給しています。
データセンターは気候危機の一因となり得る一方で、解決策にもなり得ます。報告書は次のように述べています。「AIは、資産の最適化、イノベーションの推進、持続可能な技術の実現を通じて、エネルギー転換において極めて重要な役割を果たすことができます。」さらに、「AIは、エネルギー消費の最適化、予知保全の実現、エネルギーのバリューチェーン全体の効率向上に、すでに活用されています。」
