AIのエネルギー問題:炭素除去を待てない理由

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Carbon removal could be part of a holistic strategy to manage climate risk without curbing AI’s rapid expansion.Image: Getty Images
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  • 人工知能(AI)技術は急速に進歩しており、中国の新興企業DeepSeekは、AIをよりエネルギー効率の高いものにする上で大きな前進を遂げたと主張している。

  • 気候リスクのさらなる深刻化を防ぐため、AIの導入が拡大し続ける中で、この効率向上は、クリーンエネルギーと炭素除去の成長加速と組み合わせる必要がある。

  • 炭素除去供給の見込みギャップは、大気中の炭素を除去するプロジェクトをさらに開発するため、AI企業が多額の投資と早期の行動を支援しなければならないことを意味する。

中国の人工知能(AI)企業DeepSeekの最近の発表は、クエリ当たりの計算能力を潜在的に90%削減する可能性があると報じられており、金融市場に衝撃を与えた。投資家は素早く反応し、エネルギー関連株の急落を引き起こし、AIの急増するエネルギー需要に関する長年の前提に疑問を投げかけている。

この市場の混乱はAIの急増するエネルギー消費に注目を集めた一方で、DeepSeekの高性能かつ低コストの製品をめぐる熱狂は、より深刻で憂慮すべき現実も露呈させた。すなわち、AIによって生じるエネルギー需要を確実に予測する方法は存在しない、ということだ。この不確実性は、AIの成長が世界の気候目標を損なわないようにするための、リスクヘッジ戦略の必要性を浮き彫りにしている。

問題は深刻である。世界気象機関によれば、昨年は公式に観測史上最も暑い年となり、極端な気象が世界中で大きな被害をもたらした。米国だけでも、2024年に発生した27件の個別の気象・気候災害により、1,827億ドルの損害が生じており、温暖化する地球がもたらす経済的影響を浮き彫りにしている。

気候リスクのさらなる深刻化を防ぐには、AIの急速な拡大を、クリーンエネルギー、インフラ改善、炭素除去を統合した包括的な緩和戦略とバランスさせなければならない。

AIの導入とクリーンエネルギーの成長の対比

DeepSeekは、AIモデルの学習がよりエネルギー効率の高いものになり得ることを証明したかもしれないが、同社の発表が提起する真の問いは、この技術の急激な導入がクリーンエネルギーを上回るかどうかである。

企業向けAI支出は、2027年までに4,070億ドルに達すると予測されており、年平均成長率(複利)は36.2%である。再生可能エネルギーも「前例のない速度で」拡大しているものの、AIの加速する導入は依然としてクリーンエネルギーの供給を上回る可能性がある。国際エネルギー機関(IEA)は、2030年までに再生可能エネルギーが世界の電力の約半分を供給しうると推計している。これにより世界全体で5,500ギガワット(GW)の新たな発電容量が加わることになり、これは中国、EU、インド、米国の現在の発電容量を合わせたものにほぼ相当する。

入手可能なデータに基づく私の分析では、AI関連の電力消費量が2027年までに年間134テラワット時(TWh)に達し、その需要の38%のみが再生可能エネルギーで賄われるとすると、依然として83.08TWhが化石燃料によって供給されることになる。2023年の世界平均炭素強度である1キロワット時当たり481グラムの二酸化炭素(gCO2/kWh)を用いると、年間で約3,996万メートルトンのCO2が排出されることになる。これは重大な課題を浮き彫りにしている。すなわち、AIのエネルギー需要はクリーンエネルギーの拡大を上回るペースで増加する見込みであり、化石燃料への依存が続く状況を固定化しかねない、ということだ。

過去の傾向からは、AIの効率が向上しても、エネルギー需要は依然として増加する可能性があることが示唆される。ジェボンズのパラドックスは、産業革命期に初めて観察されたもので、石炭を燃焼する技術の効率が高まるにつれ、経済生産性の向上と利用しやすさの拡大により、石炭の全体消費量はむしろ増加したことを示した。

これがAIにも当てはまるならば、技術の運用コストが下がるにつれて導入は加速する可能性が高く、効率が向上してもエネルギーの総使用量は増加するだろう。

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AIインフラのギャップ

これは憂慮すべき事態である。IEAが報告しているように、送電網のボトルネック、許認可の遅延、系統混雑により、クリーンエネルギーの迅速な導入が妨げられているためだ。米国では、新規のエネルギー事業が系統接続のために最長5年待たされるケースがあり、現在、これにより2,600GWのクリーンエネルギー発電容量が遅延している。米国と欧州の双方で、データセンター事業は――その一部は小都市一つ分に相当する電力を必要とする場合がある――系統への接続において複数年にわたる遅延に直面する可能性もある。

エネルギー需要が信頼できる供給を上回る中、AI企業はクリーンエネルギー、すなわち排出削減のみに頼ることはできない。供給不足は避けられない排出を意味し、そのため炭素除去は企業の社会的責任にとどまらず、AIの継続的な成長に不可欠な要件となっている。

新たな排出の放出を防ぐ排出削減とは異なり、炭素除去は、既に大気中に存在する二酸化炭素(CO2)や、削減しきれない残留排出を取り除く。これがなければ、AI企業は今後数十年にわたり高排出構造を固定化するリスクを抱え、信頼性のあるネットゼロ戦略を求める規制当局、投資家、顧客からの監視が強まることに直面しかねない。

現時点では義務的な遵守要件は存在しないものの、規制は導入されつつある。EUはすでに正式に採択し、永続的な炭素除去に関する世界初の政府認証枠組みを定めており、これは同地域の確立された排出量取引制度への統合への道を開くものである。

したがって、緊急の排出削減努力と並行して、炭素除去は、クリーンエネルギーソリューションや効率化策によっては緩和できない排出に対する最後の備えとなる。これらの戦略をすべて同時に展開することで、脱炭素化に向けた進展を維持しながら、AIの増大するエネルギー需要に対応することができる。

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今こそ炭素除去への投資を

排出量増加と炭素除去の供給不足のリスクを管理するため、AI企業は今すぐ炭素除去事業者と長期契約を確保すべきである。2030年までに、永続的な炭素除去に対する年間需要は、約4,000万~2億メートルトンのCO2に及ぶ可能性があると、2023年のボストン コンサルティング グループの報告書は示している。ただし同調査はまた、これまでに発表されたプロジェクトは約3,300万メートルトンにしか相当しないことも指摘している。

この大きな供給ギャップには、多額の投資と早期の行動が求められる。バイオ炭による炭素除去(BCR)や直接空気回収(DAC)のような永続的な炭素除去ソリューションを拡大するには、インフラ整備、許認可、資金調達に数年を要する見込みであり、これらのプロジェクトが稼働に至るまでに最長10年かかる場合もある。インフラへの即時投資がなければ、将来の需要を満たすだけの炭素除去供給は確保できないだろう。

世界経済フォーラムのファースト・ムーバーズ・コアリションの加盟企業であるマイクロソフトは、これまでに炭素除去の最大の企業購入者として台頭しており、2024年第3四半期末までの累計契約量の70%を占めている。排出削減と並行して、同社は森林再生などの自然ベースの炭素除去ソリューションや、BCR、DAC、そして炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー(BECCS)などの工学的な除去技術の双方に投資してきた。これらの投資は二重の目的を果たしている。すなわち、マイクロソフト自身の排出量のバランスを取るとともに、将来の需要を満たすのに十分な炭素除去供給を確保することである。

手遅れになる前にAIの気候リスクを緩和する

DeepSeekに対する最近の金融市場の反応は、AIの長期的なエネルギー消費について、いかに可視性が乏しいかを示している。気候対策を怠ることによるコストが膨らみ続け、経済的・社会的負担が増大する中、AIのエネルギー需要の増加は即時の行動を必要としている。

AIの運用効率化とクリーンエネルギーは、AIの増大するエネルギー需要のバランスを取る助けとなるが、それでもすべての排出を解消できるわけではない。そこで必要となるのが炭素除去である。炭素除去は、企業の後付けの配慮ではなく、不可欠な安全策として位置づけられるべきである。炭素除去は、残留排出への対処とともに、気候対策の進展を損なうことなくAIが拡大を続けられるようにするうえで重要な役割を果たしうる。

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