人工智能正在迅速改变各行各业，但其隐性的环境成本也日益不容忽视。联合国大学（UNU）近期发布的一项关于人工智能环境影响和地球资源利用的研究指出，人工智能基础设施的快速扩张可能会对全球水系统、土地利用和气候稳定造成严重压力。
该研究估计，到2030年，人工智能数据中心每年可能消耗约945太瓦时的电力，几乎是巴基斯坦、孟加拉国和尼日利亚三国电力总和的三倍，而这三个国家的人口总数超过650亿。除了电力需求外，这种需求还会导致冷却系统需要大量用水，并占用大量土地用于能源基础设施建设。
这些发现凸显了一个日益令人担忧的问题：人工智能对环境的影响不再仅仅局限于碳排放；它现在涵盖了多个相互关联的环境系统。
人工智能基础设施能源需求不断增长
人工智能系统的核心是数据中心，而数据中心需要持续不断的电力和冷却。联合国大学的研究表明，这种需求的增长速度远超大多数可持续发展框架的追踪能力。
- 数据中心可能达到 到 2030 年，每年电力消耗量将达到 945 太瓦时。
- 一个被广泛使用的人工智能系统流程 每天约2.5亿次提示。
- 合计 全球人工智能能源使用 预计随着每日新增用户数量的增长，其增长速度将呈指数级增长。
尤其令人担忧的是，效率的提高往往会导致使用量的增加，这种现象被称为反弹效应，即更便宜、更快捷的人工智能访问会刺激更多的消费，而不是减少消费。
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碳排放之外的水土压力
虽然碳排放经常主导人工智能可持续性辩论，但联合国大学的这项研究强调，人工智能对环境的影响还包括经常被忽视的重大水资源和土地压力。
- 人工智能相关的水消耗量可能相当于 1.3亿人的年度家庭用水需求 通过2030。
- 人工智能基础设施的占地面积可能超过 14,500平方公里面积几乎是雅加达都市区面积的两倍。
- 数据中心的冷却系统会显著加剧区域水资源压力，尤其是在易干旱地区。
重要的是，即使是通常被视为“绿色解决方案”的可再生能源系统，也会增加对水和土地的需求，从而造成权衡取舍，而不是简单的环境效益。
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人工智能增长带来的全球影响不均衡
人工智能对环境的影响并不均衡分布。虽然其带来的益处遍及全球，但对基础设施的影响却集中在特定地区。
联合国大学的研究报告指出：
- 超过 全球90%的人工智能计算能力集中在美国和中国。
- 超过 150个国家缺乏重要的AI基础设施
- 数据中心扩张加剧了本已不堪重负的电网的电力压力。
- 水耗量大的冷却系统 通常位于已经面临资源匮乏的地区
这就造成了明显的失衡，一些地区承担了环境成本，而另一些地区则获得了大部分经济利益。
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为什么仅仅提高效率是不够的
该报告的关键发现之一是，提高人工智能系统的效率并不会自动降低其对环境的影响。虽然更快、更节能的计算通常被视为一种解决方案，但实际情况更为复杂。在许多情况下，更低的成本和更高的性能实际上会刺激更高的使用量，从而抵消环境效益，并导致整体资源消耗的持续增长。
该研究警告说，除非政策不再仅仅关注排放，而是开始解决包括水、土地和材料需求在内的所有资源的总体使用情况，否则人工智能对环境的影响可能会继续扩大。
报告还重点指出了一些新出现的问题，例如芯片和服务器基础设施中关键矿物的需求不断增长，预计到 2030 年电子垃圾将增长到每年约 2.5 万吨，以及为人工智能硬件生产提供重要材料的矿区正在发生的环境恶化。
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迈向负责任的人工智能未来
尽管存在风险，联合国大学的这份报告并未呼吁限制人工智能的发展。相反，它建议建立一个基于可持续发展原则的“负责任的人工智能生态系统”。
主要建议包括：
- 从一开始就设计兼顾效率和资源限制的人工智能系统
- 将人工智能基础设施规划与水、能源和土地政策相结合
- 提高透明度 环境报告 人工智能公司
- 鼓励全球合作，以减少基础设施获取方面的不平等现象
- 倡导从生产到处置的全生命周期责任
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结束
人工智能正在迅速改变经济和社会，同时也重塑着地球资源的利用方式。正如联合国大学的研究表明，这不仅仅是一场技术变革，也是一项环境挑战。
展望未来，应对人工智能的影响需要的不仅仅是创新，还需要全球合作、更完善的治理，以及衡量进展的标准不仅包括计算能力，也包括环境可持续性。
人工智能日益扩大的环境压力（关键数据概览）
资源类型 |
2030 年预计影响 |
语境 |
|---|---|---|
电力 |
每年945太瓦时 |
几乎是巴基斯坦、孟加拉国和尼日利亚三国总用电量的三倍 |
水 |
相当于1.3亿人的家庭用量 |
主要用于制冷和能源生产 |
度假村岛上活动 |
14,500平方公里 |
~2× 雅加达都会区 |
电子废物 |
每年最多可达2.5万吨 |
从人工智能硬件生命周期来看 |
常見問題解答
1. 什么是人工智能的环境足迹？
人工智能的环境足迹是指人工智能系统对环境的总体影响，包括电力消耗、冷却用水量、数据中心所需的土地以及电子垃圾的产生。
2. 未来人工智能数据中心将消耗多少能源？
根据联合国大学 (UNU) 关于人工智能对环境影响的研究，到 2030 年，数据中心每年可能消耗约945 太瓦时的电力，这几乎是巴基斯坦、孟加拉国和尼日利亚等国家用电量总和的三倍。
3. 为什么人工智能需要消耗这么多水？
人工智能数据中心需要持续的冷却系统以防止过热。冷却过程以及发电过程会导致大量的水资源消耗，预计到2030年，其消耗量将相当于约1.3亿人口的年度家庭用水需求。
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