Kirjoittajat: Erkki Mervaala & Salla-Maaria Laaksonen
Generatiivisen tekoälyn ympäristövaikutukset ovat viime kuukausina viimein alkaneet näkyä uutisissa. Digitaalinen teknologia kuluttaa yhä suuremman osan maailman sähköstä, arviolta 7–9 %, ja sen kontolla on arviolta 2–4 % globaaleista hiilidioksidipäästöistä – osuus on jo suurempi kuin lentoliikenteen 2 % [1]. On arvioitu [2], että vuoteen 2040 mennessä digitaalinen teknologia aiheuttaisi jo 14 % maailman hiilidioksidipäästöistä. Vuonna 2024 julkaistu analyysi [3] muistuttaa, että jos haluamme rajoittaa yksilön kulutuksen 1,5 asteen lämpenemisen mukaiseen hiilibudjettiin, vie nykyinen digitaalisen median käyttömme tästä budjetista jo 40 %. Se on pysäyttävä luku.
Hurjat luvut johtuvat paljolti siitä, että generatiivisen tekoälyn kehittäminen ja käyttö tarvitsevat yhä enemmän resursseja. Lisääntynyt energiankulutus on jo nyt aiheuttanut sen, että teknologiayritykset ovat luopumassa päästövähennystavoitteistaan. Google raportoi kesällä 2024, että sen energiankulutus oli viidessä vuodessa noussut 50 % tekoälyn kehittämisen, kouluttamisen ja käytön takia. Yhtiö myönsi, että kehitys voi vesittää sen tavoitteen saavuttaa nettonollapäästöt vuoteen 2030 mennessä. Tällä hetkellä moni teknologiajätti rakentaa omia, usein fossiilisia polttoaineita käyttäviä voimaloitaan, jotta datakeskuksille riittää sähköä.
Keskustelu tekoälyn ympäristövaikutuksista käynnistyi, kun mallien koulutuksen energiakulutuksesta raportoitiin. Energiankulutus on huomattavan suurta. Kalifornian yliopiston analyysin mukaan OpenAI:n GPT-3-mallin kouluttaminen vaati energiaa lähes 1,3 megawattituntia, mikä vastaa noin 120 amerikkalaiskodin vuoden sähkönkulutusta. Lisäksi juomakelpoista vettä kului 700 000 litraa. Nyt käytössä olevien uudempien ja suurempien mallien kulutus on jo moninkertaista.
Samaan aikaan tiedämme, että yleisesti ottaen digitaalisen teknologian päästöistä yli 90 % aiheutuu teknologian käytöstä. Joka kerta, kun käyttäjä tekee kyselyn vaikkapa ChatGPT:llä, sähköä kuluu tiedonvälitykseen, laskentaan ja päätelaitteen käyttöön. On arvioitu, että keskimääräinen kehotekysely ChatGPT:llä kuluttaa moninkertaisesti energiaa verrattuna yksinkertaiseen, “perinteiseen” verkkohakuun. Vedenkäytöstä yksi laajalti levinnyt esimerkki on yhden kyselyn hinnaksi esitetty puolen litran juomavesipullo.
Tällaiset vertailut ovat hyviä keskustelunherättäjiä, mutta johtavat usein vääntöön lillukanvarsista: oliko mittaus nyt huomioinut sittenkään kaikkea, oliko mittakaava oikea, ja entäs se vesipullo, jonka kuitenkin joisit joka päivä.
Mittarit ja mittakaava hukassa
Generatiivisen tekoälyn ja muidenkin mediamuotojen ympäristövaikutusten laskeminen auttaisi niin kuluttajia kuin yrityksiäkin arvioimaan niiden aiheuttamia harmeja. Esimerkiksi lentoja ostavalle kuluttajalle CO2-lukemat kertovat selvästi sen, että suora lentoyhteys on parempi kuin välilaskullinen, junasta puhumattakaan. Median kuluttajalle mitään tällaista informaatiota ei ole tarjolla.
Tekoälyn päästöjä onkin hankala mitata, sillä siinä pitäisi huomioida koko tuotanto- ja käyttöketju tiedonsiirtoineen päivineen datakeskuksista loppukäyttäjälle asti. Periaatteessa elinkaarimalliin pitäisi laskea mukaan myös konesalin palvelinten ja loppukäyttäjän päätelaitteen valmistamisesta aiheutuneet päästöt. Muuttujia on siis lukuisia.
Sen kuitenkin tiedämme, että digijättien energiantarve, vedentarve ja päästöt kasvavat. Vedentarpeesta tiedämme esimerkiksi sen, että Googlen Muhokselle kaavaileman datakeskuksen odotetaan ottavan 20 miljoonaa kuutiota Oulujoen vettä vuodessa – ja tästä vedestä 70 % haihtuu jäähdytysprosessissa. Yksittäisen tekoälykeskustelun jalanjäljen kaltaisiin hähmäisiin faktoideihin jumittaminen harhauttaa meidät, emmekä näe datakeskustonttimetsää puilta: generatiivisen tekoälyn ympäristöjalanjäljessä oleellista on ympäristövaikutusten mittakaava.
Elämme hetkeä, jossa teknologiajätit luopuvat päästövähennystavoitteistaan resurssisyöpön tekoälyn vuoksi. OpenAI:lla ei ilmastotavoitteita ole eikä se julkaise edes ympäristöraportteja. Kun yhtä tekoälydatakeskusta varten on järkevää alkaa rakentaa fossiilienergiavoimalaitosta, jonka kapasiteetti on puolet koko Suomen ydinvoimakapasiteetista, aletaan puhua hypen todellisesta hinnasta.
Todellista hintaa maksavat esimerkiksi ne tavalliset ihmiset, jotka sattuvat asumaan datakeskuksen läheisyydessä. Hiljan Bloomberg uutisoi, että sähkön kuukausittainen tukkuhinta datakeskusalueilla on viidessä vuodessa noussut jopa 267 %. Datakeskusten lähistöllä kärsitään myös usein niin melu- kuin pienihiukkashaitoista ja vesipulasta. Lisäksi datakeskukset vievät paljon maapinta-alaa ja käyttöiältään lyhytikäisten sirujen ja palvelinten tuotanto kuluttaa harvinaisia maametalleja.
Epävarmuus ei saa estää toimintaa
Tällä hetkellä keskustelu generatiivisen tekoälyn ja muiden digitaalisten palveluiden ympäristövaikutuksista pysähtyy helposti siihen, ettei päästöjä pystytä mittaamaan tarkasti ja luotettavasti. Epätarkkuus ei ole kuitenkaan estänyt meitä laskemasta sentilleen vaikkapa oman auton käytöstä työmatkalla maksettavaa kilometrikorvausta. Tuskin sekään luku on aivan tarkalleen kiinni todellisuudessa ja huomioi aivan kaiken auton kulumisen, mutta olemme kuitenkin hyväksyneet tämän epätarkkuuden.
Koska digitaalisen teknologian hiilijalanjäljen mittaaminen on luonteeltaan hankalaa ja muuttuvaista, on aika siirtyä vaikutusten mittaamisesta ja ennustamisesta suoraan vaikutusten lieventämiseen. Pelkästään datakeskusten ympäristövaikutuksia ja kasvavaa energiantarvetta koskevien tietojen pohjalta siihen olisi syitä aivan tarpeeksi. Samaa suosittavat muutkin tutkijat [4].
Kun Google ilmoitti luopuvansa päästötavoitteestaan, se perusteli asiaa toteamalla, että ”tekoälyn tulevan ympäristövaikutuksen ympärillä vallitseva epävarmuus on monimutkaista ja vaikeasti ennustettavissa”. Niin on. Mutta samaan aikaan teknologiayritykset itse luovat tulevaisuutta, jossa tekoäly on vääjäämätön osa jokaista palvelua. Googlekin lisäsi viime vuonna hakutuloksiinsa tekoälytiivistelmän, josta käyttäjä ei pääse eroon.
Erkki Mervaala (VTT) on erikoistutkija Suomen ympäristökeskuksen Yhteiskunnan muutos -yksikössä. Hän tutkii ilmastonmuutosviestintää eri medioissa hyödyntäen erilaisia koneoppimiseen ja tekoälyyn perustuvia analyysimetodeja. Hän on muun muassa mukana Koneen säätiön rahoittamassa ILMEST-hankkeessa, joka tutkii ilmastoestämisen eri muotoja Suomessa.
Salla-Maaria Laaksonen (VTT) on viestinnän dosentti ja yliopistotutkija Helsingin yliopiston Kuluttajatutkimuskeskuksessa. Hän tutkii viestintää, teknologiaa ja organisoitumista alustayhteiskunnassa. Hän johtaa Koneen säätiön rahoittamaa hanketta Greener Bits: Digitaalisen median ylikulutus ja sen ympäristövaikutukset.
Teksti on rinnakkaisjulkaistu myös Suomen Ympäristökeskuksen blogissa.
Akateeminen kirjallisuus:
[1] The World Bank and International Telecommunication Union, 2024. Measuring the Emissions & Energy Footprint of the ICT Sector: Implications for Climate Action. Washington, D.C. and Geneva. https://www.itu.int/hub/publication/d-ind-clim-2023-01/
[2] Lotfi Belkhir, Ahmed Elmeligi (2018). Assessing ICT global emissions footprint: Trends to 2040 & recommendations, Journal of Cleaner Production, Volume 177. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.12.239
[3] Istrate, R., Tulus, V., Grass, R.N. et al. (2024). The environmental sustainability of digital content consumption. Nat Commun 15, 3724. https://doi.org/10.1038/s41467-024-47621-w
[4] Gritsenko, D., Aaen, J. & Flyvbjerg, B. (2024) Rethinking digitalization and climate: don’t predict, mitigate. npj Clim. Action 3, 43.https://doi.org/10.1038/s44168-024-00127-z
Rajapinta 