OpenAI の ChatGPT によって引き起こされた人工知能革命は、米国各州間でデータセンター投資を誘致する前例のない争奪戦を引き起こし、同時にこの技術の膨大なエネルギー需要と環境への影響について深刻な懸念を引き起こしている。
各州が大規模な財政インセンティブで競争
データセンター投資を確保する競争は、2022年末の ChatGPT デビュー以来劇的に激化している。各州は現在、数千万米ドル相当の財政インセンティブを提供しており、一部のパッケージは数億米ドルに達している。Kansas 州は最近、データセンター建設に対する新たな売上税免除を承認し、Kentucky 州と Arkansas 州は既存のプログラムを拡張してより多くのプロジェクトを対象とした。Michigan 州のアプローチには、クリーンエネルギーの使用と市営水源を要求する保護措置が含まれており、環境問題への意識の高まりを反映している。
競争は非常に激しくなり、現在約36の州が何らかの形のデータセンターインセンティブパッケージを提供している。業界専門家は、新しいAIインフラの大部分を構築している Microsoft 、Google 、Meta 、Amazon Web Services などの主要なハイパースケーラー企業を誘致するために、これらのインセンティブが不可欠であると考えている。
州のインセンティブプログラム
- Kansas ：データセンター建設に対する新たな売上税免除
- Kentucky & Arkansas ：既存の免除プログラムを拡大
- Michigan ：クリーンエネルギーと水資源要件を伴うインセンティブ
- West Virginia ：地方のゾーニング規制から免除された「マイクログリッド」地区
- Mississippi ： Amazon データセンター向けに数千万ドル規模のインセンティブ
- 現在約36州がデータセンター向けインセンティブパッケージを提供
エネルギー需要が前例のないレベルに到達
現代のAIデータセンターが必要とするエネルギー消費の規模は、業界のベテランでさえも驚かせている。フル稼働する単一の大規模施設は、1時間あたり1,000メガワットを消費する可能性があり、これは Vermont 州の60万人を超える全人口のピーク電力需要に相当する。これは、数十メガワットがかつて相当と考えられていた従来のデータセンターからの劇的な増加を表している。
現在、世界のデータセンターは世界の電力の約1.5%を消費しており、これは航空業界全体の消費量と同等である。しかし、予測では、この数字は2030年までに米国の全電力消費の7.5%に達する可能性があり、これは4,000万のアメリカの家庭に電力を供給するのに相当する。成長率は2018年の年率7%から2023年の18%に加速し、2028年までには27%に達すると予測されている。
エネルギー消費量の比較
- ChatGPT の単一クエリ： Google 検索の10倍のエネルギー消費
- フル稼働時の大規模データセンター：1,000メガワット/時（ Vermont 州のピーク需要に相当）
- 現在の世界のデータセンター消費量：世界の電力の1.5%
- 2030年までの米国消費量予測：7.5%（4,000万世帯相当）
- 成長率の加速：7%（2018年）→ 18%（2023年）→ 27%予測（2028年）
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| AI データセンターに関連するエネルギー消費の環境問題を反映した地球の抽象的表現 |
個人のAI使用が驚くべき環境影響を生み出す
個人のAI使用に関する研究は、個人の技術使用を新たな視点で捉える驚くべき消費数値を明らかにしている。単一の ChatGPT クエリは、従来の Google 検索の約10倍のエネルギーを使用すると報告されているが、この比較は2009年の古い Google データに依存している。より懸念されるのは、ChatGPT を通じて100語のメールを生成することで、冷却目的で清潔で飲用可能な水のボトル1本分を消費する可能性があるという発見である。
AIタスクの種類はエネルギー消費に大きく影響する。生成AI、特に画像生成は、単純なテキスト分類よりもかなり多くの計算能力を必要とする。画像、音声、動画入力を含むマルチモーダルタスクは、最もエネルギー消費量の多いものの中にランクされる。ある研究では、テキスト生成と要約が基本的な分類タスクの10倍以上のエネルギーを使用することが判明した。
AI タスクのエネルギー要件
- テキスト生成・要約：画像・テキスト分類の10倍のエネルギーを消費
- 画像生成：最もエネルギー消費量が多いカテゴリー
- マルチモーダルタスク（画像・音声・動画）：エネルギー使用量は「スペクトラムの最高レベル」
- ChatGPT で100語のメール1通：ペットボトル1本分の水の消費量に相当
- 100万トークンの処理：ガソリン車で5〜20マイル走行時の炭素排出量に相当
地域コミュニティが開発に反発
経済的な約束にもかかわらず、多くのコミュニティは、資源消費と限られた雇用創出への懸念から、データセンター開発に抵抗している。批評家は、データセンターは大規模な建設労働力を必要とするが、その巨大なインフラの占有面積と資源需要に比べて、比較的少数の常勤労働者しか雇用しないと主張している。
全米で最も発達したデータセンター地域である Virginia 州では、Glenn Youngkin 知事が開発業者からの騒音汚染と水使用量のより大きな開示を要求する法案を拒否権で否決した。Oregon 州の議員は、データセンターが必要な電力インフラの全コストを支払うことを確実にする法案を推進しており、Texas 州の議員は2021年の致命的な冬の停電に続いて州の電力網を保護する方法について議論している。
水消費が環境の複雑さを増す
電力に加えて、データセンターは冷却システムのために大量の高品質で飲用可能な水を必要とする。特殊な冷却要件により、施設は低品質の水源を使用できず、地域の水供給にさらなる負担をかけている。多くのデータセンターは既にストレスを受けた流域にある地域に位置しており、環境への懸念を複合化させている。
プロセッサーをミネラルオイルに浸す浸漬冷却などの新興技術は、水消費とエネルギー使用の両方を削減する可能性を示している。しかし、これらのソリューションは開発段階にあり、意味のある環境効果を生み出すためには業界全体での広範囲な採用が必要である。
将来の見通しは不確実なまま
Donald Trump 大統領の Project Stargate の発表は、50万平方フィートの大規模データセンターを建設する5,000億米ドルのイニシアチブであり、AIインフラの拡張が加速し続けることを示している。OpenAI 、SoftBank 、Oracle によって支援されるこのプロジェクトは、AIインフラに流入する投資の規模を表している。
業界専門家は、個人のAI使用は他のライフスタイルの選択と比較して最小限の個人的環境影響を持つ可能性があるが、AIインフラの集合的成長は世界のエネルギー消費における重要な新しい要因を表すと示唆している。課題は、AI革命を動かすためのより効率的なシステムと再生可能エネルギー源を開発しながら、技術の利益とその環境コストのバランスを取ることにある。