Spalanie paliw kopalnych, wysokie zużycie energii elektrycznej, uzależnienie świata od energii z ropy, węgla i gazu, transport – to niektóre z przyczyn zmian klimatycznych wskazywanych przez Fundację WWF Polska. Według jej publikacji „Zmiany klimatu w pigułce”, działalność człowieka powoduje 120 razy większe emisje CO2 niż wulkany, a każdy Polak odpowiada za dwa razy więcej emisji CO2 od przeciętnego mieszkańca Ziemi.
Wpływ na przyszłość ma całe społeczeństwo, zwłaszcza reprezentanci przemysłu i biznesu. Potrzebne jest działanie. Wsparciem w ochronie środowiska i klimatu mogą okazać się nowe technologie, na czele ze sztuczną inteligencją (artificial intelligence – AI). Trzeba jednak zachować czujność, bo i w tym kontekście zastosowania AI są dwie strony medalu.
Zaawansowana analiza danych klimatycznych
U podstaw skutecznych działań na rzecz ochrony środowiska naturalnego i klimatu leżą: obserwacje i gromadzenie ogromnej ilości danych. AI wydaje się idealnym narzędziem do ich przetwarzania i analizowania.
- AI może znacząco przyczynić się do przeciwdziałania zmianom klimatycznym poprzez np. analizę danych klimatycznych (identyfikacja wzorców i przewidywanie zmian). Może również stanowić wsparcie w optymalizacji produkcji i zużycia energii, zwiększaniu efektywność energetycznej dzięki inteligentnym sieciom i budynkom, a także pomagać w rozwój zrównoważonego transportu – wymienia Piotr Mieczkowski, dyrektor zarządzający Digital Poland oraz członek zarządu European AI Forum.
Obecnie zaawansowane technologie dają człowiekowi dość łatwy dostęp do danych, jakie w przeszłości były poza jego zasięgiem.
- Na podstawie analizy obrazów m.in. pochodzących z satelitów czy dronów, AI umożliwia monitoring i prognozowanie w czasie rzeczywistym emisji gazów cieplarnianych. Przykładem takiej inicjatywy jest Climate Trace. Powstają również platformy, jak Google Earth Engine, do analizy danych geoprzestrzennych odnoszących się do pokrycia terenu lasami i wodami, sposobów użytkowania gruntów oraz oceny stanu pól uprawnych, co pozwala m.in. efektywniej zarządzać uprawą roślin. Dzięki temu rolnicy mogą otrzymać rekomendacje dotyczące nawadniania, nawożenia czy ochrony upraw. Sztuczna inteligencja wspiera również ochronę gatunków zagrożonych, analizując dane z chipów wszczepionych zwierzętom - pozwala np. określić, w jaki sposób się przemieszczają – dodaje Jarosław Bryl, chief artificial intelligence officer w Asseco Poland.
Sztuczna inteligencja ma ogromny potencjał jako narzędzie wspierające wysiłki w walce ze zmianami klimatycznymi. Analiza ogromnych zbiorów danych, identyfikowanie wzorców, prognozowanie przyszłych zmian klimatycznych, automatyzacja procesów monitorowania środowiska czy optymalizacja działań zmierzających do redukcji emisji gazów cieplarnianych to tylko kilka spośród wielu zastosowań AI, które mogą istotnie wspomóc nasze wysiłki w dziedzinie ekologii.
Zastosowanie AI ma szczególne znaczenie w analizie danych dotyczących emisji gazów cieplarnianych poprzez identyfikowanie ich głównych źródeł, by w efekcie wytwarzać bardziej efektywne strategie ich redukcji. Zaawansowane modele AI prognozują również zmiany klimatyczne oraz ich wpływ na środowisko, ułatwiając lepsze przygotowanie się do ich skutków. Dodatkowo sztuczna inteligencja wspiera rozwój nowych technologii oraz rozwiązań z zakresu zrównoważonego rozwoju. AI jest również wykorzystywana do monitorowania i analizy parametrów środowiskowych, takich jak jakość powietrza czy temperatura wody. Zaawansowane algorytmy potrafią definiować wzorce i prognozować przyszłe zmiany, umożliwiając szybką reakcję na zagrożenia.
Z drugiej strony, wykorzystując zaawansowane algorytmy i techniki uczenia maszynowego, AI jest w stanie efektywnie wspomagać podejmowanie decyzji dotyczących ochrony środowiska, minimalizując negatywny wpływ na planetę. Jednym z ważniejszych jej zastosowań jest usprawnienie procesu zarządzania zasobami naturalnymi. Poprzez analizę ogromnych zbiorów danych dotyczących zużycia energii, emisji gazów cieplarnianych czy zużycia wody, AI może identyfikować obszary, w których istnieje potencjał do oszczędności oraz wprowadzania bardziej ekologicznych rozwiązań.
Jednakże w kontekście tych wszystkich korzyści nie możemy zignorować kosztu środowiskowego związanego z wdrożeniem AI. Produkcja sprzętu komputerowego, zużycie energii potrzebne do szkolenia modeli AI oraz regularna aktualizacja i ulepszanie algorytmów to tylko niektóre z aspektów, które przyczyniają się do ogólnego kosztu środowiskowego. Mimo to, podejmowane są starania mające na celu jego zmniejszenie tj. inwestowanie w technologie efektywne energetycznie czy poszukiwanie alternatywnych źródeł energii.
Podsumowując, analiza kosztu środowiskowego AI stanowi istotny element debaty na temat roli technologii w ochronie środowiska. W efekcie absolutną koniecznością są dążenia do rozwoju sztucznej inteligencji w sposób odpowiedzialny: zrównoważony, z uwzględnieniem zarówno korzyści, jak i kosztów dla naszej planety.
Technologia pozwala wyjść poza teraźniejszość
Przykładów zastosowania AI w tym obszarze wskazać można znacznie więcej. Rozwój nowych technologii i ich implementacja odbywają się w niezwykle szybkim tempie. Co istotne, już teraz sztuczna inteligencja na bazie powtarzalnych schematów pozwala nam na predykcję.
O tyle do 2040 r. (w porównaniu z rokiem 1990) ma zostać ograniczona emisja netto gazów cieplarnianych w Unii Europejskiej. Dzięki temu cel neutralności klimatycznej ma szansę – w założeniach Komisji Europejskiej – zostać osiągnięty do 2050 r.
Justyna Wysocka-Golec, partner associate oraz liderka Zespołu ESG, Dekarbonizacji i Bioróżnorodności w KPMG w Polsce, wskazuje, że AI może się sprawdzić przy tworzenia scenariuszy klimatycznych bazujących np. na analizie dane pogodowych, makroekonomicznych trendach, pomiarach środowiskowych.
- Już teraz na bazie scenariuszy dostępnych w ramach prac IPCC takie modele są rozwijane. Wyobrażam sobie, że dodając dane na temat technologii, możemy stworzyć także scenariusze adaptacyjne do zmian klimatu. Dokładnie ten sam model możemy wykorzystywać zarówno na danych ogólnych, jaki również lokalnych i tworzyć scenariusze lokalne – mówi Justyna Wysocka-Golec.
AI potrafi pomóc znaleźć rozwiązania dla różnego rodzaju wyzwań związanych z ochroną środowiska. Duże modele językowe są wykorzystywane do odkrywania nowych materiałów wykorzystywanych w ważnych procesach przemysłowych (np. nowe rodzaje katod w elektrolizerach), uczenie maszynowe i metody komputerowego rozpoznawania obrazu pomagają w kontroli jakości produkcji lub w analizie prewencyjnej, która pozwala uniknąć kosztownych awarii i przestojów. Wreszcie jest dużo zastosowań optymalizacyjnych, których celem jest ograniczenie kosztów lub np. szkodliwych emisji.
Wykorzystanie sztucznej inteligencji w rozwiązaniach pomagających ograniczać niekorzystny wpływ na środowisko to nie przyszłość, a teraźniejszość. W Polsce mamy już przykłady start-upów wykorzystujących AI dla ograniczania wad na produkcji (a co zatem idzie ograniczania odpadów), takich jak np. KSM Vision czy Aleet, którego autorskie algorytmy optymalizują działanie flot transportowych i redukują spożycie paliwa. W sąsiadujących z nami Czechach szybko rozwija się spółka Ydistri, która wykorzystuje AI do obniżenia poziomu niesprzedanych zapasów w sieciach handlowych.
Fundusze venture capital aktywnie poszukują projektów do inwestycji z obszarze sztucznej inteligencji. Według danych z Crunchbase, w pierwszym kwartale bieżącego roku start-upy AI pozyskały około 11,4 mld USD, co stanowi 17 proc. globalnego finansowania VC. To pozycjonuje AI jako jeden z wiodących sektorów inwestycji, ustępujący jedynie sektorom ochrony zdrowia i biotechnologii, które w tym samym okresie pozyskały 15,7 mld USD.
Środowisko, społeczeństwo, ład korporacyjny
Zdaniem ekspertki z KPMG, technologia AI stała się „modna” i – na różnych poziomach organizacji - implementuje ją każda duża firma. Podobnie jest z ESG (ang. environmental, social, corporate governance). Mariaż w tym przypadku jest więc nieunikniony.
- Obecnie rozwiązania w tym obszarze mają charakter eksperymentalny. Angażujemy AI do szacowania emisji w łańcuchu wartości, do wstępnej oceny raportów zrównoważonego rozwoju, do pomocy w procesie audytowym. AI pomaga optymalizować procesy przemysłowe i zużycia zasobów czy energii - działać w zgodzie z gospodarką obiegu zamkniętego – zaznacza.
Ciemna strona przechowywania zbiorów danych
Rozwój sztucznej inteligencji wiąże się jednak z rozbudową infrastruktury centrów danych. Ten problem wymaga szybkiego rozwiązania.
- Ogromne zapotrzebowanie na moc obliczeniową pociąga za sobą większe zużycie energii, co oznacza wzrost emisji CO2 – mówi Jarosław Bryl.
- Choć AI może pobudzać tworzenie zrównoważonych rozwiązań, jej własny ślad środowiskowy jest też znaczący. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej, zapotrzebowanie na prąd centrów danych w latach 2022-26 ma ulec podwojeniu. A z analiz BCG wynika, że zużycie energii elektrycznej przez centra danych w USA ulegnie potrojeniu - z obecnych 2,5 proc. do 7,5 proc. w 2030 r. Ślad węglowy AI wynika z rosnących kosztów szkolenia i uruchamiania nowych modeli AI oraz samego jej działania. Mówi się też, że zapytanie wysłane do ChatGPT jest 10-krotnie bardziej prądożerne od zapytania wysłanego do popularnej wyszukiwarki. Coraz bardzie widoczny w skali globalnej zaczyna być również problem tzw. elektrośmieci, z uwagi na szybko zmieniający się sprzęt – podkreśla Piotr Mieczkowski.
Im szybciej podejmowane będą konkretne działania zaradcze, tym lepiej.
- Oczywistym ich kierunkiem jest wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do zasilania centrów danych np. poprzez panele fotowoltaiczne umieszczone na dachach czy wiatraki. Samo lokowanie tego rodzaju obiektów w sąsiedztwie elektrowni pozwala ograniczyć straty energii. Producenci procesorów już teraz starają się korzystać z komponentów, które pozwolą zmniejszyć ich energochłonność, a co za tym idzie, negatywny wpływ pracy centrów danych na środowisko. Obiekty te generują również bardzo dużo energii (tzw. ciepło odpadowe), która może być ponownie wykorzystana np. do ogrzewania wody czy pomieszczeń – przypomina Jarosław Bryl.
Podstawowy warunek zatrzymania zmian klimatu i ogólnej dewastacji środowiska to zgoda na drastyczną redukcję zużycia paliw kopalnych, ograniczenie mięsa w diecie oraz zatrzymanie niszczenia naturalnych ekosystemów. Sztuczna inteligencja (AI) jest jednym z wielu narzędzi przydatnych przy wdrażaniu wymaganych zmian i przy ich weryfikacji, ale wyróżnia się wyjątkową mocą. Porównałbym tą technologię nie do jakiegoś zabójczego robota, ale do psa myśliwskiego, który może zwietrzyć zająca na drugim końcu łąki. Tak sztuczna inteligencja pomaga nam wykryć pierwsze nielegalne zręby na zdjęciach odległego obszaru puszczy amazońskiej, oznaczyć ilość węgla zmagazynowanego w glebie na podstawie odbitego przez nią światła, ocenić ryzyko wystąpienia choroby uprawy poprzez analizę przebiegu pogody i temperatury listowia, itd.
Niemniej należy pamiętać, że ta bestia może funkcjonować tylko wtedy, kiedy jest mnóstwo danych do pożarcia oraz produkujących je źródeł: wszelkich sensorów – satelitarnych i naziemnych, elektronicznych dokumentów, naszych wpisów w mediach społecznościowych. Pod tym względem dobre czasy dla AI dopiero nadchodzą. Co do bilansu energetycznego i środowiskowego funkcjonowania AI, w mojej opinii może on być na plus dla planety, ale jak zawsze wszystko zależy od tego jak będziemy używać dostępnych nam narzędzi i według jakich norm.
