ปัญญาประดิษฐ์ที่ฉลาดขึ้น ต้องแลกกับไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

ศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์เป็นโครงสร้างพื้นฐานสำคัญที่ทำให้บริการต่าง ๆ ตั้งแต่ผู้ช่วยสนทนาไปจนถึงระบบวิเคราะห์ภาพทำงานได้ แต่เบื้องหลังคำตอบที่ปรากฏบนหน้าจอ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงจำนวนมากซึ่งต้องประมวลผลข้อมูลอย่างต่อเนื่อง และต้องได้รับกระแสไฟฟ้าที่มั่นคงตลอดเวลา

ในช่วงหาเสียงเลือกตั้งท้องถิ่นทั่วประเทศเกาหลีใต้เมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. ๒๕๖๙ ผู้สมัครหลายคนเสนอให้ดึงดูดอุตสาหกรรมปัญญาประดิษฐ์เข้าพื้นที่ โดยศูนย์ข้อมูลมักถูกยกเป็นโครงการที่เห็นภาพชัดเจน ทว่าโครงการลักษณะนี้ไม่ได้มีเพียงอาคารและเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ยังต้องพึ่งพาระบบไฟฟ้า น้ำ ระบบสำรอง และโครงข่ายสื่อสารขนาดใหญ่ จึงเป็นการลงทุนที่ใช้เงินทุนสูงและมักต้องอาศัยความร่วมมือจากหลายบริษัท

ศูนย์ข้อมูลอาจเป็นหัวใจของเศรษฐกิจดิจิทัล แต่การตั้งโครงการในพื้นที่หนึ่งไม่ได้หมายความว่าชุมชนจะได้รับประโยชน์อย่างทั่วถึงโดยอัตโนมัติ

ประโยชน์ทางเศรษฐกิจต้องชั่งกับต้นทุนของชุมชน

ศูนย์ข้อมูลทั่วไปมักสร้างงานจำนวนมากในช่วงก่อสร้าง แต่เมื่อเริ่มดำเนินงานแล้ว จำนวนพนักงานประจำอาจไม่สูงเท่ากับโรงงานหรือธุรกิจที่ใช้แรงงานจำนวนมาก บทเรียนจากศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ในเมืองชุนชอนของเกาหลีใต้ทำให้เกิดคำถามว่า หากรัฐหรือท้องถิ่นให้สิทธิประโยชน์แก่บริษัทมาก ชุมชนจะได้รับงานและรายได้กลับคืนมาคุ้มค่าหรือไม่

คำถามนี้กำลังเกิดขึ้นในหลายพื้นที่ของสหรัฐฯ เช่นกัน เพราะศูนย์ข้อมูลต้องใช้ไฟฟ้าปริมาณสูง และอาจทำให้ชุมชนกังวลเรื่องค่าไฟ ความมั่นคงของระบบไฟฟ้า และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แม้โครงการจะสร้างรายได้จากการลงทุน แต่ผลประโยชน์ดังกล่าวอาจไม่กระจายสู่ครัวเรือนในพื้นที่ หากไม่มีเงื่อนไขที่ชัดเจนเรื่องการจ้างงาน การใช้ทรัพยากร และการรับผิดชอบต้นทุนสาธารณะ

  • งานก่อสร้างอาจเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงแรก แต่จำนวนตำแหน่งงานถาวรอาจมีจำกัด
  • การใช้ไฟฟ้าและน้ำจำนวนมากอาจกระทบต่อระบบสาธารณูปโภคที่ประชาชนต้องพึ่งพา
  • ชุมชนจึงต้องพิจารณาทั้งรายได้ ภาษี และต้นทุนที่อาจตกอยู่กับประชาชนในระยะยาว

ความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นหลายเท่า

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมประเมินว่า ศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์อาจต้องใช้ไฟฟ้ามากกว่าศูนย์ข้อมูลแบบเดิมประมาณ ห้าถึงสิบเท่า เนื่องจากต้องใช้เครื่องคำนวณกำลังสูงเพื่อฝึกระบบปัญญาประดิษฐ์ วิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาล และตอบคำขอของผู้ใช้ในเวลาใกล้เคียงกับเวลาจริง

ยิ่งบริษัทและหน่วยงานรัฐนำปัญญาประดิษฐ์ไปใช้พร้อมกัน ความต้องการคำนวณก็ยิ่งขยายตัว หลายแห่งเลือกใช้ระบบแบบผสม คือพัฒนาระบบของตนเองควบคู่กับการซื้อบริการจากผู้ให้บริการภายนอก วิธีนี้อาจตอบโจทย์การทำงานได้หลากหลาย แต่ก็หมายถึงมีการประมวลผลข้อมูลมากขึ้น และอาจเพิ่มความต้องการใช้ไฟฟ้าโดยรวม

สำหรับเกาหลีใต้ ยังมีความต้องการไฟฟ้าจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ (อุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กที่เป็นสมองของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์) ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในระยะยาว ทั้งการผลิตและการวิจัยพัฒนาต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ทำให้การวางแผนพลังงานต้องคำนึงถึงความต้องการจากหลายอุตสาหกรรมพร้อมกัน

ระบบสำรองช่วยให้บริการไม่สะดุด แต่ก็เพิ่มภาระ

ศูนย์ข้อมูลต้องทำงานต่อเนื่อง เพราะหากระบบหยุดชะงัก บริการออนไลน์ที่ประชาชนและธุรกิจใช้ประจำก็อาจได้รับผลกระทบ เหตุไฟไหม้ที่ศูนย์ข้อมูลในเมืองพันกโยเมื่อปี พ.ศ. ๒๕๖๕ ทำให้บริการหลายอย่าง รวมถึงแอปพลิเคชันคาเคาทอล์กหยุดทำงาน เหตุการณ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า ความเสียหายที่เกิดกับสถานที่แห่งเดียวสามารถส่งผลต่อบริการจำนวนมากได้

ผู้ดำเนินงานจึงต้องเตรียมระบบสำรอง เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบกักเก็บพลังงาน (อุปกรณ์ที่เก็บไฟฟ้าไว้เพื่อจ่ายออกมาเมื่อจำเป็น) เพื่อให้ศูนย์ข้อมูลยังทำงานได้เมื่อไฟฟ้าหลักขัดข้องหรือความต้องการพุ่งสูง อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้ต้องใช้เงินและทรัพยากรเพิ่ม และหากพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ก็อาจเพิ่มการปล่อยก๊าซเรือนกระจกด้วย

น้ำและความร้อนเป็นโจทย์ที่มองข้ามไม่ได้

เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานหนักจะปล่อยความร้อนออกมา หากระบายความร้อนไม่ทัน อุปกรณ์อาจทำงานช้าลงหรือเสียหาย ศูนย์ข้อมูลแบบเดิมบางแห่งใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศ แต่เครื่องประมวลผลสำหรับปัญญาประดิษฐ์มีความหนาแน่นและปล่อยความร้อนสูงขึ้น การระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือการส่งน้ำผ่านระบบหล่อเย็นจึงมีบทบาทมากขึ้น

การใช้ระบบดังกล่าวอาจต้องอาศัยน้ำจากแหล่งต่าง ๆ เช่น แม่น้ำหรือทะเล และยังต้องใช้พลังงานในการสูบน้ำและจัดการระบบหล่อเย็นด้วย หากศูนย์ข้อมูลตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีน้ำจำกัด การแข่งขันใช้ทรัพยากรระหว่างธุรกิจ เกษตรกรรม และครัวเรือนอาจกลายเป็นประเด็นขัดแย้งได้ นอกจากนี้ การนำน้ำเข้าและปล่อยน้ำกลับสู่สิ่งแวดล้อมก็ต้องมีมาตรการป้องกันผลกระทบต่อระบบนิเวศ

การประเมินผลกระทบของศูนย์ข้อมูลจึงไม่ควรนับเฉพาะไฟฟ้าที่ใช้ในอาคาร แต่ควรรวมถึงน้ำที่ใช้ การปล่อยคาร์บอน และพลังงานที่ต้องใช้เพื่อทำให้ระบบสำรองกับระบบหล่อเย็นทำงานด้วย

เหตุใดการหยุดทำงานจึงมีผลกว้าง

บริการปัญญาประดิษฐ์ถูกนำไปใช้กับงานหลายประเภทมากขึ้น ตั้งแต่การค้นหาข้อมูลและการให้บริการลูกค้า ไปจนถึงการช่วยวิเคราะห์ข้อมูลในองค์กร เมื่อผู้ใช้จำนวนมากพึ่งพาระบบเหล่านี้ การหยุดทำงานอาจไม่ได้สร้างเพียงความไม่สะดวก แต่ยังทำให้การทำงานของธุรกิจและบริการบางอย่างล่าช้าตามไปด้วย

นั่นทำให้ผู้ดูแลศูนย์ข้อมูลต้องหาสมดุลระหว่างความต่อเนื่องของบริการกับการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มเครื่องสำรองเพียงอย่างเดียวอาจลดความเสี่ยงที่ระบบจะหยุด แต่ไม่ได้แก้ปัญหาการใช้พลังงานและน้ำ หากการออกแบบไม่รอบคอบ ก็อาจทำให้ต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นโดยไม่จำเป็น

ใช้ปัญญาประดิษฐ์ช่วยบริหารระบบไฟฟ้า

แม้ปัญญาประดิษฐ์เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้น แต่ก็อาจเป็นเครื่องมือช่วยลดการสูญเสียและทำให้ระบบไฟฟ้าทำงานมีประสิทธิภาพขึ้นได้ ระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ซับซ้อนกว่าเดิม เพราะต้องรองรับพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตได้ไม่สม่ำเสมอ เช่น แสงอาทิตย์ที่ผลิตไฟได้น้อยในวันที่มีเมฆ หรือพลังงานลมที่เปลี่ยนแปลงตามสภาพอากาศ

พัคกีจุน ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยปัญญาประดิษฐ์ของสถาบันวิจัยการไฟฟ้าเกาหลี อธิบายถึงการใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อช่วยจัดการระบบไฟฟ้าที่มีแหล่งผลิตหลากหลายขึ้น ความร่วมมือกับมหาวิทยาลัยพลังงานเกาหลีมีเป้าหมายสร้างฐานข้อมูลเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจ โดยระบบอาจช่วยคาดการณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้าและวางแผนการจ่ายไฟให้เหมาะกับสถานการณ์

แนวทางหนึ่งคือการสนับสนุนการเดินระบบพลังงานหมุนเวียนที่มีกำลังผลิตรวม หนึ่งร้อยกิกะวัตต์ภายในปี พ.ศ. ๒๕๗๓ การพยากรณ์และจัดสรรไฟฟ้าให้แม่นยำขึ้นอาจช่วยลดกรณีที่ผลิตไฟฟ้าได้แต่ส่งเข้าระบบไม่ทัน หรือกรณีที่ระบบต้องสำรองกำลังผลิตไว้มากเกินความจำเป็น

  • ระบบวิเคราะห์ข้อมูลช่วยคาดการณ์ความต้องการไฟฟ้าในช่วงเวลาต่าง ๆ
  • การพยากรณ์สภาพอากาศช่วยประเมินกำลังผลิตจากแสงอาทิตย์และลม
  • การจัดการการจ่ายไฟที่เหมาะสมอาจลดการสูญเสียและเพิ่มความมั่นคงของระบบ

ลดขั้นตอนแปลงไฟฟ้า

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๖๙ บริษัทแอลเอส อิเล็กทริกและบริษัทอินฟิเนียน เทคโนโลยีส์ของเยอรมนีประกาศร่วมพัฒนาเทคโนโลยีไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์ ไฟฟ้ากระแสตรงคือไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียว ต่างจากไฟฟ้ากระแสสลับที่เปลี่ยนทิศทางเป็นจังหวะ

อุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิดต้องแปลงกระแสไฟฟ้าระหว่างรูปแบบต่าง ๆ ก่อนนำไปใช้ แต่ทุกขั้นตอนการแปลงอาจทำให้พลังงานสูญเสียไปบางส่วน การลดจำนวนขั้นตอนจึงมีโอกาสช่วยให้ระบบมีประสิทธิภาพขึ้น งานออกแบบและควบคุมระบบดังกล่าวยังอาจใช้ปัญญาประดิษฐ์ช่วยวิเคราะห์การทำงานและค้นหาจุดที่สูญเสียพลังงาน

อย่างไรก็ตาม การปรับโครงสร้างระบบไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลไม่ใช่เรื่องที่ทำได้ทันที ต้องพิจารณาความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ ความปลอดภัย มาตรฐาน และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนระบบ จึงต้องมีการทดสอบและกำหนดมาตรฐานร่วมกันก่อนขยายใช้งานในวงกว้าง

เปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งให้เป็นประโยชน์

อีกแนวทางหนึ่งคือการนำความร้อนที่เกิดจากศูนย์ข้อมูลไปใช้แทนการปล่อยทิ้ง รายงานของสถาบันวิจัยวิศวกรรมเครื่องกลเกาหลีที่เผยแพร่เมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. ๒๕๖๙ กล่าวถึงการใช้ปั๊มความร้อน (อุปกรณ์ที่ย้ายความร้อนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง) เพื่อส่งความร้อนเหลือทิ้งไปใช้กับระบบทำความร้อนในชุมชนหรือความต้องการความร้อนของนิคมอุตสาหกรรม

แนวคิดนี้คล้ายกับการนำไอน้ำร้อนจากเครื่องจักรในโรงงานไปใช้ในกระบวนการอื่น แทนที่จะปล่อยให้ความร้อนสูญเปล่า แต่การนำไปใช้จริงต้องมีผู้ใช้ความร้อนอยู่ใกล้ศูนย์ข้อมูล ต้องสร้างท่อและระบบควบคุม รวมถึงต้องทำให้ปริมาณความร้อนที่ผลิตกับความต้องการใช้งานสอดคล้องกัน

บริษัทออกแบบอาคารและธุรกิจก่อสร้างก็เริ่มตั้งหน่วยงานเฉพาะเพื่อรับงานศูนย์ข้อมูล พร้อมสำรวจการนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาใช้ ความเคลื่อนไหวเหล่านี้สะท้อนว่า การออกแบบตั้งแต่ต้นมีความสำคัญ ตั้งแต่การเลือกทำเล การจัดวางอุปกรณ์ ไปจนถึงการวางระบบทำความเย็นและการใช้พลังงาน

ทางเลือกจากทะเลและพลังงานรูปแบบใหม่

ในระยะยาว บางบริษัท เช่น ไมโครซอฟท์และเนเวอร์กำลังมองหาแนวทางที่เกี่ยวข้องกับทะเล ทั้งการใช้น้ำทะเลเพื่อช่วยระบายความร้อน และการสนับสนุนเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าจากคลื่นทะเล แนวทางเหล่านี้ยังต้องเผชิญข้อจำกัดด้านต้นทุน เทคโนโลยี และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม จึงยังไม่ใช่คำตอบที่นำไปใช้ได้ทุกพื้นที่

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็เป็นอีกทางเลือกที่ถูกจับตามอง เพราะอาจช่วยจ่ายไฟฟ้าโดยไม่ต้องพึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลในบางกรณี แต่ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมขึ้นอยู่กับวิธีผลิตไฮโดรเจนและแหล่งพลังงานที่ใช้ การลงทุนในเทคโนโลยีดังกล่าวจึงต้องพิจารณาตลอดทั้งกระบวนการ ไม่ใช่ดูเฉพาะตอนผลิตไฟฟ้า

เป้าหมายพลังงานสะอาดกับความจริงเรื่องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แม้บริษัทด้านปัญญาประดิษฐ์หลายแห่งประกาศสนับสนุนพลังงานสะอาด แต่ความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นรวดเร็วและความจำเป็นต้องมีไฟสำรองทำให้บางแห่งหันไปใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลมากขึ้นในระยะสั้น เชื้อเพลิงชนิดนี้จ่ายไฟได้เมื่อจำเป็น แต่เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษทางอากาศ

การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองในยามฉุกเฉินอาจเป็นส่วนหนึ่งของแผนความมั่นคง แต่หากใช้งานบ่อยหรือใช้เป็นแหล่งพลังงานหลัก ก็อาจขัดกับคำมั่นเรื่องการลดผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ ความท้าทายจึงอยู่ที่การสร้างระบบซึ่งรองรับทั้งความต้องการไฟฟ้าที่ต่อเนื่องและการเปลี่ยนผ่านไปสู่แหล่งพลังงานที่ปล่อยมลพิษต่ำ

เทคโนโลยีที่ช่วยให้ศูนย์ข้อมูลทำงานต่อเนื่องมีความจำเป็น แต่การแก้ปัญหาด้วยการเพิ่มกำลังผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเพียงอย่างเดียวอาจสร้างปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาว

การสร้างศูนย์ข้อมูลต้องมีข้อตกลงกับชุมชน

ศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์กำลังกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำคัญของบริการดิจิทัล แต่ในพื้นที่ที่มีแผนก่อสร้าง โครงการเหล่านี้อาจถูกมองว่าเป็นสถานที่ที่ใช้ไฟและน้ำมาก โดยชุมชนไม่ได้รับประโยชน์ตอบแทนอย่างชัดเจน หากผู้พัฒนาและหน่วยงานรัฐไม่ตอบข้อกังวลตั้งแต่ต้น ความขัดแย้งอาจทำให้โครงการล่าช้าและบั่นทอนความไว้วางใจ

การวางแผนที่รอบคอบควรเปิดเผยข้อมูลการใช้ไฟฟ้าและน้ำ ประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และชี้แจงว่าใครเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายในการเสริมโครงข่าย นอกจากนี้ ควรระบุผลประโยชน์ที่ชุมชนจะได้รับ เช่น การจ้างงาน การฝึกทักษะ การลงทุนในระบบสาธารณูปโภค หรือการนำความร้อนเหลือทิ้งไปใช้ประโยชน์

  • กำหนดเพดานและติดตามการใช้ไฟฟ้าและน้ำอย่างโปร่งใส
  • เปิดเผยแผนใช้พลังงานสะอาดและแผนรับมือเมื่อไฟฟ้าขาดแคลน
  • วางระบบสำรองโดยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงที่ก่อมลพิษให้น้อยที่สุด
  • ทำข้อตกลงที่ระบุผลประโยชน์และความรับผิดชอบต่อชุมชนอย่างชัดเจน

เทคโนโลยีใหม่อาจช่วยลดการสูญเสีย เพิ่มประสิทธิภาพการบริหารไฟฟ้า และนำทรัพยากรบางส่วนกลับมาใช้ซ้ำได้ แต่แนวทางเหล่านี้ยังอยู่ในช่วงพัฒนาและยังไม่สามารถรับประกันว่าจะชดเชยความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดได้ การกำหนดมาตรฐานและการลงทุนจึงต้องเดินควบคู่กับการตรวจสอบผลลัพธ์จริง

ปัญญาประดิษฐ์อาจช่วยบรรเทาผลกระทบจากพลังงานที่มันเองต้องใช้ แต่ไม่อาจแก้ปัญหาได้ด้วยเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว การเลือกแหล่งพลังงาน การออกแบบศูนย์ข้อมูล และการกระจายผลประโยชน์ต้องอาศัยความร่วมมือจากผู้ประกอบการ หน่วยงานรัฐ ผู้เชี่ยวชาญ และประชาชนในพื้นที่ หากทุกฝ่ายร่วมกันกำหนดทางออกที่เป็นธรรม ศูนย์ข้อมูลก็มีโอกาสเข้ากับชุมชนได้โดยไม่ทิ้งภาระด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมไว้ให้คนรุ่นต่อไป