Pro vítězství v probíhajícím závodě mezi Spojenými státy a Čínou o dominanci v umělé inteligenci (AI) bude třeba získat převahu ve výpočetním výkonu a efektivnosti AI modelů. Toho dosáhne ta země, která bude lépe schopna zajistit si dostatek energie pro napájení překotně rostoucích a energeticky velice náročných datových center, jež tvoří nezbytnou infrastrukturu pro fungování AI.

Každý dotaz, který položíme modelu umělé inteligence, spotřebuje mnohonásobně více energie než běžné vyhledávání skrze Google. Velké jazykové modely (LLMs), jako je ChatGPT, Claude od Anthropicu nebo xAI totiž odpovědi nevyhledávají, ale vytvářejí je od nuly, a to na základě vzorců v obrovských datových souborech. To vyžaduje výrazně více výpočetního výkonu než běžné internetové vyhledávání. Ten lze navýšit stavbou dalších energeticky náročných datových center zahrnujících vysoce výkonné servery, zálohovací systémy a další hardware nezbytný pro fungování AI. Některá datová centra ve Spojených státech již narostla do takových velikostí, že spotřebovávají stejné množství energie jako středně velká města.

Podle agentury Bloomberg by spotřeba energie ze strany datových center mohla jen v tomto roce kvůli rozvoji AI vzrůst o 20 až 40 procent. Dvouciferný meziroční růst lze pak ze stejného důvodu očekávat až do roku 2030. V celkovém součtu by datová centra do roku 2032 mohla představovat přibližně sedm procent celkové spotřeby elektřiny ve Spojených státech. Technologičtí obři jako Meta, Amazon, Google nebo Microsoft proto uzavírají dohody s provozovateli jaderných elektráren, staví nové obnovitelné zdroje a začínají vstupovat do odvětví malých modulárních reaktorů.

Překotně sílící poptávku po elektřině by mohly částečně tlumit průlomy v technologii polovodičů a AI modelů, které by směřovaly k úspoře energie, podobně jako toho dosáhly čínské společnosti Ant Group a DeepSeek. Zároveň se však očekává masivní rozšíření umělé inteligence a počtu jejích uživatelů, což nad úsporami v budoucnu zřejmě převáží.

Představení modelu ChatGPT společností OpenAI v roce 2022 započalo další v řadě průmyslových revolucí v historii lidstva, poháněných novou technologií. Nová technologická inovace odstartovala závod mezi největšími Spojenými státy a Čínou, ve kterém obě velmoci – s ohledem na vojenské a další využití umělé inteligence – soupeří o světovou nadvládu.

AI a spotřeba energie

Mnoho významných AI modelů, jako je Gemini od Googlu, Claude od Anthropicu nebo ChatGPT od OpenAI, je uzavřených, a jejich zdrojový kód tedy není veřejný. Proto není možné upřesnit, jaká je jejich energetická náročnost. Do problematiky se snaží vnést světlo například projekt AI Energy Score, který porovnává, kolik energie jednotlivé modely spotřebují.  I když nemáme úplné informace, aktuální odhady říkají, že emise z datových center potřebné pro trénování a provoz AI služeb v tomto období tvoří asi tři procenta celosvětových emisí, což představuje podobné množství jako letecký průmysl.

Spotřeba energie pro AI aplikace roste rychleji než budování nových zdrojů. Například ve Virginii spotřebovala datová centra v roce 2023 asi čtvrtinu celkové spotřeby elektřiny, což vedlo k novým regulacím a praktickému zákazu výstavby nových datových center ve státě.

Poptávka po elektřině s malou uhlíkovou stopou způsobuje obnovu zájmu technologických firem o obor jaderné energetiky, včetně takzvaných malých modulárních reaktorů. Rozšíření jaderné energetiky v USA bude nezbytné, protože Čína již Spojeným státům v rozvoji AI šlape na paty.

Administrativa Donald Trumpa vydala v květnu čtyři prezidentské dekrety se záměrem urychlit výstavbu nových reaktorů a pomoci s jejich financováním – cílem je čtyřikrát zvýšit jadernou kapacitu země do roku 2050. Odvětví by mělo zároveň těžit z Trumpova „velkého, krásného“ zákona, který sice ruší dotace na zelenou energetiku, ale zachovává podporu pro jádro. Do segmentu vstupují i technologické giganty – Microsoft, Alphabet, Amazon a Meta, které si chtějí v probíhajícím AI závodě zajistit dostatečné zdroje.

Společnost Microsoft uzavřela minulý rok smlouvu o dodávkách energie s provozovatelem jaderné elektrárny Three Mile Island firmou Constellation Energy, která je největším provozovatelem jaderných reaktorů v USA. E-commerce gigant Amazon minulý rok investoval do firmy X-energy 500 milionů dolarů, které jí mají pomoci s vývojem a licencováním malých modulárních reaktorů, a uzavřel memorandum se společností Dominion Energy o vývoji modulárního reaktoru vedle stávající jaderné elektrárny North Anna ve Virginii. Google si zase u společnosti Kairos objednal šest až sedm malých modulárních reaktorů o celkové kapacitě 500 megawattů, které budou zajišťovat energii pro jeho datová centra. 

Posledním takovým příkladem je společnost Meta, provozující sociální sítě Facebook, Instagram a chatovací platformu WhatsApp. Meta se dohodla se společností Constellation Energy, že bude po dobu dvaceti let odebírat elektřinu z jaderné elektrárny v Illinois, což je součástí jejích snah dohnat náskok ostatních hráčů v AI závodě.

Do odvětví vstupuje i firma zaměřená na datovou analytiku Palantir, která se spojí se společností The Nuclear Company, aby společně vyvinuly software řízený umělou inteligencí, určený pro výstavbu jaderných reaktorů, který by měl umožnit zrychlení jejich výstavby a snížení nákladů.

Bez OZE Amerika nezvítězí

I když Trumpova administrativa obnovitelné zdroje v novém daňovém a výdajovém zákonu znevýhodňuje, podle bývalého amerického ministra financí Hanka Paulsona bude jejich rozvoj klíčový pro vítězství v AI závodu s Čínou. Spojené státy musí vytvořit podmínky pro energetický mix, který pokryje poptávku a obnovitelné zdroje umožní nasadit co nejrychleji.

Trump ovšem od nástupu do Bílého domu činí kroky proti zelené energii. Jeho administrativa pozastavila rozvoj čisté energie na federálních pozemcích a přerušila programy federálních půjček na tyto zdroje, zatímco Peking do obnovitelných zdrojů silně investuje. Podle Paulsona je nutné, aby ho Washington následoval, protože rozvoj jaderné energetiky je na velmi dlouhou dobu. Výstavba velkých zdrojů trvá včetně plánování a povolovacích procesů desetiletí a je extrémně finančně náročná. A malé modulární zdroje zatím nejsou v provozu.

Čína v tomto ohledu spojuje dlouhodobou průmyslovou strategii s investicemi do AI infrastruktury a energetických zdrojů. V roce 2024 investovala do obnovitelných zdrojů více než USA, Evropská unie a Velká Británie dohromady.

Administrativa Donalda Trumpa varuje, že prohra v závodě o dominanci v AI s Čínou představuje větší hrozbu pro svět než globální oteplování, a zároveň prosazuje využívání vyššího množství fosilních paliv, především zemního plynu, k napájení těchto systémů. Z toho ve Spojených státech vychází jako optimální řešení hybridní model, který využívá solární energii a skladování v bateriích a při špičkové spotřebě právě plyn. Podle Paulsona je ale nutné uvažovat i nad tím, že náklady na solární energii poklesly jen za minulý rok přibližně o 20 procent.

Odborníci varují, že bude obtížné uspokojit rostoucí poptávku AI datových center bez výrazného rozšíření kapacity obnovitelných zdrojů, které je možné nasadit rychleji a levněji než v případě plynových elektráren. Dovoz solárních panelů z Číny do USA nyní omezila Trumpova cla a náklady hybridního modelu rostou.

AI zároveň může pomoci i na nabídkové straně, kde již modely DeepMind navrhují solární panely a materiály pro baterie nové generace nebo optimalizují možnosti distribuce elektrické energie, výkonnost větrných elektráren či spotřebu energie na chlazení datových center v technologické firmě Google (z holdingu Alphabet).