Группа исследователей из Стэнфордского университета и Агентства перспективных исследовательских проектов США (ARPA) под руководством Карлоса Диаса-Марина и Закари Беркиста опубликовала исследование в журнале Energy & Environmental Science, которое может перевернуть представление об экологическом следе искусственного интеллекта. Учёные доказали, что огромное количество тепла, генерируемого серверами ИИ-дата-центров, можно направить на прямое улавливание углекислого газа из атмосферы (Direct Air Capture, DAC) и термическую очистку воды, превратив крупнейших потребителей энергии в углеродные ловушки.
Цифры впечатляют: к 2030 году энергопотребление ИИ-дата-центров достигнет 150 гигаватт, а практически вся эта энергия преобразуется в тепло. «Дата-центры — это гигантские тостеры мирового масштаба, но мы не делаем никаких тостов», — образно описал проблему ведущий автор исследования Карлос Диас-Марин. По оценкам учёных, если направить это тепло на установки прямого улавливания CO2, потенциал удаления составит от 50 до 1000 мегатонн углекислого газа ежегодно — при том что сегодня все мировые DAC-установки улавливают лишь около 0,01 мегатонны в год.
Ключевое открытие состоит в том, что один киловатт-час вычислительной энергии способен одновременно удалить полкилограмма CO2 из атмосферы и произвести полкилограмма очищенной воды. Это означает, что дата-центры могут стать не только углеродно-нейтральными, но и углеродно-отрицательными — то есть удалять из атмосферы больше парниковых газов, чем производят. «Соединение дата-центров с DAC может сделать их углеродно-отрицательными», — подтвердил соавтор работы Закари Беркист.
Исследователи оценили шесть возможных применений избыточного тепла серверов: централизованное отопление, преобразование тепла в электричество, сорбционное охлаждение, термическую очистку воды, атмосферный сбор воды и прямое улавливание CO2. Наиболее перспективными оказались именно DAC и очистка воды благодаря их способности эффективно использовать относительно низкотемпературное тепло (30-70 градусов Цельсия) и производить ценный продукт. Экономический потенциал только от улавливания углерода оценивается до 100 миллиардов долларов в год.
Впрочем, технические вызовы остаются. Типичные сорбентные материалы для захвата CO2 требуют температуры около 80 градусов для регенерации, тогда как тепло дата-центров обычно не превышает 60-70 градусов. Однако новейшие сорбенты уже способны работать при 60 градусах, что находится на границе возможностей серверного тепла. Эксперт по климату из финского Университета Аалто Санна Сюри отметила, что исследование охватывает все возможные варианты использования тепла дата-центров и открывает путь к практическим решениям.
Крупные технологические компании уже действуют в этом направлении. Microsoft запустила пилотный проект DACinDC, в котором тепло дата-центров питает установки прямого улавливания углерода. Стартап Avnos прогнозирует сильный рост спроса на гибридные DAC-системы для ИИ-дата-центров в 2026 году. При том что дата-центры к 2030 году будут потреблять 3-4 процента мировой электроэнергии и около 5 миллиардов кубометров воды ежегодно, превращение их побочного тепла в инструмент борьбы с изменением климата может стать одной из самых масштабных экологических инноваций десятилетия.
