I pannelli solari intelligenti di Solskin al passo con il sole: i pannelli controllati dall’intelligenza artificiale seguono il percorso del sole, garantendo così la massima efficienza. Foto: Solskin
Intelligente Solarpanels von Solskin im Gleichschritt mit der Sonne: Die KI-gesteuerten Platten folgen dem Sonnenverlauf und sorgen so für maximale Effizienz. Foto: Solskin
Les panneaux solaires de Solskin pilotés par l’IA suivent la course du soleil. Photo: «Solskin»
Ecco come l'intelligenza artificiale contribuisce alla lotta contro il cambiamento climatico
So hilft KI im Kampf gegen den Klimawandel
Quand l’IA consomme du pétrole pour promettre un avenir vert
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L'intelligenza artificiale consuma molta energia, ma può rendere i processi più sostenibili. Anche le start-up svizzere puntano su questa tecnologia nella lotta contro il cambiamento climatico.
Künstliche Intelligenz ist ein Energiefresser – und sie kann Prozesse nachhaltiger gestalten. Auch Schweizer Start-ups setzen im Kampf gegen den Klimawandel auf die Technologie.
Alors que l’IA est critiquée pour son empreinte carbone, en Suisse, elle réduit le gaspillage énergétique et alimentaire.
Come i girasoli, i pannelli quadrati della facciata si inclinano nel corso della giornata da est a ovest. «In linea di principio, è come una seconda pelle dell’edificio», spiega Gabriel Kreuzer di Solskin, l’innovazione sostenuta dalla Fondazione Svizzera per il Clima. I pannelli sono pannelli solari azionati ad aria compressa. Tuttavia, non sono controllati dall’uomo, bensì dall’intelligenza artificiale. In questo modo si prevede di poter ridurre fino all’80 per cento il consumo energetico di un edificio.
Solskin punta sull’intelligenza artificiale nella lotta contro il cambiamento climatico. La start-up non è l’unica: anche Viboo, con sede a Dübendorf, utilizza questa tecnologia per digitalizzare e ottimizzare gli impianti di riscaldamento degli edifici più vecchi, riducendo così, secondo quanto dichiarato dall’azienda, il consumo energetico fino al 27 per cento. Kitro, con sede a Zurigo, registra gli sprechi alimentari nelle cucine industriali tramite bilancia, telecamera e analisi basata sull’intelligenza artificiale e, secondo quanto dichiarato dall’azienda, dovrebbe essere in grado di ridurli fino al 60%.
«L’intelligenza artificiale è uno strumento potente», si legge anche in un rapporto di Swisscleantech. L’impiego dell’IA potrebbe contribuire attivamente alla protezione del clima, ma anche aumentare l’efficienza delle misure di adattamento.
Il boom dell'intelligenza artificiale fa aumentare il consumo di energia fossile
Allo stesso tempo, il boom dell’IA ha anche conseguenze negative per l’ambiente. Uno studio del Massachusetts Institute of Technology (MIT) dimostra che lo sviluppo delle energie rinnovabili, come l’eolico e il solare, non riesce a tenere il passo con il crescente fabbisogno energetico dell’IA: «Gran parte dell’energia necessaria per l’IA deve quindi essere ricavata da fonti non rinnovabili come il petrolio e il gas». L’uso dell’IA aumenta quindi leemissioni di CO2.
Si prevede che nel 2024 i soli centri di calcolo dedicati all’intelligenza artificiale negli Stati Uniti, dove viene addestrata gran parte dei modelli di IA, consumeranno tanta energia elettrica quanto l’insieme di tutti gli abitanti e le aziende della Thailandia. Nel nostro Paese, il consumo di energia elettrica dei centri di calcolo è zwar inferiore e proviene inoltre da fonti più sostenibili, ma anche qui il consumo è in aumento.
A conti fatti, quanto è rispettosa del clima l'intelligenza artificiale?
Sorge spontanea una domanda: in definitiva, quanto è davvero utile l’intelligenza artificiale nella lotta contro il cambiamento climatico? Anche le start-up svizzere si sono poste questa domanda.
Solskin ha commissionato all’ETH un’analisi del ciclo di vita della propria facciata solare adattiva al clima. Da questa emerge che, rispetto a una facciata convenzionale, la sua innovazione presenta un impatto ambientale inferiore del 39% e produce fino al 40% di energia in più rispetto a una facciata solare fissa.
La facciata controllata dall'intelligenza artificiale di Solskin come esempio del potenziale dell'intelligenza artificiale nella lotta ai cambiamenti climatici. Foto: Solskin
Minore impatto ambientale grazie all'effetto leva
«Prima di ogni progetto conduciamo inoltre uno studio di fattibilità», afferma la responsabile marketing Daria Marti, aggiungendo che ci sono casi in cui Solskin non risulta essere la soluzione più adatta.
Anche Kitro, la cui bilancia da cucina dotata di fotocamera e analisi basata sull’intelligenza artificiale riduce lo spreco alimentare, ha valutato gli effetti dell’intelligenza artificiale. «Si è però giunti abbastanza rapidamente alla conclusione che il bilancio ambientale complessivo è molto positivo», afferma la portavoce Eva-Maria Panzer.
Se un sistema di intelligenza artificiale contribuisse in modo duraturo a risparmiare diverse tonnellate di alimenti all’anno, sarebbe plausibile che l’impatto ambientale evitato superasse nettamente quello causato dall’hardware. La riduzione dello spreco alimentare è generalmente considerata una delle misure più efficaci per la protezione del clima nel settore alimentare.
Più petrolio grazie all'intelligenza artificiale
Gli autori dello studio del MIT dovrebbero essere d’accordo con la portavoce di Kitro. Ritengono che l’opportunità offerta dall’IA risieda soprattutto nella possibilità di rendere più efficienti i sistemi con un forte impatto sul clima. A ciò si aggiunge il fatto che l’enorme consumo energetico dell’IA è dovuto principalmente alle applicazioni generative come Chat-GPT o Claude, piuttosto che a quelle analitiche, come quelle utilizzate da Kitro e Solskin.
Allo stesso tempo, però, l’intelligenza artificiale non può essere impiegata solo nella lotta contro il cambiamento climatico, ma anche per l’estrazione di materie prime fossili. La compagnia petrolifera saudita Aramco, ad esempio, sottolinea che, da quando ha iniziato a utilizzare un sistema di intelligenza artificiale dotato di 400'000 sensori in uno dei suoi giacimenti petroliferi più grandi, la produzione di petrolio è aumentata di circa il 15%.
Il debito di carbonio dell'IA
«I costi ambientali sono concreti e misurabili», scrivono di conseguenza gli autori dello studio. I potenziali benefici climatici, invece, sarebbero ancora altamente speculativi. Gli scienziati definiscono questo fenomeno “debito di carbonio dell’IA”: l’intelligenza artificiale consuma oggi energia fossile per poter eventualmente ridurrele emissioni di CO₂ in futuro.
Per gli autori è chiaro: se si vuole garantire che l’IA abbia un impatto positivo sull’ambiente, è necessario regolamentarne lo sviluppo e l’utilizzo. Tra le possibili misure citano, ad esempio, unatassa sulle emissioni di CO₂, sovvenzioni per prodotti più efficienti dal punto di vista energetico o l’obbligo per i centri di calcolo di utilizzare energie rinnovabili.
Wie Sonnenblumen neigen sich die quadratischen Platten der Fassade im Verlauf des Tages von Osten nach Westen. «Im Prinzip ist es wie eine zweite Haut des Gebäudes», erklärt Gabriel Kreuzer von Solskin, die von der Klimastiftung Schweiz unterstützte Innovation. Die Platten – das sind Solarpanels, die über Druckluft gesteuert werden. Kontrolliert werden sie aber nicht von Menschen, sondern von künstlicher Intelligenz. Bis zu 80 Prozent soll der Energieverbrauch eines Gebäudes dadurch gesenkt werden können.
Solskin setzt im Kampf gegen den Klimawandel auf KI. Damit ist das Start-up nicht allein: Auch Viboo aus Dübendorf nutzt die Technologie, um Heizungen älterer Gebäude zu digitalisieren und zu optimieren – und reduziert damit den Energieverbrauch nach Eigenangaben um bis zu 27 Prozent. Kitro aus Zürich registriert Food-Waste in Grossküchen via Waage, Kamera und KI-Analyse und soll diesen nach Eigenangaben um bis zu 60 Prozent reduzieren können.
«Künstliche Intelligenz ist ein mächtiges Werkzeug», heisst es dementsprechend auch in einem Bericht von Swisscleantech. Der Einsatz von KI könne aktiv zum Klimaschutz beitragen, aber auch die Effizienz von Anpassungsmassnahmen steigern.
KI-Boom steigert Verbrauch fossiler Energie
Gleichzeitig hat der KI-Boom auch negative Folgen für die Umwelt. Eine Studie des Massachusetts Institute of Technology (MIT) zeigt, dass der Ausbau erneuerbarer Energien wie Wind und Solar mit dem wachsenden Energiebedarf der KI nicht mithalten kann: «Ein Grossteil der Energie für KI muss daher aus nicht erneuerbaren Energiequellen wie Öl und Gas bezogen werden.» Der Einsatz von KI steigert also die CO2-Emissionen.
Im Jahr 2024 sollen allein die KI-Rechenzentren in den USA, wo ein Grossteil der KI-Modelle trainiert wird, so viel Strom verbraucht haben wie sämtliche Einwohner und Firmen Thailands zusammen. Hierzulande fällt der Stromverbrauch der Rechenzentren zwar geringer aus und stammt zudem aus nachhaltigeren Quellen – doch auch hier steigt der Verbrauch an.
Wie klimafreundlich ist KI unter dem Strich?
Die Frage drängt sich auf: Wie sehr hilft KI im Kampf gegen den Klimawandel unter dem Strich wirklich? Diese Frage stellten sich auch die Schweizer Start-ups.
Solskin hat von der ETH eine Lebenszyklusanalyse ihrer klimaadaptiven Solarfassade durchführen lassen. Diese zeigt, dass ihre Innovation im Vergleich zu einer konventionellen Fassade eine um 39 Prozent geringere Umweltbelastung aufweist und bis zu 40 Prozent mehr Energie produziert als eine fest installierte Solarfassade.
Die KI-gesteuerte Fassade von Solskin als Beispiel für das Potenzial von künstlicher Intelligenz im Klimaschutz. Foto: Solskin
Weniger Umweltbelastung dank Hebelwirkung
«Vor jedem Projekt führen wir zudem eine Machbarkeitsstudie durch», sagt die Marketingverantwortliche Daria Marti und ergänzt, dass es durchaus Fälle gebe, in denen Solskin sich als nicht geeignetste Lösung erweise.
Auch Kitro, deren Küchenwaage mit Kamera und KI-Analyse Food-Waste reduziert, hat die Effekte der KI abgewogen. «Man kam aber ziemlich schnell zum Ergebnis, dass die Umweltbilanz insgesamt sehr positiv ist», sagt Mediensprecherin Eva-Maria Panzer.
Wenn ein KI-System dauerhaft dazu beitrage, mehrere Tonnen Lebensmittel pro Jahr einzusparen, sei es nur plausibel, dass die dadurch vermiedenen Umweltbelastungen die Auswirkungen der Hardware deutlich übersteigen. Den Food-Waste zu reduzieren, gilt generell als eine der wirksamsten Klimaschutzmassnahmen im Bereich der Ernährung.
Mit KI zu mehr Öl
Die Autoren der MIT-Studie dürften der Kitro-Sprecherin zustimmen. Sie sehen die Chance der KI vor allem darin, Systeme mit grosser Hebelwirkung fürs Klima effizienter zu gestalten. Kommt hinzu: Der massive Energieverbrauch der KI geht vor allem auf generative Anwendungen wie Chat-GPT oder Claude zurück, weniger auf analytische, wie sie bei Kitro und Solskin zum Einsatz kommen.
Gleichzeitig lässt sich künstliche Intelligenz aber nicht nur im Kampf gegen den Klimawandel einsetzen, sondern auch dazu, fossile Rohstoffe zu fördern. So betont etwa die saudische Ölfirma Aramco, dass sie seit dem Einsatz eines KI-Systems mit 400’000 Sensoren auf einem ihrer grössten Ölfelder rund 15 Prozent mehr Öl fördert.
Die Kohlenstoffschuld der KI
«Die Umweltkosten sind konkret und messbar», schreiben die Studienautoren dementsprechend. Die potenziellen Klimavorteile hingegen seien noch hochgradig spekulativ. Die Wissenschaftler nennen das die Kohlenstoffschuld der KI: Künstliche Intelligenz verbraucht heute fossile Energie, um möglicherweise in Zukunft CO2-Emissionen senken zu können.
Für die Autoren ist klar: Will man sicherstellen, dass sich die KI positiv auf die Umwelt auswirkt, muss deren Entwicklung und Einsatz reguliert werden. Als mögliche Massnahmen nennen sie etwa eine CO2-Steuer, Subventionen für energieeffizientere Produkte oder eine Verpflichtung der Rechenzentren zum Einsatz erneuerbarer Energien.
À l’instar des tournesols, les panneaux carrés de la façade s’orientent au fil de la journée d’est en ouest. «En principe, c’est comme une seconde peau pour le bâtiment», explique Gabriel Kreuzer, de Solskin, l’entreprise à l’origine de cette innovation soutenue par la Fondation suisse pour le climat. Actionnés par de l’air comprimé, ces panneaux solaires ne sont pas contrôlés par des humains, mais par l’intelligence artificielle. Selon Solskin, le système permettrait de réduire la consommation énergétique d’un bâtiment jusqu’à 80%.
Solskin mise sur l’IA pour lutter contre le changement climatique. La start-up n’est pas la seule dans ce cas. Viboo, basée à Dübendorf (ZH), utilise également cette technologie pour numériser et optimiser les systèmes de chauffage des bâtiments anciens, ce qui lui permettrait de réduire la consommation d’énergie jusqu’à 27%. De son côté, Kitro, située à Zurich, recense le gaspillage alimentaire dans les cuisines collectives à l’aide d’une balance, d’une caméra et d’une analyse par IA, et affirme pouvoir limiter ce gaspillage alimentaire jusqu’à 60%.
«L’intelligence artificielle est un outil puissant», indique un rapport de Swisscleantech. L’IA peut jouer un rôle actif dans la lutte contre le changement climatique tout en améliorant l’efficacité des mesures d’adaptation.
L’essor de l’IA accroît la consommation d’énergies fossiles
Parallèlement, le développement de l’IA a également des conséquences négatives sur l’environnement. Une étude du Massachusetts Institute of Technology (MIT) montre que le développement des énergies renouvelables, telles que l’éolien et le solaire, ne parvient pas à suivre le rythme de la demande énergétique croissante liée à l’IA: «Une grande partie de l’énergie nécessaire à l’IA doit donc provenir de sources non renouvelables, comme le pétrole et le gaz.» L’utilisation de l’IA entraîne donc une augmentation des émissions de CO2.
En 2024, les centres de données dédiés à l’IA aux États-Unis, où une grande partie des modèles d’intelligence artificielle est entraînée, devraient à eux seuls consommer autant d’électricité que l’ensemble des habitants et des entreprises de la Thaïlande réunis. Dans notre pays, la consommation d’électricité des centres de données est certes moins élevée et provient en outre de sources plus durables, mais elle est également en hausse.
Quelle empreinte climatique pour l’IA?
Une question s’impose: dans quelle mesure l’IA contribue-t-elle réellement à la lutte contre le changement climatique? C’est aussi celle que se posent les start-up suisses.
Solskin a chargé l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) de réaliser une analyse du cycle de vie de sa façade solaire adaptée au changement climatique. Cette analyse montre que, par rapport à une façade conventionnelle, cette innovation présente un impact environnemental inférieur de 39% et produit jusqu’à 40% d’énergie en plus qu’une façade solaire fixe.
La façade pilotée par l’IA de Solskin illustre le potentiel de l’intelligence artificielle dans la lutte contre le changement climatique. Photo: «Solskin»
Une empreinte environnementale réduite grâce à l’effet de levier
«Avant chaque projet, nous réalisons également une étude de faisabilité», explique Daria Marti, responsable marketing, avant d’ajouter qu’il arrive parfois que Solskin ne s’avère pas être la solution la plus adaptée.
Kitro, qui propose une balance de cuisine avec caméra et analyse par IA pour réduire le gaspillage alimentaire, a aussi évalué l’impact environnemental de cette IA. «On est toutefois très vite parvenu à la conclusion que le bilan environnemental était globalement très positif», précise Eva-Maria Panzer, porte-parole de la société.
Selon l’entreprise, si un système d’IA permet d’économiser durablement plusieurs tonnes de denrées alimentaires par an, les bénéfices environnementaux dépasseraient largement l’empreinte écologique du matériel informatique nécessaire. La réduction du gaspillage alimentaire est d’ailleurs considérée comme l’une des mesures de protection du climat les plus efficaces dans le domaine de l’alimentation.
Augmenter la production de pétrole grâce à l’IA
Les auteurs de l’étude du MIT devraient partager l’avis de la porte-parole de Kitro. Ils considèrent que l’IA offre avant tout la possibilité de rendre plus efficaces les systèmes ayant un fort effet de levier sur le climat. La consommation énergétique massive de l’IA s’explique principalement par les applications génératives telles que ChatGPT ou Claude, et moins par les applications analytiques, comme celles utilisées par Kitro et Solskin.
En même temps, l’intelligence artificielle peut servir non seulement à lutter contre le dérèglement climatique, mais aussi à exploiter les ressources fossiles. Ainsi, la compagnie pétrolière saoudienne Aramco souligne qu’elle produit environ 15% de pétrole en plus depuis qu’elle a déployé un système d’IA équipé de 400’000 capteurs sur l’un de ses plus grands gisements pétroliers.
L’empreinte carbone de l’IA
«Les coûts environnementaux sont concrets et mesurables», écrivent ainsi les auteurs de l’étude. Les avantages potentiels pour le climat, en revanche, resteraient encore hautement spéculatifs. Les scientifiques appellent cela la dette carbone de l’IA. C’est-à-dire que l’intelligence artificielle consomme aujourd’hui de l’énergie fossile afin de pouvoir, éventuellement, réduire les émissions de CO2 à l’avenir.
Pour les chercheurs, une chose est claire: si l’on veut s’assurer que l’IA ait un impact positif sur l’environnement, il faut réglementer son développement et son utilisation. Parmi les mesures possibles, ils citent notamment une taxe sur le CO2, des subventions pour des produits plus efficaces sur le plan énergétique ou l’obligation pour les centres de données d’utiliser des énergies renouvelables.
