Yapay zekanın artan enerji ihtiyacı teknoloji devlerini nükleer enerjiye yöneltiyor

Bu da yapay zeka uygulamalarının yüksek miktarda enerjiye ihtiyaç duyduğu anlamına geliyor.

Teknoloji şirketleri, yapay zeka uygulamalarını hem yazılı komutlarla gerçekçi veya yaratıcı görüntüler oluşturmak hem de dil modellerinin geliştirilmesi gibi farklı amaçlarla kullandıkça harcanan enerji miktarı da artıyor.

Enerji ihtiyaçlarını rüzgar ve güneş çiftlikleri inşa ederek karşılamaya çalışan işletmeler, bu kaynakların enerji üretiminin sürekliliği konusundaki sorunlar nedeniyle farklı yollara başvurmaya başladı.

- Yapay zeka bir ülke kadar enerjiye ihtiyaç duyabilir

IEA'nın yıllık raporunda, yapay zeka sistemlerinin hesaplamalarını yapan veri merkezlerinin kullandığı elektrik miktarının yakın gelecekte artacağına ilişkin öngörüler sunuldu.

Veri merkezilerinin 2022'deki enerji kullanımının yaklaşık 460 teravatsaate denk geldiği belirtilen raporda, 2026'da bu miktarın 620 ila 1050 teravatsaate yükselebileceği, bunun da İsveç veya Almanya'nın enerji talebine eş değer olacağı kaydedildi.

Hollandalı uzmanların "Joule" dergisinde yayımlanan çalışmasına göre de Google'ın yapay zeka sistemlerinin, mevcut donanım ve yazılımlarda yapay zekanın tam ölçekli kullanıldığı senaryoda, her yıl İrlanda kadar elektrik tüketebileceği öngörülüyor.

- Şirketler çözümü nükleer enerjide buldu

Artan enerji talebi Amazon, Google ve Microsoft gibi teknoloji devlerinin yeni enerji yatırımlarına yönelmesine neden oldu.

Google, yapay zeka veri merkezlerinin enerji ihtiyacını karşılamak için küçük modüler reaktörlerden (SMR) nükleer enerji satın almayı hedeflediğini, bunun için de "Kairos Power" adlı firmayla anlaşma yaptığını duyurdu.

Amazon'dan yapılan açıklamada da şirketin bulut bilişim yan kuruluşu Amazon Web Services'in (AWS) nükleer enerji projelerinin geliştirilmesini desteklemek için aralarında birkaç yeni SMR inşa edilmesinin de yer aldığı üç yeni anlaşma imzaladığı bildirildi.

Şirket ayrıca, Pensilvanya eyaletindeki Talen Energy nükleer tesisinin yanına bir veri merkezi tesisi kurmak için de çalışmalar başlattığını ilan etti.

Enerji yatırımlarına devam eden Microsoft da eylül ayında, Pensilvanya'da bulunan Three Mile Island nükleer elektrik santralinde operasyonları tekrar başlatmak için anlaşma imzaladı.

- Yapay zeka teknolojileri karmaşıklaştıkça enerji tüketimi de artacak

İstanbul Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Dr. Tuğçe Bilen, yapay zeka sistemlerinin enerji tüketiminin geleneksel yazılımlara göre yüksek olmasının yapay zeka modellerinin eğitilmesi, sistemlerin yürüttüğü yoğun hesaplamalar, modellerin karmaşıklığı ve sistemin kullanım oranları gibi çeşitli sebeplerden kaynakladığını belirterek, büyük dil modellerinin milyarlarca parametre ile oldukça yoğun hesaplama gerektirdiğini ve bu durumun yüksek enerji tüketim ihtiyacını ortaya çıkardığını kaydetti.

Enerji tüketiminin, yapay zeka geliştirme süreçlerinde karşılaşılan, çevresel ve ekonomik maliyet açıdan sorunlar oluşturan konulardan biri olduğunu aktaran Bilen, daha verimli çalışacak donanımlar ve bulut bilişim teknolojisinin kullanılan modellerin hesaplama yükünü azaltacak şekilde geliştirilmesini, enerji yönetiminde kullanılabilecek stratejiler olarak sıraladı.

Bilen, yapay zeka teknolojilerinin günlük hayatın her aşamasında yer alarak yaygınlaşmasıyla enerji talebinde önemli ölçüde bir artış beklenmediğinin, öte yandan teknolojilerin karmaşıklığı arttıkça enerji tüketiminde de artış olacağının altını çizdi.

- Firmalar, enerji masraflarını karşılamak için nükleer enerjiye yöneliyor

Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Suat Özdemir, geniş kitlelerce kullanılan yapay zeka teknolojilerinin dünyadaki enerji tüketiminin büyük kısmını oluşturduğunu belirtti.

Veri merkezlerinin tüm dünyada tüketilen elektriğin yüzde 2'sini kullandığına işaret eden Özdemir, "Bütün endüstriyel üretimi, elektrikli araçları, ev tüketimini düşündüğünüz zaman yüzde 2 oldukça büyük bir rakam. Bunun 2030 itibarıyla yüzde 4'e çıkması öngörülüyor." dedi.

Yapay zeka kaynaklı enerji tüketimine büyük dil modellerinin eğitimini örnek gösteren Özdemir, GPT-4 modelinin eğitiminde 100 gün boyunca yaklaşık 62 gigavatsaat elektrik harcandığını, bunun da ABD'de yaklaşık 20 bin evin bir senelik elektrik tüketimine denk gelebileceğini söyledi.

ChatGPT sorgusunun Google sorgusundan yaklaşık 10 kat fazla enerji tükettiğini kaydeden Özdemir, "Standart bir görüntü üretmek için yapay zeka modelinin harcadığı enerji, yaklaşık bir akıllı cep telefonunu şarj etmek için gerekli olan enerjiye eşit." diye konuştu.

Özdemir, yenilebilir enerji kaynaklarından faydalanan teknoloji firmalarının, enerji tüketiminden kaynaklanan masrafları karşılamak için nükleer enerjiye yöneldiğini ifade etti.

- "Nükleer enerji tek çıkış yolu gibi gözüküyor"

Enerji tüketimindeki artışın yapay zeka modellerini geliştirme sürecinde karşılaşılan engellerden biri olduğunu belirten Özdemir, "Bunun şirketler üzerine çok büyük bir yük getirdiği kesin. OpenAI şu an zarar ediyor. Ücretli versiyondan aldığı para dahi yetmiyor." değerlendirmesini yaptı.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının yapay zekanın ihtiyacı olan enerjiyi karşılamakta yetersiz kalacağını söyleyen Özdemir, bu kaynaklardan elde edilen enerjinin depolanamamasını da dezavantaj olarak değerlendirdi.

Özdemir, "Aslına bakarsanız nükleer enerji tek çıkış yolu gibi gözüküyor. Yenilenebilir enerji çok güzel ama maalesef sınırlı. Nükleer enerjinin verimliliği ise çok yüksek. Yüzde 92,5 gibi bir verimlilikle çalışıyor nükleer enerji santralleri. Yani hemen hemen yüzde 100'e yakın şekilde sürekli aynı enerjiyi verebilecek kapasitedeler." dedi.

Nükleer enerjinin karbon emisyon oranının mevcut sistemlere kıyasla oldukça düşük olduğuna işaret eden Özdemir, öte yandan bu enerjinin bazı dezavantajları bulunduğunu da söyledi.

Özdemir, "Nükleer enerjinin atığını yönetmek oldukça güç. Atık konusu çözülmesi gereken bir problem ama şu an günümüzde bu sorun nasıl çözülüyorsa, yapay zeka firmaları da o şekilde bu atık çözümüne devam edecekler." diye konuştu.

- "Yapay zeka teknolojileri için kullanılacak nükleer enerji altyapısı stratejik hedef haline gelebilir" uyarısı

Hacettepe Üniversitesi Nükleer Enerji Mühendisliği Bölümü Öğretim Görevlisi Dr. Oğuz Berk Özdemir de nükleer enerjinin, artan küresel enerji talepleri karşısında sürdürülebilir ve güvenilir bir çözüm olarak kilit role sahip olduğunu belirterek, nükleer enerjinin yüksek miktarda enerji üretme kapasitesi, fosil yakıtlara olan ihtiyacın azaltılması ve düşük karbon salımı sayesinde iklim değişikliğiyle mücadeleye önemli katkı sağlayabileceğini dile getirdi.

Yapay zekanın, özellikle veri merkezleri ve büyük ölçekli hesaplama altyapıları gibi yoğun enerji tüketen alanları gerektirdiğini, nükleer enerjinin hem kesintisiz ve düşük karbonlu enerji üreteceğini hem de çevresel sürdürülebilirliği destekleyen enerji güvenliğini sağlayacağını kaydeden Özdemir, bu enerji türünün, yapay zeka gibi kesintisiz işlem gücü gerektiren teknolojiler için önemli bir avantaj olduğunu ifade etti.

Özdemir öte yandan, "Ancak bu senaryonun ulusal güvenlik açısından titizlikle ele alınması gerekmektedir. Nükleer enerji altyapısının, yapay zeka uygulamaları için birincil kaynak haline gelmesi, bu sistemlerin stratejik hedef haline gelmesine ve siber saldırılara karşı savunmasız kalma riskine yol açabilir." uyarısında bulundu.

Güneş, rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının, süreklilik ve güvenilirlik açısından nükleer enerjiyle tam anlamıyla rekabet edemediğini kaydeden Özdemir, yapay zeka gibi enerji talebi yoğun teknolojiler için nükleer enerjinin, karbon ayak izini azaltmada oldukça etkili ve stratejik bir seçenek olarak öne çıktığını vurguladı.

- Yapay zekaya enerji sağlanmasında geleneksel reaktörler yerine SMR'ler kullanılabilir

Küçük modüler reaktörler (SMR) gibi yeni nükleer teknolojilerin geleneksel nükleer reaktörlere kıyasla daha esnek, daha düşük maliyetli ve güvenlik açısından daha yenilikçi çözümler sunduğunun altını çizen Özdemir, farklı enerji taleplerine uyum sağlayabilecek SMR'lerin yapay zeka uygulamalarının yoğun enerji tüketimi göz önüne alındığında büyük bir avantaj olacağını söyledi.

Özdemir, SMR'lerin, enerji üretimini daha yerel hale getirerek, yapay zeka destekli veri merkezleri ve büyük çaplı hesaplama altyapıları gibi enerji yoğun sistemlere yakın yerlerde kurulabileceğini ve bunun enerji nakil kayıplarını minimize ederek verimliliği artırabileceğini aktardı.

- Yapay zekanın enerji sorununa yapay zeka ile çözüm

Nükleer santrallerin tasarımında ve işletiminde yüksek güvenlik standartları uygulandığını ve bunu yanı sıra, nükleer atıkların yönetimi için gelişmiş teknoloji ve stratejiler geliştirildiğini hatırlatan Özdemir, güvenlik önlemlerinin geleneksel süreçlere ek olarak yapay zekanın gelişmiş veri analizi ve makine öğrenme algoritmaları kullanılarak yönetilebileceğini de belirtti.

Özdemir, yapay zeka sistemlerinin, enerji santrallerinin operasyonlarını sürekli izleyerek anormal durumları tespit etmesi ve erken uyarı sistemlerine katkı sağlaması gibi olasılıkların yanı sıra, atık yönetimi süreçlerinin optimizasyonunda da etkili rol oynayabileceğine dikkati çekti.

Bu süreçlere ek olarak, yapay zekanın tahminci analizlerle bakım süreçlerini optimize etmesi ve nükleer santrallerin çalışmasındaki verimliliğini artırması gibi ihtimallerin de dikkate alınması gerektiğini belirten Özdemir, yapay zeka sistemlerinin enerji talep tahminleri yaparak nükleer enerji üretiminin de daha etkin bir şekilde yönetilmesine yardımcı olabileceğini vurguladı.

- Nükleer enerji reaktörleri veri merkezleri yakınlarına kurulabilir

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünden (MIT) Nükleer Mühendislik Profesörü Jacopo Buongiorno da nükleer enerjinin, aralıksız elektrik sağlayabilme olanağı, karbon emisyonu oluşturmaması ve diğer enerji sistemlerine göre daha az yer kaplaması sebebiyle tercih edilmesi uygun bir enerji kaynağı olduğunu belirtti.

Nükleer enerji reaktörlerinin veri merkezleri yakınlarında bulunabilecek bir teknoloji olduğunu kaydeden Buongiorno, yapay zeka sistemlerine enerji sağlanmasında nükleer enerji kullanılmasındaki engellerden birinin, bu teknolojinin başlangıçtaki yüksek maliyeti olduğuna işaret etti.

Buongiorno, bu maliyetli yatırımın ardından nükleer enerjinin süregelen masraflarının yüksek olmamasını ve kurulum sonrası genel olarak sabit seyirde ilerlemesinin, veri merkezlerinin nükleer enerji kaynağını tercih etmesinde önemli bir faktör olabileceğini aktardı.

Nükleer enerjinin tüm enerji kaynakları arasında en düşük çevresel etkiye sahip olduğunu vurgulayan Buongiorno, bu enerjinin üretilmesinde çok küçük arazi kullanıldığını ve karbon emisyonu oluşturmadığını söyledi.

Buongiorno, nükleer enerji üretiminin, sıkı denetlenen atık su salımı ve teknik olarak yönetilmesi kolay az miktarda radyoaktif atık üretme gibi özelliklerine de işaret ederek, oluşturduğu risklerin ve faydaların baştan iyi anlaşılması için bu tür tesislere ev sahipliği yapan yerel topluluklarla ilişki kurulması ve koordinasyon sağlanması gerektiğini söyledi.

- Yapay zeka için gereken veri merkezleri de çevre için zararlı atıklara yol açıyor

Birleşmiş Milletler Çevre Programının (UNEP) eylülde yayımladığı rapora göre, yapay zeka sunucularını barındıran veri merkezleri, cıva ve kurşun gibi sağlığa zararlı maddeler içeren elektronik atıklar üretiyor.

Veri merkezlerinin, inşaat sırasında ve faaliyete geçtikten sonra elektronik bileşenleri soğutmak için yüksek miktarda su kullandığı aktarılan raporda, "Yapay zeka ile ilgili altyapı yakında Danimarka'dan 6 kat daha fazla su tüketebilir." ifadesine yer verildi.

Raporda ayrıca, yapay zeka sistemlerinde kullanılan mikroçiplerin nadir toprak elementleri içerdiği, bu elementlerin çevreye zarar verecek ve sürdürülebilir olmayan yöntemlerle çıkarıldığı kaydedildi.

Uzmanlar, yapay zeka teknolojisinin geliştirilmesi, bakımı ve imhasının da karbon ayak izinin artmasına neden olduğuna işaret ediyor.

Google'ın 2024 Çevre Raporu'nda, 2023'teki sera gazı emisyonlarının 2019'a kıyasla yüzde 48 daha yüksek olduğu, artışın "yapay zeka hesaplamalarının daha yoğun olmasından kaynaklanan artan enerji taleplerinden kaynaklandığı" ifade edildi.