Аммиак — это не только удобрение для спасения сельского хозяйства. Это соединение азота и водорода содержит в себе в 20 раз больше энергии по отношению к весу, чем литиевые аккумуляторы. Огорчают лишь современные «грязные» методы производства аммиака, с чем решили побороться учёные из США. У них получилось.

Художественное представление установки по естественному производству аммиака. Источник изображения: Iwnetim Abate and Yifan Gao

Традиционное производство аммиака, 80 % которого потребляет сельское хозяйство, требует высоких температур и сопровождается выбросами парниковых газов. На каждую тонну этого соединения в атмосферу выбрасывается 2,4 т углекислого газа. В целом эта ниша химической промышленности ответственна за 1 % вклада нашей цивилизации в ежегодные выбросы антропогенных газов. Поэтому предпринимаются попытки производить аммиак с использованием возобновляемых источников энергии, что делает его чистым во всех смыслах.

В августе прошлого года в Дании был запущен первый в мире завод по производству аммиака с использованием солнечной и ветровой энергии. Производство может выпускать до 5000 т аммиака в год. Если говорить об аммиаке как о зелёном топливе, то уже разработаны двигатели внутреннего сгорания на аммиаке. Есть ряд моделей транспортных средств на этом топливе, а также планируется спуск на воду в 2026 году в Норвегии первого в мире контейнеровоза на аммиаке.

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) нашли способ практически естественного воспроизводства аммиака без привлечения любых искусственных источников энергии. К открытию подтолкнуло обнаруженное ещё в 80-х годах явление, когда одна из скважин в Мали начала выдавать чистый водород. Учёные заключили, что глубоко под землёй, с привлечением горных пород и температуры недр, идут процессы, которые естественным образом производят водород из воды в породах.

«Это был отличный момент, — говорят исследователи. — Возможно, мы сможем использовать Землю как фабрику, используя её тепло и давление для производства ценных химических веществ, таких как аммиак, более чистым способом».

На основе сделанного предположения учёные построили модельную систему для ввода обогащённой азотом воды в богатые железом синтетические минералы, имитируя породы, которые находятся под поверхностью земли. В результате процесса был получен аммиак без образования какого-либо CO₂ и без необходимости какой-либо дополнительной внешней энергии для активизации химического процесса.

На втором этапе исследователи заменили синтетическую породу оливином, который в природе встречается повсеместно и также богат железом. Также был добавлен медный катализатор и произведён нагрев до 300 °C. Примерно такая температура будет на глубине нескольких километров под поверхностью земли. Было обнаружено, что азот в воде вступает в реакцию с железом в породе с образованием чистого водорода, который, в свою очередь, вступает в реакцию с азотом с образованием аммиака. В результате процесса на тонну оливина было получено 1,8 кг аммиака.

Подобный метод можно реализовать в любой точке мира, ведь оливин есть везде. Более того, под землю можно даже закачивать обычные сточные воды, обычно насыщенные аммиаком. Это буквально неисчерпаемый источник чистой энергии. Учёные рассказали об открытии в журнале Joule и подали заявку на патент. На практике они надеются провести эксперимент в течение следующего года или двух.

На фоне климатического саммита COP29 издание Bloomberg опубликовало статью о перспективах борьбы с надвигающимся изменением климата. Через пять лет будет достигнут рубеж, поставленные цели для которого, по-видимому, уже не будут достигнуты или потребуют утроения сил и средств для их достижения. Это делает задачу победить к середине века климатические изменения более сложной, но продолжать попытки надо, ведь на кону — жизни людей и экономика стран.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

В 2023 году, как показывают научные исследования, выбросы углекислого газа снова достигли исторического максимума. Это произошло, несмотря на массу усилий правительств, компаний и организаций. Значительная доля выбросов парниковых газов приходится на США. Выбор президентом этой страны Дональда Трампа будет означать сворачивание многих экологических инициатив, о чём этот кандидат неоднократно заявлял во время своих предвыборных выступлений. Иными словами, к 2030 году ситуация с экологией в США вряд ли улучшится и, скорее всего, станет только хуже.

Потепление климата угрожает не только здоровью и жизни людей (как напрямую от перепадов температуры, так и косвенно от стихийных бедствий и неурожаев), но также грозит экономике. По оценке некоммерческой организации CDP (Carbon Disclosure Project), повышение температуры на 1 °C приведёт к сокращению мирового валового внутреннего продукта на 12 %.

Реализованные и поставленные цели. Источник изображения: Bloomberg

По оценкам Международного энергетического агентства, в период с 2010 по 2023 год мощность солнечной энергии увеличилась примерно в 40 раз, а ветроэнергетика — примерно в шесть раз. Ещё больше предстоит сделать за оставшиеся пять лет, чтобы наверстать ранее упущенное. Так, в 2023 году во всём мире было добавлено около 0,5 ТВт возобновляемой энергии, а это означает, что к 2030 году необходимо добавить ещё 7,3 ТВт зелёной энергии. Для сравнения, в 2023 году во всём мире было выработано чуть менее 9 ТВт энергии от всех источников, включая «грязные». Таким образом, ВИЭ к 2030 году должны составить свыше 80 % от общемировой выработки. Для реализации этого плана ежегодно нужно будет вкладывать в сектор не менее $1 трлн, а не $623 млн или около того, как в 2023 году.

Китай впереди планеты всей

Лидером в развёртывании возобновляемых источников энергии является Китай. Индия и ряд других стран с развивающейся экономикой также стремятся быть в авангарде внедрения зелёных мощностей. Потребление электричества растёт во всём мире — это тенденция, которую необходимо учитывать при планировании в сфере энергетики.

Обещали сокращать выбросы, но не смогли, виноват ИИ

Существенный удар по климатической повестке нанёс искусственный интеллект. С ростом мощностей платформ ИИ и центров обработки данных (ЦОД) потребление энергии лидерами технологической отрасли резко возросло. Ведущие компании, такие как Google, Meta✴, Alphabet, Amazon, Microsoft и Apple, забыли о собственных обещаниях и климатических целях, увеличив или перестав сдерживать потребление энергии в заявленных ранее объёмах. Заявлено, что это вынужденная мера в краткосрочной перспективе. Вскоре «поумневший» ИИ найдёт способ избежать глобального потепления климата; нужно лишь увеличить его мощность и дождаться нужного результата. К чести IT-компаний, они всё же покупают чистую энергию в некотором объёме и ищут способы получать её по более доступной цене, чем ископаемую.

По последним данным, выбросы Google выросли примерно на две трети по сравнению с 2020 годом, а Meta✴ сообщает об увеличении выбросов примерно на 64 %. Потребление электроэнергии центрами обработки данных владельца Facebook✴ по всему миру в 2023 году возросло более чем на треть, почти до 15 млн МВт·ч, и утроилось с 2019 года. С 2020 года выбросы углекислого газа корпорации Microsoft увеличились более чем на 40 %.

Напротив, Amazon сообщила о снижении уровня загрязнения окружающей среды за последние два года, хотя компания столкнулась с критикой за счёт приобретения кредитов на использование возобновляемых источников энергии. Между тем, Apple заявляет, что усилия по внедрению более экологически чистых источников энергии в производство и улучшению переработки отходов позволили сократить выбросы с 2015 года более чем наполовину.

Договорённость не вырубать леса остаётся на бумаге, произведённой из вырубленной древесины

Значительным успехом в 2021 году стала договорённость лидеров 130 стран, на долю которых приходится 90% лесов в мире, о скорейшем прекращении вырубки этого ресурса. Леса поглощают углерод, не позволяют увеличивать площади под сельхозкультуры и, если не используются как топливо, также снижают углеродный след. Однако фактически леса продолжают вырубаться всё более высокими темпами, и ни о каком сокращении речь не идёт. Попытки ввести санкции и торговые ограничения за вырубку лесов были встречены в штыки торговыми партнёрами и фермерами. Необходимо ужесточить законодательство в этой сфере, но национальные правительства тормозят решение данного вопроса.

Согласно оценкам аналитиков, в 2023 году было уничтожено около 6,4 млн гектаров лесов, что на 45% превышает показатель, необходимый для того, чтобы вывести мир на путь достижения цели к 2030 году. Темпы сокращения вырубки должны вырасти гораздо быстрее, чем раньше, однако на это практически нет надежды.

Электромобилей надо продавать больше, но покупать больше их не хотят

Большая надежда на снижение выбросов связана с электромобилями. Их надо продавать больше. Чтобы к 2030 году удержать сектор на нулевом уровне выбросов, на электрические модели должно приходиться 70% покупок новых автомобилей. Это также поможет сократить потребность в 6 млн баррелей нефти в день к 2030 году.

По прогнозам BNEF, в этом году будет продано около 16,6 млн новых электромобилей, а в 2027 году — более 30 млн, что приведёт к трансформации сегмента легковых автомобилей, на долю которого в настоящее время приходится более половины всех выбросов автомобильного транспорта. Если на электромобили не будет субсидий, к 2030 году их доля в продажах новых автомобилей должна составить 45%. Однако для достижения нулевых выбросов эта доля должна быть значительно выше — до 70%, что потребует «умеренных» субсидий.

В то же время автопроизводители столкнулись с негативным отношением к электромобилям, которые по ряду параметров уступают автомобилям с ДВС, но превышают их по цене. Согласно данным BNEF, с конца прошлого года группа из 14 автопроизводителей, на долю которых в 2023 году пришлось более 40% продаж электромобилей, снизила свои общие целевые показатели продаж к 2030 году примерно на 3,3 млн автомобилей. В частности, свои амбиции сократили Mercedes-Benz Group AG, Volvo и даже Tesla, которая к 2030 году планировала выпускать по 20 млн электромобилей, но теперь отказалась от конкретных цифр, предпочитая расплывчатые формулировки «как можно больше».

С защитой биоразнообразия в мире также нет согласия. Для большей определённости была учреждена Куньмин-Монреальская рамочная программа по сохранению биоразнообразия (Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework). Ожидалось, что страны возьмут под охрану до 30% суши, внутренних водоёмов и морей с океанами к 2030 году. Это необходимо, в том числе, для сохранения углерода в почве. Попытки направить усилия в продуктивное русло под эгидой ООН ни к чему не привели. К 2030 году поставленная цель не будет достигнута. Серьёзного стимула для решения этой проблемы нет, как и результата.

Производители тканей не могут сократить производство и потребление воды

Значительные сокращения выбросов, а также снижение потребления воды ожидаются от производителей модной одежды. Цель (вряд ли достижимая) — сократить выбросы парниковых газов к 2030 году на 45%. Однако спрос на дешёвую и модную одежду увеличил мировое производство тканей до 124 млн тонн в 2023 году, а потребление на душу населения почти удвоилось с 1975 года.

Использование воды — это ещё одна серьезная проблема. По данным Всемирного фонда дикой природы, для производства одной хлопчатобумажной футболки может потребоваться до 2700 литров воды — примерно такой же объём необходим для поддержания жизнедеятельности человека в течение 900 дней. Большая группа компаний пообещала сократить потребление на 30 % к 2030 году, хотя в прошлом году потребление воды на технологические процессы выросло. И такая группа не одна — обещают сокращать потребление, а на деле увеличивают.

Выбросы в атмосферу продолжают расти, хотя всем очень хочется их снизить

С контролем уровня выбросов в атмосферу тоже не складывается. Парижское соглашение требует удержать потепление в рамках повышения на 1,5°C по сравнению с доиндустриальным периодом. Для этого к 2030 году ежегодные выбросы в атмосферу в мире должны сократиться на 42%. По факту происходит обратное: в 2023 году выбросы выросли на 1,3%, хотя они должны ежегодно снижаться на 7,5%.

Развитые страны частично справляются со снижением выбросов. Например, группа из 10 крупнейших развитых стран, включая США, Японию и Германию, сократила выбросы на 4,2% в 2023 году, снизив воздействие на окружающую среду до самого низкого уровня с 1970 года. Напротив, среди 10 ключевых стран с формирующейся рыночной экономикой общий показатель выбросов вырос на 4,7%.

Потребление энергии в развивающихся странах быстро растёт, и в большинстве из них энергетические системы по-прежнему зависят от угля и газа, загрязняющих окружающую среду. По прогнозам МЭА, Индия, которая уже является второй по величине страной-потребителем угля, к 2026 году увеличит спрос на электроэнергию быстрее, чем любая другая крупная экономика. При этом Индия не спешит тратить огромные суммы на возобновляемую энергетику, в отличие, скажем, от Китая, который только в первой половине 2024 года инвестировал в ВИЭ 130 млрд долларов. Остальные страны региона Юго-Восточной Азии инвестировали в ту же сферу всего 2,9 млрд долларов. Итогом такой политики безответственности может стать повышение температуры Земли к концу столетия на 2,6–3,1°C.

Авиакомпании в ожидании «устойчивого» топлива живут на закупках использованного растительного масла из закусочных

Ещё одной глобальной проблемой остаётся авиация. Она вносит вклад в выбросы на уровне 2 % ежегодно. Решить вопрос может чистое топливо, которого пока по большому счёту нет. Пока авиация надеется на биодизель, который преимущественно производится из отходов растительного масла. Ряд авиакомпаний надеются довести уровень чистого топлива в расходах на эксплуатацию до 10 % к 2030 году или 24 млн т ежегодно, однако столько отработанного масла рынок не предоставит ни при каком условии. Пока пути решения этого вопроса никому неизвестны.

Это может звучать удивительно, но в США из Китая поставляется отработанное растительное масло, собираемое по закусочным — оно в избытке остаётся после жарки. Именно это масло в основном превращается в биодзель, так необходимый авиации.

Банки, которые должны

Банковский сектор мог бы сделать для климатической повестки больше, чем делает, уверены аналитики. Банкиры с Уолл-стрит должны выделить зелёной экономике $215 трлн к 2050 году. Более того, они должны прекратить финансировать в прежнем объёме сектор ископаемой энергетики. Например, если в 2022 году соотношение инвестиций в ископаемую энергетику и ВИЭ составляло 1 к 0,73, то к 2030 году оно должно составлять 1 к 4. На графике выше представлено, какой банки сколько должен инвестировать в возобновляемую энергетику.

Ожидается, что бум центров обработки данных приведёт к тому, что объёмы выбросов углекислого газа в индустрии к концу десятилетия вырастут до 2,5 млрд тонн. И это ускорит инвестиции в декарбонизацию, пишет информационное агентство Reuters со ссылкой на данные исследования Morgan Stanley.

Источник изображения: Weichao Deng/unsplash.com

В сообщении сказано, что крупнейшие технологические компании, такие как Google, Microsoft, Meta✴ Platforms и Amazon, стимулируют быстрое развитие энергоёмких центров обработки данных для расширения возможностей технологий искусственного интеллекта и облачных вычислений. В это же время компании выполняют данные ранее обещания по сокращению объёма выбросов CO₂ до 2030 года.

«Это создаёт большой рынок для решений по декарбонизации», — говорится в отчёте Morgan Stanley, который был составлен по итогам проведённого исследования. Там также сказано, что объём выбросов парниковых газов в глобальной индустрии центров обработки данных составляет примерно 40 % от общего объёмы выбросов в США за год.

Исследование показало, что появление крупных центров обработки данных способствует увеличению инвестиций в развитие экологически чистой энергетики, энергоэффективное оборудование и так называемые «зелёные» строительные материалы. Ожидается, что технологии улавливания, хранения и использования углерода (CCUS) и технологии удаления углекислого газа из атмосферы также получат импульс к развитию, поскольку крупные технологические компании пытаются сдержать данные ранее обещания по сокращению выбросов вредных веществ.

Компания Google сообщила о значительном росте выбросов парниковых газов за последние пять лет, что ставит под угрозу её обязательство достичь «чистого нуля», то есть нулевого баланса выбросов к 2030 году. Основной причиной увеличения выбросов стало расширение центров обработки данных, необходимых для развития систем искусственного интеллекта.

Охлаждающие трубы в центре обработки данных Google. Источник изображения: Arstechnica.com

Согласно недавнему экологическому отчёту, выбросы парниковых газов компании Google в 2023 году достигли 14,3 млн тонн углеродного эквивалента. Это на 48 % больше, чем в 2019 году, и на 13 % больше по сравнению с предыдущим годом, сообщает издание Ars Technica.

Директор по устойчивому развитию Google Кейт Брандт (Kate Brandt) подтвердила приверженность компании цели достижения нулевого баланса выбросов к 2030 году, но признала её «чрезмерно амбициозный» характер. «Мы по-прежнему ожидаем, что наши выбросы продолжат расти, но до определённого момента», — заявила Брандт.

Отмечается, что основной причиной роста выбросов стало увеличение потребления электроэнергии центрами обработки данных, которые необходимы для работы систем искусственного интеллекта. В 2023 году выбросы, связанные с энергетикой, выросли на 37 % и составили четверть от общего объёма выбросов парниковых газов компании.

Google также сообщила о росте выбросов в цепочке поставок на 8 %, что составляет 75 % от общего объёма выбросов компании. Ожидается, что эта тенденция сохранится в ближайшем будущем из-за расширения инфраструктуры, необходимой для работы систем ИИ. Компания признала, что «будущее воздействие ИИ на окружающую среду сложно и трудно предсказать». Однако Google продолжает работать над сокращением выбросов, в том числе путём подписания соглашений о чистой энергии.

Эксперты по климату, в целом, выражают обеспокоенность по поводу воздействия энергоёмких систем ИИ на окружающую среду. Так, аналитики Bernstein прогнозируют, что ИИ может удвоить темпы роста спроса на электроэнергию в США в ближайшие годы, поскольку такие крупные технологические гиганты, как Google, Amazon и Microsoft, объявили о планах инвестировать десятки миллиардов долларов в ИИ. В частности Microsoft признала, что её выбросы выросли почти на треть с 2020 года во многом из-за строительства центров обработки данных. При этом Билл Гейтс одновременно высказывает мнение, что ИИ сможет не сегодня так завтра найти решение климатических проблем.

Несмотря на трудности, Google продолжает идти к своей цели использования безуглеродной энергии к 2030 году, хоть и признаёт, что некоторые проекты в области чистой энергии были прекращены в 2023 году, что привело к сокращению доступа к возобновляемым источникам энергии.

В понедельник государственная компания China Ocean Shipping Group (Cosco) начала регулярные морские контейнерные перевозки между двумя прибрежными городами — Шанхаем и Нанкином, используя полностью электрический контейнеровоз Greenwater 01. Судно побило сразу несколько мировых рекордов в своей области, став самым крупным, тяжёлым, грузоподъёмным и наиболее загруженным аккумуляторами. Морские перевозки постучались в двери экологии.

Источник изображения: SCMP

Судно оснащено основной батареей ёмкостью более 50 000 кВт·ч. Батареи используются литий-железо-фосфатные (LFP) в стандартных 20-футовых контейнерах. Количество контейнеров можно наращивать для увеличения дальности хода. Каждый контейнер с аккумуляторами добавляет в систему питания судна 1600 кВт·ч. Для аналогичного рейса на дизельном топливе судну потребовалось бы не менее 10 т горючего. Ожидается, что на каждые 100 морских миль (185 км) полностью электрический контейнеровоз будет сохранять от сжигания по 3,9 т топлива, значительно сокращая выбросы CO₂.

Длина электрического контейнеровоза Greenwater 01 достигает 120 м при 24 м в ширину. Максимальная скорость судна достигает 19 км/ч. Члены экипажа контейнеровоза прошли специальную подготовку для правильного тушения возгорания аккумуляторных блоков. Очевидно, что традиционные средства — вода и углекислотная пена — для литийсодержащих аккумуляторов не годятся. Тушить их необходимо специальным газом на основе соединения углерода, фтора и водорода.

Перевод водного грузового транспорта на экологические источники волнует власти множества развитых и развивающихся стран. В Европе видят выход в топливных ячейках на водороде. Например, в этом году по Рейну начал курсировать контейнеровоз на водородном топливе. Он в два раза меньше китайского Greenwater 01, но для своих задач его будет достаточно. И таких примеров становится всё больше и больше.

Аналитики газеты The Guardian, совместно с сотрудниками Oxfam, Стокгольмского института окружающей среды и другими экспертами провели исследование, получившее название «Великий углеродный разрыв» (The Great Carbon Divide). В нём были изучены причины и последствия углеродного неравенства, которое выражается в непропорционально высоком влиянии на окружающую среду со стороны сверхбогатых людей. Их ещё называют «элитой загрязнителей».

Источник изображения: Pixabay

Тема климатической справедливости будет занимать центральное место в повестке дня 28-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата (COP28), которая пройдёт в этом месяце в Объединённых Арабских Эмиратах. Поэтому обозначенное исследование как нельзя актуально сейчас.

Согласно исследованию «Великий углеродный разрыв», всего лишь 1 % самых богатых людей планеты несёт ответственность за больший объём выбросов углекислого газа (CO₂), чем 66 % населения Земли с наиболее низкими доходами. Наиболее состоятельная группа населения состоит из 77 млн человек, включая миллиардеров, миллионеров и людей с зарплатой более $140 000. И на эту группу в 2019 году приходилось 16 % всех выбросов углекислого газа или 5,9 млрд тонн CO₂.

Согласно отчёту Oxfam, этого достаточно, чтобы вызвать более миллиона дополнительных смертей из-за повышенной температуры. Согласно методике, используемой Агентством по охране окружающей среды США, предполагающей 226 дополнительных смертей во всем мире на каждый миллион тонн CO₂, выбросов от этой группы в 1 % населения планеты будет достаточно, чтобы в связи с повышением температуры окружающей среды вызвать гибель 1,3 млн человек в ближайшие десятилетия.

Особенно страдают от глобального потепления бедные слои населения. По данным ООН, на развивающиеся страны приходится 91 % смертей, связанных с экстремальными погодными условиями. В отчёте указано, что в 2019 году (последний год, по которому имеются полные данные) на страны с высоким уровнем дохода (в основном находящиеся в северной части планеты) приходилось 40 % глобальных выбросов CO₂, связанных с потреблением, в то время как у стран с низкими доходами (в основном на юге планеты) этот показатель составлял 0,4 %. На долю Африки, где проживает примерно каждый шестой житель Земли, приходится всего 4 % выбросов.

Так называемая элита также обладает огромной политической властью, владея средствами массовой информации и социальными сетями, нанимая рекламные и PR-агентства, и лоббистов. Высокопоставленные политики тоже зачастую входят в этот 1 % самых богатых людей планеты. В США, например, каждый четвёртый член Конгресса владеет акциями компаний, работающих на ископаемом топливе, на общую сумму $33–93 млн. Это объясняет, почему правительства развитых стран выделили в 2020 году $1,8 трлн на субсидирование промышленности, использующей ископаемое топливо, вопреки обязательствам по поэтапному сокращению выбросов углерода.

Oxfam призвала ввести дополнительные налоги на сверхдоходы, чтобы обеспечить переход на использование возобновляемых источников энергии.

Системы на основе искусственного интеллекта наносят меньше вреда окружающей среде при генерировании текстов и изображений, чем писатели и художники при создании литературных произведений и картин. К такому выводу пришли авторы исследования «Выбросы углерода при написании и иллюстрировании ниже у ИИ, чем у людей».

Источник изображения: Midjourney

В исследовании, проведённом в начале этого года, утверждается, что системы на основе ИИ, такие как ChatGPT, BLOOM, DALL-E 2 и Midjourney, создают литературные произведения и изображения с на порядок меньшими выбросами углерода, чем люди, работающие вручную или с использованием компьютера.

Авторы исследования из Калифорнийского университета в Ирвине, Массачусетского технологического института, юридического факультета Канзасского университета и других организаций провели сравнение показателей выбросов CO₂ ИИ-систем и человека при аналогичной деятельности, взяв за основу выбросы в среднем на жителя США и Индии, и энергию, затраченную на этапе обучения ИИ, а также на выполнение ИИ-системой поставленной в запросе задачи.

Источник изображений: Tom’s Hardware

При этом исследователи исходили из предположения, что «качество произведения, создаваемого ИИ, является удовлетворительным для любой поставленной задачи». Ключевым выводом исследования стало то, что нейросеть BLOOM для обработки и генерирования текстов оказывает в 1500 раз меньшее воздействие на экологию, чем житель США, создающий одну страницу текста, в то время как популярный ChatGPT мог выполнять задачу с в 1100 раз меньшим углеродным следом, чем человек.

Исследователи отметили, что выбросы при решении задач нейросетью DALL-E2 аналогичны ChatGPT и составляют около 2,2 г CO₂ на запрос. У нейросети Midjourney, создающей изображения по текстовому описанию, этот показатель ниже — 1,9 г CO₂ на запрос. Исследователи предполагают, что «создание изображений с помощью ИИ генерирует в 310–2900 раз меньше выбросов CO₂ на одно изображение, чем при создании человеком».

Необходимо отметить, что сравнение всё же нельзя назвать полностью корректным, поскольку некоторые задачи ИИ-системам просто не по силам, например, написание оригинальной статьи на нишевую научную тему или создание картины — произведения искусства. К тому же люди в процессе жизнедеятельности оставляют углеродный след в любом случае, независимо от того, занимаются они написанием литературных произведений или созданием картин, или нет.

Связанная с минимальным вредом для окружающей среды деятельность человека не означает отказа от высоких технологий — напротив, интеллектуальные системы позволяют оптимизировать потребление энергии. Но производство чипов, лежащих в основе экологически чистых технологий, и само отличается заметным углеродным следом.

Источник изображения: Maxence Pira / unsplash.com

Самая значительная часть выбросов, связанных с электронными устройствами, приходится на потребление ими энергии, а на производство микросхем, установили в 2020 году учёные Гарварда. Завод по производству чипов может потреблять несколько десятков тысяч кубометров воды ежедневно — и каждый кубометр означает более 10 кг углеродных выбросов, приходящихся на транспортировку и очистку.

Спрос на чипы растёт, а значит, производители повышают энергопотребление — по мере наращивания мощностей предприятий увеличивается их углеродный след. Наиболее ярко проблема выражена в Азиатско-Тихоокеанском регионе, традиционно доминирующем в мировой полупроводниковой промышленности, которая только в 2022 году обеспечила здесь выручку в $330 млрд, то есть более половины глобального объёма. Самые передовые производители находятся на Тайване и в Южной Корее — обе страны надеются выйти на нулевые выбросы к 2050 году, но пока это лишь планы. В 2020 году выбросы тайваньской TSMC, составленные из её собственной деятельности и закупаемой энергии, достигли около 10 млн тонн, примерно столько же, сколько генерирует столица страны Тайбэй. Южнокорейская Samsung в 2021 году показала 15,6 млн тонн выбросов.

Реализации планов по снижению выбросов способствуют, в частности, дочерние компании этих предприятий, специализирующиеся на экологически чистых решениях: та же TSMC в рамках этой программы обеспечила себе 9 % энергии из возобновляемых источников. Но для Азии это скорее исключение: почти вся энергия Тайваня и около двух третей энергии Южной Кореи поступают от ископаемых источников. А к 2050 году TSMC, Samsung и SK hynix собираются полностью перейти на возобновляемые источники.

Источник изображения: tsmc.com

Важным сырьём для производства чипов является водород, и важнейшей задачей предприятий является доступ к его получению без образования углекислого газа — в Европе эту задачу уже решила компания Linde, организовавшая поставки на австрийский завод Infineon. Производство «чистого» водорода — это ещё полдела, ведь необходима и транспортная инфраструктура для организации его поставок. Здесь успехов достигло подразделение Samsung C&T, которому удалось наладить полную цепочку от производства водорода из аммиака до доставки готовой продукции на внутренний рынок. Другое подразделение Samsung разрабатывает экологически чистые силовые установки для водного транспорта — в том числе на водородном топливе.

Samsung SDI уже стала одним из крупнейших в мире производителей накопителей энергии, захватив около десятой доли мирового рынка — ещё 6 % приходятся на дочерние компании SK hynix. По мере того как целевые показатели по выбросам начинают пересматриваться на уровне правительств, растёт и рынок систем хранения энергии — к 2030 году он обещает удвоиться и достичь $430 млрд, уверены аналитики. Системы становятся компактнее и легче, а число аккумуляторных элементов в них растёт. Та же Samsung SDI по итогам I квартала доложила о рекордных финансовых результатах — прибыль подразделения превысила $4 млрд.

Азиатским производителям полупроводников приходится сопоставлять вводимые мощности с прогнозируемыми показателями спроса, где одним из факторов сегодня является бум систем искусственного интеллекта, и реагировать на новые нормы в отношении выбросов.