Perusahaan teknologi punya menginvestasikan begitu banyak uang untuk membangun pusat data dalam beberapa bulan terakhir, ini aktif menggerakkan perekonomian AS—dan persaingan AI tidak menunjukkan tanda-tanda melambat. Kepala Meta Mark Zuckerberg mengatakan kepada Presiden Donald Trump pekan lalu bahwa perusahaannya akan menghabiskan $600 miliar untuk infrastruktur AS—termasuk pusat data—pada tahun 2028, sementara OpenAI telah berkomitmen untuk menghabiskan $1,4 triliun.
Sebuah analisis baru yang ekstensif mengamati jejak lingkungan dari pusat data di AS untuk mengetahui apa sebenarnya yang mungkin dihadapi negara ini seiring dengan berlanjutnya pembangunan ini dalam beberapa tahun ke depan—dan di mana AS harus membangun pusat data untuk menghindari dampak lingkungan yang paling berbahaya.
Itu belajaryang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada hari Senin, menggunakan berbagai data, termasuk permintaan chip AI dan informasi mengenai kelangkaan listrik dan air negara, untuk memproyeksikan potensi dampak lingkungan dari pusat data di masa depan hingga akhir dekade ini. Studi ini memodelkan sejumlah kemungkinan skenario yang berbeda mengenai bagaimana pusat data dapat mempengaruhi Amerika Serikat dan planet bumi—dan memperingatkan bahwa janji-janji nol bersih (net zero) yang diusung oleh perusahaan-perusahaan teknologi kemungkinan besar tidak akan memenuhi kebutuhan energi dan air dari fasilitas-fasilitas besar yang mereka bangun.
Fengqi You, seorang profesor teknik sistem energi di Cornell dan salah satu penulis analisis tersebut, mengatakan bahwa penelitian tersebut, yang dimulai tiga tahun lalu, dilakukan pada “waktu yang tepat untuk memahami bagaimana AI memberikan dampak pada sistem iklim serta penggunaan dan konsumsi air.”
Industri AI “berkembang jauh lebih cepat dari yang kami perkirakan,” tambahnya—terutama dengan fokus pemerintahan Trump pada industri ini. “Semua ini mendapatkan momentum yang begitu besar saat ini.”
Tidak semua pusat data diciptakan sama secara lingkungan: sebagian besar jejak air dan karbon bergantung pada lokasi lokasinya. Beberapa negara bagian AS mungkin memiliki jaringan listrik yang menggunakan lebih banyak energi terbarukan, atau membuat langkah besar dalam memasukkan lebih banyak energi bersih ke dalam jaringan listrik; Hal ini sangat mengurangi emisi karbon dari pusat data yang mengambil daya dari jaringan tersebut. Demikian pula, negara-negara dengan kelangkaan air lebih sedikit lebih cocok menyediakan air dalam jumlah besar yang dibutuhkan untuk mendinginkan pusat data. (Pendinginan juga merupakan bagian besar dari penggunaan energi pusat data.) Lokasi terbaik untuk pusat data selama beberapa tahun ke depan di AS adalah negara bagian yang memiliki keseimbangan antara dua masukan berikut: Texas, Montana, Nebraska, dan South Dakota, menurut analisis, merupakan “kandidat optimal untuk instalasi server AI.”
Sebagian besar pembangunan pusat data di AS secara historis berfokus pada wilayah seperti Virginia, pusat pusat data AS, dan California Utara. Kedekatan dengan Washington, DC, dan Silicon Valley merupakan hal yang penting bagi perusahaan pusat data, begitu pula dengan konektivitas fiber yang padat di wilayah tersebut dan tenaga kerja terampil mereka. Virginia juga telah menawarkan keringanan pajak yang besar untuk pusat data selama bertahun-tahun—sebuah teknik yang digunakan negara-negara lain untuk memikat pembangunan. Menurut Peta Pusat Datasebuah alat industri yang melacak perkembangan pusat data, dari lebih dari 4.000 pusat data di AS, lebih dari 650 berada di Virginia—terbanyak di negara ini—dan California memiliki lebih dari 320, menempati peringkat ketiga.
Meskipun Virginia tidak mengalami kelangkaan air, para pendukungnya mengatakan bahwa kebutuhan energi yang sangat besar dari pusat data dapat menggagalkan tujuan negara bagian tersebut untuk mendapatkan sumber air. 100 persen energi bersih pada tahun 2045. Sebaliknya, masalah air yang berkepanjangan di California dapat menimbulkan masalah jika pusat data terus berkembang di sana. (Pada bulan Oktober, Gubernur Gavin Newsom diveto rancangan undang-undang yang mengharuskan operator pusat data untuk mengungkapkan berapa banyak air yang mereka gunakan, dengan menyatakan bahwa negara “berada pada posisi yang tepat untuk mendukung pengembangan” pusat data.)
Operator pusat data memilih lokasi berdasarkan berbagai faktor, termasuk kebutuhan energi dan air. Namun hal tersebut bukan satu-satunya masukan: Arizona, yang memiliki lebih dari 160 pusat data, disebutkan dalam analisis sebagai salah satu negara bagian yang menghadapi “masalah kelangkaan air yang parah.”
Industri ini tidak memiliki rencana untuk keluar dari beberapa bidang favorit mereka: Masih ada proyek besar direncanakan untuk Virginia, termasuk investasi $9 miliar dari Google yang diumumkan pada bulan Agustus. Namun teruslah melakukan pembangunan di wilayah yang sudah mengalami tekanan dan “Anda akan melampaui kapasitas sumber daya alam,” kata You. Dia membandingkan operator pusat data yang berbondong-bondong ke daerah-daerah populer dengan analogi orang-orang yang tinggal di daerah yang sama dan pergi ke toko kelontong yang sama pada waktu yang sama. “Pengalaman berbelanja tidak akan menyenangkan, meskipun itu toko terbaik di kota.”
Texas, salah satu negara bagian teratas untuk pengembangan masa depan yang disebutkan dalam studi ini, telah membangun industri pusat data yang kuat, dan kini menjadi negara bagian terpopuler kedua untuk pusat data di negara tersebut, menurut Data Center Map. (Sebagian besar ledakan ini terjadi baru-baru ini: pembangunan pusat data di Texas empat kali lipat antara tahun 2023 dan 2024.) Namun negara bagian terkemuka lainnya yang disebutkan dalam analisis—Montana, Nebraska, dan South Dakota—masih memiliki pusat data yang relatif sedikit. Namun, jumlah mereka terus meningkat, kata You, seiring dengan ekspansi industri pusat data yang agresif di seluruh negeri. Sebuah perusahaan yang berbasis di LA adalah ingin membangun pusat data hyperscale pertama di South Dakota, sementara 39 pusat data di Nebraska mencakup fasilitas yang baru dibuka milik Meta dan Google. Namun, perjalanan negara-negara bagian ini masih panjang untuk mengejar ketertinggalan dari negara-negara seperti Virginia. (South Dakota, menurut Data Center Map, baru saja lima fasilitasterendah kedua di negara ini.)
Seperti halnya penelitian apa pun tentang AI, membuat prediksi tentang masa depan adalah hal yang rumit, di mana pun pusat data akan dibangun. Studi ini mengakui bahwa sejumlah faktor—mulai dari peningkatan efisiensi model, kemajuan teknologi pendinginan, hingga perubahan jenis energi yang ditambahkan ke jaringan listrik—dapat secara drastis mengubah jumlah energi dan air yang akan digunakan dalam beberapa tahun ke depan. Ada juga kemungkinan bahwa gelembung AI akan pecah, meninggalkan kumpulan proyek dan kontrak setengah jadi yang tersebar di seluruh negeri. (Masalah listrik sudah tidak lagi ada di beberapa pusat data duduk menganggur selama bertahun-tahun.)
Hal ini sebagian besar bergantung pada kemauan politik untuk beralih dari bahan bakar fosil. Nebraska, misalnya, memiliki potensi energi angin yang sangat besar—salah satu alasan mengapa Nebraska disebut dalam analisis sebagai tempat yang bagus untuk pusat data—namun sampai saat ini kapasitas tersebut belum benar-benar dibangun; Sebaliknya, perusahaan utilitas di Nebraska mengalami hal tersebut berinvestasi besar-besaran menjadi lebih banyak gas alam tahun ini. Sementara itu, pemerintahan Trump telah menghabiskan waktu berbulan-bulan untuk menerapkannya jari pada skala untuk mempromosikan bahan bakar fosil guna mendukung ledakan AI.
Jaringan listrik yang tidak beralih ke energi terbarukan dapat menimbulkan masalah serius bagi iklim, mengingat betapa agresifnya perluasan pusat data di seluruh negeri. Analisis tersebut menemukan bahwa dalam skenario paling ekstrem, pembangunan pusat data di AS dapat menghasilkan tambahan 44 juta ton karbon dioksida setiap tahunnya—lebih banyak dibandingkan yang dihasilkan negara-negara seperti Hongaria, Portugal, dan Selandia Baru pada tahun 2022.
Skenario terburuk bagi lingkungan, kata You, adalah jika permintaan AI melebihi peningkatan efisiensi dalam komputasi di tahun-tahun mendatang, sementara transisi ke energi terbarukan melambat. “Kami tahu permintaan meningkat dengan sangat cepat, namun hal ini bisa menjadi lebih cepat lagi dengan adanya semua aplikasi baru, lebih banyak perangkat, AI agen, dan semua hal tersebut,” kata You. “Ini akan menjadi masalah.”
Namun studi tersebut juga mengklaim bahwa perkembangan teknologi, seperti teknologi untuk mendinginkan dan memberi daya pada pusat data, serta menempatkan pusat data dengan benar, dapat secara drastis meningkatkan emisi dan penggunaan air. Sementara itu, para pakar dari luar berhati-hati dalam mencoba memprediksi emisi dari industri yang masih berkembang pesat, dengan banyak variabel berbeda yang terlibat.
“Saya mencoba untuk tidak terlalu mementingkan angka-angka tertentu,” kata Noman Bashir, Computing and Climate Impact Fellow di Climate and Sustainability Consortium MIT, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Bashir menunjukkan bahwa pusat data memasang energi mereka sendiri di lokasi—seperti membangun pabrik gas alam sendiri atau memasang panel surya dan baterai yang terpisah dari jaringan listrik—serta kemajuan dalam beberapa teknologi baru yang penting, seperti nuklirdapat memberikan dampak yang jauh lebih besar terhadap emisi secara keseluruhan dibandingkan dengan perhitungan studi ini.
Namun Bashir memuji kesimpulan mendasar dari makalah tersebut: bahwa perusahaan teknologi yang membuat janji net-zero kemungkinan besar tidak akan memenuhi janji tersebut, mengingat terburu-buru membangun pusat data. Pemain Teknologi Besar menyukainya Google dan Microsoft diam-diam telah mengakui dalam laporan keberlanjutan baru-baru ini bahwa fokus mereka pada AI membuat janji-janji yang mereka buat untuk mengurangi emisi menjadi semakin sulit untuk dicapai.
Anda berharap karyanya dapat membantu menciptakan transparansi yang lebih besar mengenai emisi dari perusahaan-perusahaan yang mendorong pembangunan tersebut—sesuatu yang, katanya, dapat dianalogikan dengan label nutrisi pada makanan.
“Masa depan akan menjadi jauh lebih cepat, jauh lebih besar,” katanya. “Mengingat keberlanjutan pada tahap awal jauh lebih baik dibandingkan tahap selanjutnya, dalam hal bagaimana infrastruktur komputasi AI akan berkembang dan tumbuh di negara kita.”
