【氣候挑戰】氣候變化何去何從? AI 會否影響減碳大局?

岑 智明
岑 智明
畢業於香港大學,獲理學士,主修物理。1986 年加入香港天文台為科學主任,2011 年晉升香港天文台台長,2020 年退休。岑先生開發了全球第一套激光雷達風切變預警系統,克服了在無雨環境下探測風切變這個長久的世界性問題,獲得本地獎項及國際嘉許。岑先生於 2010-2018 年擔任世界氣象組織航空氣象學委員會主席,是首位亞洲人獲選出任這個高層位置。

踏入2025年,一系列與氣候變化息息相關的問題湧現:

1. 2024 年已經被確認是人類歷史上比全球平均氣溫比工業革命前超過了1.5°C 的第一年。根據最新的推算,我們會在 2029 年超越《巴黎協定》中 1.5°C 的臨界點(圖 1);

2. 美國總統特朗普再次上台,便立即退出《巴黎協定》,取消拜登政府所訂立與氣候變化有關的行政命令,並且把他的 “drill, baby, drill” (圖 2)競選口號落實,宣佈進入“能源緊急狀態”,容許為科技發展,尤其人工智能,來快速開發各類能源和自然資源。很明顯地,美國在減緩氣候變化的道路上開倒車;

3. 隨著各國根據《巴黎協定》提交修訂後的國家自主貢獻(NDC)的正式截止日期已過,195 個締約國中,只有 19 個國家提交新的 NDC 3.0(圖 3)。

圖 1:「全球溫度趨勢監測」應用程式顯示,利用 2025 年 2 月的數據,全球平均溫度會在 2029 年 9 月越過 1.5°C 的臨界點。比起三個月前的推算,提早了 7 個月。
(來源:https://apps.climate.copernicus.eu/global-temperature-trend-monitor/
圖 2:特朗普在 2024 年美國總統選舉中,用上 “drill, baby, drill” 口號,鼓勵大規模開發在美國國內的各類能源和自然資源。
(來源: https://www.20minutes.fr/monde/etats-unis/4134726-20250121-investiture-donald-trump-veut-dire-drill-baby-drill-slogan-campagne-repete-lors-discours
圖三:已經提交了 NDC 3.0 的 19 個國家。其中,由於美國已經宣佈退出《巴黎協定》,她所提交的NDC 3.0 會否執行,變得存疑。(來源:https://unfccc.int/ndc-3.0

筆者在今年 1 月和 3 月,分別會見過 IPCC (政府間氣候變化專門委員會)負責在第 6 次(AR6)和第 7 次(AR7)評估報告中研究氣候變化的影響、適應和脆弱性的第二工作組聯合主席 Debra Roberts 教授 (AR6) 和 Winston Chow 教授 (AR7)。Debra 更在香港做了一場題爲 “Climate Change Impacts and Responses – Key Challenges and Opportunities” 的簡報會(圖 4)。她帶出的重點包括:1. 根據各國目前所提交的國家自主貢獻(NDC),就算完全落實,2030 年的碳排放只會比 2019 年的水平減低 2.6%,相比要達至限制在 1.5°C 目標所需的 -43% 還是微不足道;2. 被俄烏戰爭觸發的全球天然氣危機,令近年全球煤炭用量創下歷史新高,煤炭仍然是全球最大的發電來源,並預計煤炭用量將在未來數年保持在接近創紀錄的水平; ​3. 地球正在改變的速度比科學家預期更快,甚至出現突變,此情況反映我們低估了風險;及 4. 適應氣候變化的行動遠遠達不到需求,各國必須加大力度以應對正在上升的氣候風險。Debra Roberts 教授最後的結論是:1.5°C 的目標已死、2°C 的目標也可能不會實現、最可能出現的是 3°C 升溫。因此,她建議我們要:以 1.5°C 作減緩、以 2°C 作適應、以 3°C 建立抗逆力(Mitigate for 1.5°C, Adapt for 2°C, Build resilience for 3°C)(圖 5)。

圖 4:IPCC AR6 第二工作組聯合主席 Debra Roberts(中)於 2025 年 1 月 17 日在香港上海滙豐銀行總部做了一場簡報會。(圖片來源:岑智明)
圖 5:Debra Roberts 教授簡報的結語。(來源:Debra Roberts)

AI 應用加大碳排放影響

Debra Roberts 教授在講座中亦提到一個比較新的發展:人工智能(AI)的碳排放問題⋯⋯她擔心全球因發展 AI 而大規模興建數據中心,將會為減排帶來額外的挑戰。最近我也就這個問題,與 IPCC AR7 第二工作組聯合主席 Winston Chow 提及過(圖 6),他的回應很簡單:目前還非常不明朗。

圖 6:筆者與 IPCC AR7 第二工作組聯合主席 Winston Chow 近日在香港茶聚。( 圖片來源:岑智明)

筆者近日也非常關心 AI 的發展(請參考過去兩期的文章),除了看過 NVIDIA 創辦人黃仁勳於今年 3 月 18 日在 NVIDIA GTC (GPU Technology Conference) 上的演講會,也利用 Perplexity AI 平台研究過 AI 發展對碳排放的影響。

首先,黃仁勳告訴大家,今年 NVIDIA 將會推出節能光晶元(optical chip)技術(圖 7),相比於傳統以銅線作信號傳輸,節能達 3.5 倍。但是在 GTC 會後,黃仁勳向記者透露,雖然 NVIDIA 正在研究在其旗艦 GPU 晶片中更廣泛地使用此技術,但目前還沒有量產的計劃,因為傳統的銅線比節能光晶元技術仍然更為可靠。

圖 7:黃仁勳在 NVIDIA GTC 2025 上宣佈,今年將會推出節能光晶元技術。(來源:NVIDIA)

NVIDIA GTC 2025 的另一個亮點,是以 “AI 工廠” 取代以往數據中心(Data Centre)的概念⋯⋯ 對於 AI 工廠來說,”智慧” 不是副產品,而是主要產品。這種 “智慧” 是通過 AI token 輸送量來衡量的,AI token 輸送量是推動決策、自動化和全新服務的新指標。由此可見,NVIDIA 預期全世界將會建設比數據中心更大規模的 AI 工廠,而所帶來的耗能和碳排放可以想像會大幅增加(圖 8)。

圖 8:黃仁勳在 NVIDIA GTC 2025 上介紹建立一個 “100兆瓦” AI 工廠所需要的設備。作爲比較,大亞灣核電站一個機組可以提供 984 兆瓦的能源,只能夠支持約 10 個 100 兆瓦 AI 工廠的運行。(來源:NVIDIA)

黃仁勳在 NVIDIA GTC 2025 中還有一個令人驚訝的宣佈:今年即將推出一部迷你的超級電腦 NVIDIA DGX Spark(圖 9),雖然這部迷你電腦體積只比手掌大些小,它的計算速度竟然達 1,000 AI TOPS(Trillions or Tera Operations per Second),即每秒可進行一千萬億次運算,而且定價只是約 30,000 港元!這令我回想起蘋果和微軟在 1980 年代推出個人電腦(PC),令電腦應用大幅普及化。今年 NVIDIA 推出這部可謂是首部個人 AI 超級電腦,會否引領另一場電腦革命?AI 超級電腦和 AI 應用普及化會否亦帶來更多的碳排放呢?

圖 9:黃仁勳在 NVIDIA GTC 2025 上宣佈,今年將會推出全世界最細的超級電腦 DGX Spark。(來源:NVIDIA)
(圖 10) NVIDIA DGX Spark 將會是革命性的個人超級電腦。

AI 對自己影響環境的睇法

於是,就以上疑問,我問了 Perplexity AI 以下的問題:” How much GHG emissions will be added by the rapid development of data centres for AI and AGI competition around the world?”

Perplexity 這樣回答(細節省略及經過翻譯):”到 2030 年,用於 AI 和 AGI 競爭的數據中心的快速發展,預計將使全球增加 25 至 30 億噸二氧化碳當量排放量,有可能比目前的排放水平增加 2 倍。這是對全球氣候目標的重大挑戰,並凸顯了技術進步與環境可持續性之間的緊張關係。雖然 AI 技術有望解決氣候問題(例如一些研究顯示,到 2030 年,AI 可以通過各種應用減少 5% 至 10% 的溫室氣體排放),但除非採取積極措施為這些設施提供可再生能源並提高效率,否則擴展 AI 基礎設施的直接影響將是排放量大幅增加。AI 不斷增長的碳足跡,帶來的技術和環境挑戰需要科技公司、政策制定者和能源供應商採取協調行動,以確保 AI 革命不會以犧牲我們的氣候目標為代價。”


看來,正如 Winston Chow 教授所説,這個問題目前還非常不明朗。但比較清楚的是,這個問題需要科技公司、政策制定者和能源供應商採取協調行動,才可以確保 AI 發展不會以犧牲我們的氣候目標為代價。今年橫空出世的DeepSeek 能夠以大幅節省算力的算法達至不錯的成效,除了為華爾街帶來振蕩之外,也可能會為發展“綠色節能AI”闖出新方向。


岑智明先生參與創作的天文科普漫畫 — 《CMS 天文調查隊》最新第 3 期經已出版,歡迎到各大書店,或 Playit.hk 網店購買。

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