L'IA est sur le point d'entraîner une augmentation de 160 % de la demande énergétique des centres de données

En moyenne, une requête ChatGPT nécessite près de 10 fois plus d’électricité pour être traitée qu’une recherche Google. Cette différence signifie un changement radical dans la façon dont les États-Unis, l’Europe et le monde entier consommeront de l’énergie – et dans le coût que cela entraînera. 

Pendant des années, les centres de données ont affiché une demande d’énergie remarquablement stable, même lorsque leurs charges de travail augmentaient. Aujourd’hui, alors que le rythme des gains d’efficacité dans la consommation d’électricité ralentit et que la  révolution de l’IA  prend de l’ampleur, Goldman Sachs Research estime que la demande d’énergie des centres de données augmentera de 160 % d’ici 2030.

À l’heure actuelle, les centres de données du monde entier consomment 1 à 2 % de l’énergie totale, mais ce pourcentage devrait passer à 3 à 4 % d’ici la fin de la décennie. Aux États-Unis et en Europe, cette demande accrue contribuera à stimuler une croissance de la consommation d’électricité jamais vue depuis une génération. Parallèlement, les émissions de dioxyde de carbone des centres de données pourraient plus que doubler entre 2022 et 2030.

Quelle est la consommation énergétique des centres de données ?

Dans une série de trois rapports, les analystes de Goldman Sachs Research exposent les  implications américaines ,  européennes et  mondiales  de cette hausse de la demande d'électricité. Ce n'est pas que notre demande de données ait été faible ces derniers temps. En fait, la charge de travail des centres de données a presque triplé entre 2015 et 2019. Au cours de cette période, cependant, la demande d'électricité des centres de données est restée stable, à environ 200 térawattheures par an. Cela s'explique en partie par le fait que les centres de données ont continué à devenir plus efficaces dans la façon dont ils utilisent l'énergie qu'ils consomment, selon les rapports de Goldman Sachs Research, dirigés par Carly Davenport, Alberto Gandolfi et Brian Singer.

Mais depuis 2020, les gains d’efficacité semblent avoir diminué et la consommation d’énergie des centres de données a augmenté. Certaines innovations en matière d’IA augmenteront la vitesse de calcul plus rapidement qu’elles n’augmentent leur consommation d’électricité, mais l’utilisation croissante de l’IA impliquera toujours une augmentation de la consommation d’énergie de la technologie. Une seule requête ChatGPT nécessite 2,9 wattheures d’électricité, contre 0,3 wattheure pour une recherche Google, selon l’Agence internationale de l’énergie. Goldman Sachs Research estime que l’augmentation globale de la consommation d’énergie des centres de données due à l’IA sera de l’ordre de 200 térawattheures par an entre 2023 et 2030. D’ici 2028, nos analystes s’attendent à ce que l’IA représente environ 19 % de la demande d’énergie des centres de données.

Parallèlement, l’augmentation attendue des émissions de dioxyde de carbone des centres de données représentera un « coût social » de 125 à 140 milliards de dollars (en valeur actuelle), estiment nos analystes. « Les conversations avec les entreprises technologiques indiquent une confiance continue dans la réduction de l’intensité énergétique, mais une confiance moindre dans la réalisation des prévisions d’émissions absolues en raison de la demande croissante », écrivent-ils. Ils s’attendent à ce que les entreprises technologiques investissent massivement pour soutenir de nouvelles énergies renouvelables et commercialiser les nouvelles capacités de production nucléaire. L’IA peut également offrir des avantages en accélérant l’innovation, par exemple dans les soins de santé, l’agriculture, l’éducation ou dans les économies d’énergie réduisant les émissions.

La demande d'électricité aux États-Unis devrait augmenter

Au cours de la dernière décennie, la croissance de la demande d’électricité aux États-Unis a été quasiment nulle, même si la population et l’activité économique ont augmenté. Les gains d’efficacité ont aidé, comme l’éclairage LED, qui permet de réduire la consommation d’électricité. Mais cela est sur le point de changer. Entre 2022 et 2030, la demande d’électricité augmentera d’environ 2,4 %, selon les estimations de Goldman Sachs Research, et environ 0,9 point de pourcentage de ce chiffre sera lié aux centres de données.

Une telle augmentation de la demande énergétique n'avait pas été observée aux États-Unis depuis le début du siècle. Elle sera alimentée en partie par l'électrification et la relocalisation industrielle, mais aussi par l'intelligence artificielle. Les centres de données consommeront 8 % de l'électricité américaine d'ici 2030, contre 3 % en 2022.

Les services publics américains devront investir environ 50 milliards de dollars dans de nouvelles capacités de production, rien que pour soutenir les centres de données. En outre, nos analystes prévoient que la consommation électrique supplémentaire des centres de données aux États-Unis entraînera une nouvelle demande de gaz naturel d'environ 3,3 milliards de pieds cubes par jour d'ici 2030, ce qui nécessitera la construction de nouvelles capacités de pipeline.

L’Europe a besoin de plus de 1 000 milliards de dollars pour préparer son réseau électrique à l’IA

Au cours des 15 dernières années, la demande d’électricité en Europe a été durement touchée par une série de chocs : la crise financière mondiale, la pandémie de Covid-19 et la crise énergétique déclenchée par la guerre en Ukraine. Mais elle a également souffert d’une reprise de l’électrification plus lente que prévu et de la désindustrialisation en cours de l’économie européenne. En conséquence, depuis le pic de 2008, la demande d’électricité a diminué de près de 10 % au total.

Selon Goldman Sachs Research, la demande énergétique européenne pourrait augmenter de 40 %, voire de 50 %, entre 2023 et 2033, grâce à l’expansion des centres de données et à l’accélération de l’électrification. Actuellement, environ 15 % des centres de données du monde entier sont situés en Europe. D’ici 2030, les besoins énergétiques de ces centres de données correspondront à la consommation totale actuelle du Portugal, de la Grèce et des Pays-Bas réunis.

Selon nos analystes, la demande en énergie des centres de données va augmenter dans deux catégories de pays européens. La première catégorie comprend les pays disposant d’une énergie bon marché et abondante provenant de sources nucléaires, hydrauliques, éoliennes ou solaires, comme les pays nordiques, l’Espagne et la France. La deuxième catégorie comprendra les pays dotés de grandes sociétés de services financiers et technologiques, qui offrent des avantages fiscaux ou d’autres incitations pour attirer les centres de données. Cette dernière catégorie comprend l’Allemagne, le Royaume-Uni et l’Irlande.

L’Europe possède le plus vieux réseau électrique du monde. Il faudra donc investir davantage pour alimenter les nouveaux centres de données en électricité. Nos analystes prévoient près de 800 milliards d’euros de dépenses pour la transmission et la distribution au cours de la prochaine décennie, ainsi que près de 850 milliards d’euros d’investissements dans l’énergie solaire, l’éolien terrestre et l’éolien offshore. 

https://www.goldmansachs.com/insights/articles/AI-poised-to-drive-160-increase-in-power-demand