Yapay zekâ ve enerji sektöründeki gelişmeler, yapı sektörünü yeniden şekillendiriyor. Enerji verimliliğini artıran yapay zeka uygulamaları, inşaat süreçlerinden bina yönetimine kadar geniş bir yelpazede değişim yaratıyor. Peki, bu dönüşüm yapı sektörüne nasıl yansıyor? Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), “Enerji ve Yapay Zeka” raporunda sıklıkla kullanılan yapay zekanın enerji sektörüne etkilerini açıkladı. 

Yapay zekâ (YZ) teknolojisinin geliştirilmesi ve benimsenmesi son yıllarda hız kazanmıştır. Bu da teknolojinin yaygın olarak kullanılması durumunda enerji sektörü üzerinde ne gibi etkiler yaratacağı sorusunu gündeme getirmiştir. Enerji olmadan YZ olmaz. Özellikle de veri merkezleri için elektrik gereklidir. Aynı zamanda, YZ büyük ölçekte benimsendiği takdirde enerji sektörünün işleyişini kökten dönüştürebilir. Ancak şimdiye kadar, politika yapıcılar ve diğer paydaşlar bu konunun her iki yönünü de analiz edecek araçlardan, kapsamlı veri eksikliği nedeniyle, genellikle uzak kalmıştır.

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından hazırlanan bu rapor, küresel ve bölgesel düzeyde yapılan yeni modellemeler ve veri setlerine ek olarak, hükümetler ve düzenleyiciler, teknoloji sektörü, enerji sektörü ve uluslararası uzmanlarla yapılan kapsamlı istişarelere dayanarak bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır. Rapor, önümüzdeki on yıl içinde YZ’nin ne kadar elektrik tüketebileceğine ilişkin öngörüleri ve bu talebin hangi enerji kaynaklarıyla karşılanmasının beklendiğini içermektedir. Ayrıca, YZ’nin benimsenmesinin enerji güvenliği, emisyonlar, inovasyon ve uygun maliyet açısından ne anlama gelebileceğini analiz etmektedir.

Yapay Zekânın Dönüştürücü Potansiyeli Enerjiye Bağlı

Yapay zekânın (YZ) yeteneklerinde, hesaplama maliyetlerinin düşmesi, veri mevcudiyetindeki patlama ve teknik atılımlar sayesinde önemli bir sıçrama yaşanmıştır. YZ, makineleri insan zekâsı gerektiren görevleri öğrenerek yerine getirebilir hâle getirme bilimidir. YZ, tıpkı elektrik gibi genel amaçlı bir teknoloji olarak ortaya çıkmaktadır. Günümüzde YZ; metin ve video üretebilir, tıp ya da malzeme bilimi gibi alanlarda bilimsel keşifleri hızlandırabilir, üretim robotlarını daha akıllı ve verimli hâle getirebilir, karmaşık şehir ortamlarında ticari taksileri sürebilir ve kritik altyapılara yönelik tehditleri tespit edebilir.

Son birkaç yılda YZ, akademik bir uğraş olmaktan çıkarak trilyonlarca dolarlık piyasa değerine ve risk sermayesine sahip bir endüstri hâline gelmiştir. S&P 500 endeksinde yer alan YZ ile ilgili şirketlerin piyasa değeri, 2022’den bu yana yaklaşık 12 trilyon ABD doları artmıştır. Benimsenmesi ve etkileri hakkında bazı belirsizlikler olsa da, YZ’nin hızlı gelişimi ve büyük potansiyeli onu şirket stratejilerinin, ekonomik politikaların ve jeopolitiğin merkezine yerleştirmiştir.

Ancak enerji olmadan YZ olmaz; öte yandan YZ, enerji sektörünü dönüştürme potansiyeline de sahiptir. Uygun fiyatlı, güvenilir ve sürdürülebilir elektrik arzı, YZ’nin gelişimi açısından belirleyici bir unsur olacaktır ve gerekli enerjiyi hızlı ve kapsamlı şekilde sunabilen ülkeler en büyük faydayı sağlayacaktır. YZ modellerinin eğitilmesi ve kullanıma sunulması, büyük ve yüksek enerji tüketimine sahip veri merkezlerinde gerçekleşmektedir. Tipik bir YZ odaklı veri merkezi, 100.000 haneye denk miktarda elektrik tüketirken, bugün inşası süren en büyük merkezler bunun 20 katı kadar elektrik tüketecektir.

Veri Merkezleri Bugün Küresel Elektrik Tüketiminin Küçük Bir Kısmını Oluşturuyor, Ancak Yerel Etkileri Çok Daha Belirgin

Veri merkezlerine yapılan küresel yatırımlar 2022’den bu yana neredeyse iki katına çıkmış ve 2024 yılında yarım trilyon ABD dolarına ulaşmıştır. Bu yatırım patlaması, hızla artan elektrik talebiyle ilgili endişelerin büyümesine yol açmıştır.

Veri merkezleri, 2024 yılında dünya genelindeki elektrik tüketiminin yaklaşık %1,5’ini, yani 415 terawatt-saat (TWh) kadarını oluşturmuştur. 2024 itibarıyla veri merkezlerinin küresel elektrik tüketiminde en büyük payı %45 ile Amerika Birleşik Devletleri alırken, onu %25 ile Çin ve %15 ile Avrupa izlemiştir. Küresel düzeyde, veri merkezi elektrik tüketimi 2017 yılından bu yana yılda yaklaşık %12 oranında artmış ve bu oran toplam elektrik tüketimi artış hızının dört katından fazladır. YZ odaklı veri merkezleri, alüminyum izabe tesisleri gibi enerji yoğun fabrikalar kadar elektrik tüketebilmektedir, ancak bu tesislere kıyasla çok daha dar coğrafi alanlara yoğunlaşmışlardır. ABD’deki veri merkezi kapasitesinin neredeyse yarısı beş bölgesel kümede toplanmıştır. Sektör, yerel pazarlarda elektrik tüketiminin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır.

Veri Merkezleri İçin Elektrik Talebi 2030’a Kadar İki Katından Fazla Artıyor

Veri merkezlerinin elektrik tüketiminin 2030 yılına kadar iki katından fazla artarak yaklaşık 945 terawatt-saat’e (TWh) ulaşması beklenmektedir. Bu miktar, bugün Japonya’nın toplam elektrik tüketiminden biraz fazladır. Bu büyümenin en önemli itici gücü yapay zekâdır; bunun yanında diğer dijital hizmetlere yönelik talebin artması da etkili olmaktadır.

Bu öngörülen artışta en büyük pay, açık ara farkla Amerika Birleşik Devletleri’ne aittir; ardından Çin gelmektedir. ABD’de, veri merkezleri 2030’a kadar olan dönemdeki elektrik talebi artışının neredeyse yarısını oluşturmaktadır. On yılın sonunda, ülkedeki veri merkezleri için kullanılan elektrik miktarı, alüminyum, çelik, çimento, kimyasallar ve diğer tüm enerji yoğun malların üretimi için gereken elektrik miktarını aşacaktır. 2030 sonrasına dair belirsizlikler daha da artmaktadır; ancak temel senaryomuzda (Base Case), küresel veri merkezi elektrik tüketiminin 2035 yılına kadar yaklaşık 1.200 TWh’ye çıkacağı öngörülmektedir.

Talebi Karşılamak İçin Farklı Enerji Kaynaklarına İhtiyaç Olacak

Veri merkezlerinin elektrik talebini karşılamada yenilenebilir enerji ve doğal gaz başı çekerken, farklı enerji kaynaklarının katkı sağlaması beklenmektedir. Veri merkezi talebindeki küresel artışın yarısı yenilenebilir enerji ile karşılanmaktadır; bu kaynaklar, enerji depolama sistemleri ve genel elektrik şebekesiyle desteklenmektedir. Yenilenebilir enerji üretiminin, kısa kurulum süreleri, ekonomik rekabet gücü ve teknoloji şirketlerinin satın alma stratejileri sayesinde 2035 yılına kadar veri merkezi talebini karşılamak üzere 450 TWh’den fazla artması öngörülmektedir. Doğal gaz öncülüğünde, anlık üretim sağlayabilen (dispatchable) kaynaklar da önemli bir rol oynayacaktır. Teknoloji sektörü, yeni nükleer ve jeotermal teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.

Veri merkezi talebini karşılamak üzere doğal gaz üretimi, özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde, 175 TWh artış göstermektedir. Nükleer enerji de benzer miktarda ek üretim sağlayarak, özellikle Çin, Japonya ve ABD’de veri merkezi talebinin karşılanmasına katkı sunacaktır. İlk küçük modüler reaktörlerin (SMR) 2030 civarında devreye girmesi beklenmektedir.

Veri Merkezleri, Elektrik Çağında Hızlanan Elektrik Talebi Artışının Sürücülerinden Biri

Veri merkezleri, 2030 yılına kadar küresel elektrik talebi artışının yaklaşık onda birini oluşturmaktadır; bu oran, sanayi motorları, ev ve ofislerdeki iklimlendirme sistemleri veya elektrikli araçlardan daha düşüktür. Ancak, veri merkezlerinin elektrik talebini artırmadaki önemi ülkelere göre değişiklik göstermektedir.

Gelişmekte olan ve yükselen ekonomiler zaten hızlı bir elektrik talebi artışı yaşamaktadır. Bu ülkelerde, veri merkezleri 2030 yılına kadar elektrik talebi artışının yaklaşık %5’ini oluşturmaktadır. Öte yandan, gelişmiş ekonomiler onlarca yıldır neredeyse durağan bir elektrik talebi yaşamaktadır. Bu ülke grubunda, veri merkezleri 2030 yılına kadar olan talep artışının %20’sinden fazlasını oluşturarak, elektrik sektörünü yeniden büyüme odaklı bir yapıya kavuşturma gerekliliğine dikkat çekmektedir.

Bu Riskleri Azaltmak İçin Anahtar Seçenekler
Bu riskleri hafifletmek için yeni veri merkezlerini yüksek enerji ve şebeke kullanılabilirliği olan bölgelere yerleştirmek ve veri merkezi sunucularını veya yerinde enerji üretim ve depolama varlıklarını daha esnek bir şekilde çalıştırmak gibi seçenekler bulunmaktadır. Bu stratejiler henüz yeterince keşfedilmemiştir. Yapay zeka odaklı bir veri merkezi, bir alüminyum eritme tesisinden 10 kat daha fazla sermaye yoğunudur, bu da operasyonlarını şebekeye esneklik sağlamak amacıyla kısıtlamanın çok maliyetli olduğu anlamına gelmektedir. Ancak birçok veri merkezi, yedek sunucu kapasitesiyle çalışmaktadır. Düzenleyiciler, veri merkezi işletmecilerini yedek sunucu kapasitesini veya yedek enerji üretim ya da depolama varlıklarını daha esnek bir şekilde kullanmaya teşvik etmek için önlemler araştırabilir. Şebeke operatörleri de, veri merkezlerini şebekelerin daha az kısıtlı olduğu bölgelere yerleştirmek için teşvikleri inceleyebilir. ABD'de geliştirilmekte olan veri merkezlerinin %50'sinin önceden var olan büyük kümelerde bulunduğu ve bu durumun yerel tıkanıklık risklerini artırabileceği tespit edilmiştir.

Yapay Zeka ile İlgili Elektrik Talebine Yönelik Beklentilerde Büyük Belirsizlikler Bulunuyor
Yapay zekanın ne kadar hızlı kabul edileceği, ne kadar yetenekli ve verimli olacağı, verimlilik iyileştirmelerinin ne kadar hızlı gerçekleşeceği ve enerji sektöründeki darboğazların çözülüp çözülemeyeceği konusunda belirsizlikler bulunmaktadır. Bu belirsizlikler, duyarlılık durumlarıyla incelenmiştir. Bir “Başlangıç Durumu” yapay zeka kabul oranlarının daha yüksek olduğu ve enerji sektöründeki darboğazları azaltmak için proaktif adımlar atıldığı varsayımıyla ilerler. Bir “Zorluk Durumu” ise yapay zeka kabulü ve enerji altyapısının inşa edilmesinde darboğazları içermektedir. “Yüksek Verimlilik Durumu” ise yapay zeka ile ilgili donanım ve modellerde daha güçlü verimlilik kazanımlarını vurgulamaktadır. Bu durumda, veri merkezlerinin elektrik talebi 2035'te Temel Durum'a göre %20 daha düşük olmaktadır. 2035'e kadar, veri merkezi elektrik talebinin durumlarımıza göre aralığı 700'den 1700 TWh'ye kadar değişmektedir. Veri merkezi talebini karşılamak için gazla çalışan enerji üretiminin, Başlangıç Durumu’nda Zorluk Durumu’na göre dört kat daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Nükleer üretimdeki artış da daha fazla değişkenlik göstermektedir.

Yapay Zeka, Enerji Sektörü İçin Önemli Verimlilik ve Operasyonel Kazançlar Sağlayabilir
Yapay zeka, enerji şirketleri tarafından enerji ve mineral tedarikini, elektrik üretimini ve iletimini, enerji tüketimini dönüştürmek ve optimize etmek için zaten kullanılmaktadır. Birçok amaç bulunmaktadır, bunlar arasında maliyetleri düşürmek, arzı iyileştirmek, varlıkların ömrünü uzatmak, arıza sürelerini azaltmak ve emisyonları düşürmek yer almaktadır. Petrol ve gaz endüstrisi, keşif, üretim, bakım ve güvenlik süreçlerini optimize etmek için yapay zekayı ilk kullanan sektörlerden biridir. Keşif ve geliştirme aşamalarında, yapay zeka, kaynakların değerlendirilmesini daha güvenilir hale getirebilir ve sondaj öncesi belirsizlikleri azaltabilir. Operasyonel aşamalarda ise üretim süreçlerini optimize etmek, sızıntıları tespit etmek, bakım ihtiyaçlarını tahmin etmek ve metan emisyonlarını azaltma çabalarını desteklemek için kullanılmaktadır.
Yapay zeka, giderek daha karmaşık, merkezsizleşmiş ve dijitalleşmiş elektrik şebekelerini dengelemede yardımcı olabilir. Yapay zeka, değişken yenilenebilir enerji üretiminin tahmin edilmesini ve entegrasyonunu iyileştirerek, kısıtlamaları ve emisyonları azaltabilir. Yapay zeka tabanlı arıza tespiti, şebeke arızalarını hızla tanımlamaya ve doğru bir şekilde yerini tespit etmeye yardımcı olabilir, bu da kesinti sürelerini %30-50 oranında azaltır. Uzaktan sensörler ve yapay zeka tabanlı yönetim, iletim hatlarının kapasitesini artırabilir. Bu araçlar uygulandığında, yeni hatlar inşa edilmeden 175 gigavat (GW) kadar iletim kapasitesi açığa çıkabilir. Bu, Temel Durum'a göre 2030'da veri merkezi enerji yükündeki artıştan daha fazladır.

Binalarda Yapay Zeka Tabanlı Optimizasyonlar, Isıtma ve Soğutma Sistemlerini Daha Verimli Hale Getirebilir ve Elektrik Kullanımını Daha Esnek Yapabilir
Bu potansiyeli gerçekleştirmek için karşılaşılan engeller arasında binaların parçalı mülkiyeti, dijitalleşme eksiklikleri ve yetersiz teşvikler bulunmaktadır. Eğer mevcut yapay zeka müdahaleleri geniş çapta uygulanırsa, küresel elektrik tasarrufları yaklaşık 300 TWh'ye ulaşabilir; bu, bugünkü Avustralya ve Yeni Zelanda'nın yıllık elektrik üretimine eşdeğerdir.

Yapay Zeka'nın Enerji Sektöründe Hızlandırılmış İnovasyonu Sağlayabilmesi, Uzun Vadeli En Önemli Etkilerden Biri Olabilir
Yapay zeka, bilimsel keşifler için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmaktadır ve araştırmacıların yenilikleri daha hızlı bulmalarına, test etmelerine ve ticarileştirmelerine yardımcı olmaktadır. Örneğin, biyomedikal alanda yapay zeka, protein yapılarının haritalanmasında 45.000 kat hızlanma sağladı. Bu, yeni ilaçlar tasarlamak için kritik öneme sahiptir. Enerji teknolojilerinin yenilik süreçleri genellikle onlarca yıl sürebilir. Bu süreyi kısaltmak, enerji sektörünün sürdürülebilirlik ve rekabetçilik gibi hedeflere ulaşması için önemli olacaktır. Ancak enerji girişimlerinden sadece %2'si, yapay zeka ile ilgili bir değer önerisi sunan şirketlere gitmiştir.

Yapay Zeka'nın İklim Değişikliğini Hızlandırabileceği Endişeleri Abartılı, AI'nın Bu Sorunu Çözebileceği Beklentileri de
Veri merkezlerinin elektrik kullanımı sonucu oluşan emisyonlar, günümüzde 180 milyon ton (Mt) iken, Temel Durum'da 2035'e kadar 300 Mt'ye, Başlangıç Durumu'nda ise 500 Mt'ye kadar artmaktadır. Bu emisyonlar, bu dönemde enerji sektörünün toplam emisyonlarının %1,5'inden daha azını oluşturmaktadır, ancak veri merkezleri emisyonların hızla artan kaynaklarından biridir.