Chúng ta đều biết trí tuệ nhân tạo có thể gây tổn hại đến môi trường.

Đằng sau mỗi câu trả lời trôi chảy hay hình ảnh được tạo ra trong tích tắc là các trung tâm dữ liệu vận hành suốt ngày đêm, tiêu tốn lượng điện năng tương đương một thành phố cỡ trung và cần hàng tỉ lít nước để làm mát. Mức tiêu thụ này có thể ngang với hàng trăm ngàn hộ gia đình, còn lượng nước đủ dùng cho cả một thị trấn mỗi ngày.

Tuy nhiên, trước cuộc khủng hoảng khí hậu đang cận kề, một câu hỏi quan trọng hơn đã xuất hiện: Liệu chúng ta có thể dùng AI để bảo vệ chính hành tinh này không?

Câu trả lời, nếu có, không nằm trong những tuyên bố tiếp thị hào nhoáng. Nó nằm ở năng lực đặc trưng mà con người khó thay thế: Khả năng xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ, dự báo với độ chính xác cao và tối ưu hóa những hệ thống quá phức tạp để con người kiểm soát thủ công.

Một trong những lĩnh vực thể hiện rõ tiềm năng của AI là năng lượng. Năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời từ lâu được xem là chìa khóa cho một tương lai bền vững, nhưng chúng phụ thuộc nhiều vào tự nhiên. Không phải lúc nào trời cũng có nắng để pin mặt trời hoạt động, và gió cũng không thổi liên tục để quay tua bin. Sự bất ổn này khiến lưới điện truyền thống, vốn được thiết kế cho các nhà máy nhiệt điện ổn định, trở nên dễ tổn thương hơn.

AI đang thay đổi bài toán này. Bằng cách khai thác các mô hình học máy, hệ thống tổng hợp dữ liệu khí tượng từ vệ tinh và kết hợp với lịch sử tiêu thụ điện chi tiết đến từng khu dân cư. Từ đó, AI dự báo nhu cầu năng lượng theo giờ, thậm chí theo phút. Khi biết trước nơi nào sẽ thiếu điện và nơi nào đang dư thừa, AI có thể tự động điều phối dòng điện, lưu trữ năng lượng vào pin và giải phóng khi cần. Quá trình này diễn ra liên tục, giúp giảm lãng phí và tránh quá tải.

Theo báo cáo của AI for the Planet Alliance năm 2022 hợp tác với BCG, AI có tiềm năng giúp giảm 5-10% phát thải khí nhà kính toàn cầu. Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho biết số hóa lưới điện và các ứng dụng AI là công cụ then chốt để tích hợp nguồn năng lượng tái tạo có tính biến động. Nhờ đó, tình trạng cắt giảm công suất có thể giảm hơn 25% vào năm 2030, đồng thời hệ thống có thể bổ sung tới 175 GW công suất truyền tải mà không cần xây thêm đường dây mới.

Tác động của cách tiếp cận này không chỉ dừng ở hiệu quả vận hành. Nhiều nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng AI trong quản lý năng lượng giúp giảm đáng kể lượng phát thải khí nhà kính, đồng thời cho phép hệ thống hiện tại hấp thụ thêm tỉ lệ lớn năng lượng tái tạo mà không cần nâng cấp hạ tầng quy mô lớn. Nói cách khác, AI đang đóng vai trò như chất xúc tác giúp quá trình chuyển đổi năng lượng diễn ra nhanh hơn và tiết kiệm hơn.

Nếu năng lượng là cột sống của nền kinh tế, nông nghiệp lại là nền tảng duy trì sự sống. Đây cũng là một trong những ngành gây áp lực lớn lên môi trường. Trong nhiều thập kỷ, sản xuất nông nghiệp vận hành theo logic càng nhiều phân bón, thuốc trừ sâu và nước tưới thì sản lượng càng cao. Cách làm này đang chạm tới giới hạn khi đất đai suy kiệt và nguồn nước ngày càng khan hiếm. Trong bối cảnh đó, AI mở ra một hướng đi khác, chính xác và tiết kiệm hơn.

Thay vì xử lý toàn bộ cánh đồng như một thực thể duy nhất, AI cho phép phân tích ở cấp độ vi mô, nơi mỗi mét vuông đất được theo dõi và chăm sóc riêng. Các hệ thống thị giác máy tính gắn trên drone hoặc robot có thể nhận diện chính xác từng loại cỏ dại hay sâu bệnh. Nhờ đó, thuốc trừ sâu chỉ được sử dụng đúng nơi và đúng liều lượng.

Song song với đó, các cảm biến thông minh được cắm sâu vào đất, liên tục đo độ ẩm, dinh dưỡng và nhiệt độ. AI phân tích dữ liệu này để điều khiển hệ thống tưới tiêu, đảm bảo cây trồng nhận đủ nước mà không gây lãng phí.

Kết quả là một mô hình sản xuất vừa hiệu quả vừa giảm đáng kể tác động tiêu cực đến môi trường. Một nghiên cứu thực địa tại Ấn Độ cho thấy hệ thống tưới thông minh tích hợp IoT và học máy giúp giảm 25% lượng nước tiêu thụ, đồng thời tăng 18% năng suất cây trồng. Các phân tích từ 85 nghiên cứu thực nghiệm toàn cầu cũng ghi nhận nông nghiệp chính xác giúp giảm trung bình 12,8% lượng thuốc trừ sâu và tăng 18,5% lợi nhuận ròng cho nông dân.

Không chỉ dừng ở hiện tại, AI còn thể hiện rõ giá trị ở khả năng dự báo. Trong bảo tồn thiên nhiên và ứng phó biến đổi khí hậu, thời gian là yếu tố quyết định. Phát hiện một vụ khai thác rừng trái phép sớm vài giờ có thể cứu hàng chục hecta rừng. Dự báo chính xác xu hướng tan băng hay thay đổi dòng hải lưu giúp các chính phủ chuẩn bị trước trong nhiều năm.

Ở cấp độ thực địa, các hệ thống giám sát dựa trên AI hoạt động như những người gác rừng liên tục. Các thiết bị thu âm sinh học có thể phân tích hàng ngàn giờ âm thanh trong rừng, phân biệt tiếng động tự nhiên với âm thanh do con người tạo ra như cưa máy hay súng. Khi phát hiện dấu hiệu bất thường, hệ thống gửi cảnh báo gần như ngay lập tức để lực lượng chức năng can thiệp kịp thời.

Rainforest Connection đã triển khai hệ thống Guardian chạy bằng năng lượng mặt trời, gắn trên tán cây và dùng AI để phát hiện âm thanh của cưa máy, phương tiện và súng trong phạm vi tới 1,5 km.

Tính đến nay, hệ thống đã được triển khai tại 37 quốc gia, giám sát hơn 736.000 ha rừng. Tại khu bảo tồn Kalaweit ở Sumatra, Indonesia, chỉ sau hai tuần lắp đặt bốn thiết bị Guardian, hoạt động khai thác gỗ trái phép đã dừng trong khu vực 135 ha và không tái diễn sau đó một năm.

Ở cấp độ toàn cầu, AI còn góp phần xây dựng các bản sao kỹ thuật số của Trái Đất. Các mô hình này tái hiện những hệ thống tự nhiên từ khí quyển, đại dương đến băng cực, cho phép các nhà khoa học thử nghiệm các kịch bản biến đổi khí hậu trong môi trường giả lập.

Một ví dụ tiêu biểu là dự án Destination Earth của Liên Hiệp Quốc. Khởi động từ năm 2022, sáng kiến này đã vận hành các mô phỏng toàn cầu ở độ phân giải 5 km trên hai siêu máy tính EuroHPC, gồm LUMI tại Phần Lan và MareNostrum5 tại Tây Ban Nha. Mục tiêu tiếp theo là đạt độ phân giải 1 km và hoàn thiện bản sao số toàn diện của Trái Đất vào năm 2030.

Những hệ thống giám sát và dự báo này đã tạo ra tác động rõ rệt, từ việc giảm nạn khai thác rừng trái phép đến cải thiện hiệu quả các chiến lược bảo tồn. Khi được triển khai ở quy mô lớn, chúng có thể trở thành nền tảng để đạt các mục tiêu phát triển bền vững liên quan đến khí hậu và đa dạng sinh học.

Dĩ nhiên, không có giải pháp nào hoàn hảo. AI vẫn tiêu tốn năng lượng, phụ thuộc vào hạ tầng công nghệ và có nguy cơ bị lạm dụng. Tuy vậy, điều đáng chú ý là AI đang chuyển từ một công cụ gây áp lực lên môi trường thành một công cụ giúp bảo vệ nó.

Cuộc khủng hoảng khí hậu không cho nhiều thời gian để thử sai. Trong cuộc đua này, tốc độ và trí tuệ là hai yếu tố quyết định. AI, với mọi tranh cãi xung quanh, có thể chính là cầu nối giữa hai yếu tố đó.