Dopad digitální ekonomiky na životní prostředí

12.12.2025

V posledních dekádách jsme se přesvědčili, že digitální technologie mají na fungování trhů jeden zázračný účinek - umějí zmnohonásobit příležitosti pro tvorbu hodnot. Problematika digitálního světa dnes prostupuje všemi odvětvími a na národní úrovni je tak nutno řešit kromě digitalizace státní správy i další témata. Jedním z nich je i téma digitální ekonomiky, které je v dnešní době nesmírně důležité a pojímá velmi rozsáhlou agendu, sahající od digitálních služeb, přes datovou ekonomiku, až po umělou inteligenci a program Digitální Evropa. Všechny tyto fenomény jsou pilířem českého hospodářství, jejichž potenciál bude do budoucna dále narůstat.

Cirkulární ekonomika a digitální technologie

V případě cirkulární ekonomiky jde o znásobení cirkulárních příležitostí: znovupoužití výrobku či odpadu (upcyklace), opravy, renovace, re-dizajn, recyklace atd. Proměna odpadu na zdroj je a vždy bude nosným tématem cirkulární ekonomiky. Dotýká se všech odvětví, e-commerce nevyjímaje.

Představte si obalovou logistiku velkého českého e-shopu s hračkami. Z Asie každý měsíc do českého skladu dorazí stovky barevných autíček, plyšáků a dinosaurů v nejrůznějších krabicích. Co si mají na skladu počít s takovým množstvím obalů k vyhození? Víte, že obchody musejí za likvidaci těchto krabic dle platné legislativy (za)platit? Obchodní manažeři tomu sice rozumějí, ale stejně se jim to vůbec nelíbí.

Cyrkl.com je největší online odpadní tržiště v Evropě, jež umožňuje tisícům firem přetvořit odpad na zdroj. Tato příležitost pochopitelně čeká nejen na online prodejce, ale na každého chytrého podnikatele z jakéhokoliv odvětví.

Výjimečným příkladem propojení digitálních technologií a principů cirkulární ekonomiky je i fungování moderní aquaponické farmy. Pro nezasvěcené, aquaponie je systém intenzivního chovu ryb v umělých nádržích s přečerpáváním vody do hydroponické části, z níž si jedlé rostliny (např. saláty či bylinky) berou část živin pro svůj růst. Lidé z branže se nechávají slyšet, že v současnosti neexistuje čistější a efektivnější systém chovu ryb a pěstování listové zeleniny. Produkce je navíc celoroční a plně nezávislá na počasí nebo klimatu.

Čtěte také: Deutsche Welle o digitalizaci a ekologii

Pro bezproblémové fungování musí být klíčové elementy aquaponie - voda, ryby, rostliny a bakterie - v neustálé rovnováze. Provoz aquaponie ve velkém proto vyžaduje neustálý monitoring a vyhodnocování dat celého systému. Digitální technologie, která může pokrok v aquaponii posunout ještě o několik levelů výše, je využívání digitálního dvojčete. Jedná se o virtuální simulaci aquaponické farmy, která je aktualizována daty z reálného, běžícího provozu. Virtuální jednotka - dvojče - na základě učení z dat ze skutečného provozu umí optimalizovat chod celého systému.

Maximální životnost a opravy jsou (znovu) „smartest way“. Strategie prodloužení životnosti produktu se v kontextu cirkulární ekonomiky skloňuje rozhodně méně než slovo odpad. Jistě za to může i celkový „mindset“ dosavadní ekonomiky, která bohužel podporuje jednorázovost a spotřební povahu zboží. Kde jsou ty časy, kdy se nábytek dědil a rádio mělo vydržet… napořád?

Konkrétní příklad preventivního působení digitálních technologií doslova „za milión“ najdeme v odvětví správy nemovitostí, přesněji správy střech velkých průmyslových objektů. Už i na našem trhu se objevují moderní firmy propojující správu nemovitostí s novými technologickými trendy. Investují do nákupu dronů s termokamerami. Takový „smart dron“ lze totiž použít k velice efektivní prevenci střešních poruch, jež vedou k zatékání vody do budov či únikům tepla. Dron přeletí nad střechou obchodního centra či průmyslového parku a zaznamená teplotní anomálie s centimetrovou přesností. Prasklina střešní fólie o velikosti 5 mm může zapříčinit střešní havárii v podobě stovek litrů dešťové vody v podstřeší. Proto firmy s technologiemi za miliony pod střechou začínají stále více dbát o to, aby i jejich střechy vydržely co nejdéle.

Rozšířená odpovědnost výrobců (EPR)

Principem rozšířené odpovědnosti výrobců (angl. Extended Producer Responsibility - dále zkráceně také „EPR“) je zajištění zodpovědnosti výrobce za jeho produkt, která je prodloužena až do konce životnosti výrobku, tedy včetně nakládání s odpadem. Koncept EPR je nástroj plně v souladu s principem „znečišťovatel platí“, který je v jádru environmentálních politik ČR a Evropské unie. Tento koncept přispěl již v minulosti ke zlepšení situace v nakládání s řadou výrobků, jako například elektrická a elektronická zařízení, obalové odpady, odpadní baterie a akumulátory, vozidla s ukončenou životností, odpadní pneumatiky nebo vybrané jednorázové plastové výrobky.

Vyhodnocení a případné rozšiřování EPR vyplývají mj. z hlavního strategického dokumentu v oblasti cirkulární ekonomiky Strategického rámce cirkulární ekonomiky ČR 2040 a navazujícího implementačního dokumentu Akční plán Cirkulární Česko 2040 pro období 2022-2027. Oba tyto dokumenty vláda ČR v předchozích letech schválila. Rozšiřování EPR také zapadá do probíhající diskuse na evropské úrovni, kdy je zjevné, že se tento princip bude rozšiřovat.

Čtěte také: Ústřední seznam ochrany přírody

Ministerstvo životního prostředí si nechalo zpracovat studie, na jejichž základě byly identifikovány možné nové oblasti, ve kterých by zavedení EPR mělo pozitivní environmentální dopady. Jako nové oblasti pro období do roku 2030 byly identifikovány a doporučeny následující segmenty výrobků: textil a obuv, sportovní a volnočasové potřeby, hračky, nábytek, ploché sklo a potřeby pro dům a zahradu.

Systém EPR pro zmíněné segmenty je vhodným a efektivním nástrojem předcházení negativních environmentálních externalit (odpady, dopad na klima, životní prostředí, spotřebu vody a energie, využívání půdy aj.). Současné modely nakládání s uvedenými, resp. vymezenými výrobky vedou k produkci značného množství odpadu. Je proto nutností zlepšit úroveň nakládání s těmito odpady. Zavedení EPR by mělo snížit množství odpadu a zároveň podpořit inovace v oblasti udržitelných materiálů a výrobních procesů.

Efektivně nastavený EPR systém by přenesl odpovědnost za sběr, recyklaci a ekologickou likvidaci těchto výrobků na výrobce a vytvořil by ekonomické incentivy k navrhování trvanlivějších, recyklovatelnějších a ekologičtějších produktů. Tento přístup by měl přinést finanční úlevu městům a obcím, které dnes nesou významnou část nákladů spojených s nakládáním s odpady.

Na základě výše uvedených skutečností Ministerstvo životního prostředí zpracovalo materiál Strategie rozšiřování systémů rozšířené odpovědnosti výrobců v České republice, v němž jsou jednotlivé aspekty systému EPR a také navržené segmenty blíže popsány. Tento materiál byl dne 2. října 2024 předložen vládě ČR pro informaci. V této souvislosti Ministerstvo životního prostředí iniciovalo vznik pracovních skupin, ve kterých dochází k pravidelné komunikaci a výměně informací a zkušeností v oblasti daného segmentu.

Spotřeba energie a umělá inteligence (AI)

V roce 2030 dle tzv. středního scénáře spotřebuje AI přibližně 1 % globální elektřiny a vyprodukuje 0,3 % světových emisí skleníkových plynů. AI ale nemusíme vnímat pouze jako environmentální zátěž. Velké generativní modely AI jsou energeticky náročné a vyžadují specializovaný hardware, což vede ke zvýšené spotřebě elektřiny a vody v datacentrech. V této kapitole příručky nehovoříme pouze v kontextu tzv. generativní umělé inteligence (GenAI), ovšem z většiny případů máme na mysli právě tento typ AI.

Čtěte také: Udržitelnost a digitální váhy

Generativní AI je založena na takzvaných velkých jazykových (či multimodálních) modelech. Servery, na kterých jsou modely provozovány, využívají specializované, vysoce výkonné čipy, které dokáží rychle spočítat obrovské množství matematických operací - vygenerování jednoho slova jich vyžaduje až stovky miliard. Zpravidla se pro tyto účely používají moderní grafické karty a samotné trénování často vyžaduje souběžné zapojení desítek tisíc grafických karet a trvá běžně několik dnů či až týdnů nepřetržitých výpočtů, což vyžaduje mnoho elektřiny a vody.

Lze se oprávněně ptát, jak velký je dopad GenAI na životní prostředí. Stojí taková zátěž za používání generativních modelů? Každé využití umělé inteligence spotřebovává elektřinu, podobně jako jiné digitální technologie. Některé AI aplikace běží na úsporných modelech s nízkou spotřebou, přesto jsou velmi užitečné. Jiné, jako například nástroje na tvorbu obrázků a videí, spotřebují výrazně více energie. Ale protože velké modely běží vždy v datacentrech, lze jejich celkovou spotřebu energie odvozovat právě z tamní spotřeby elektřiny.

Mezinárodní agentura pro energii ve své studii zaměřené právě na spotřebu elektřiny umělé inteligence odhaduje, že v roce 2024 spotřebovala všechna datacentra dohromady 415 TWh elektřiny, tedy necelých 1,5 % globální spotřeby. Celkové emise skleníkových plynů z výroby elektřiny pro provoz datacenter se odhadují na 180 milionů tun CO2 za rok 2024 (přibližně 0,35 % globálních emisí všech skleníkových plynů). Z toho tedy čistě na provoz datacenter pro umělou inteligenci připadá 27 milionů tun CO2 (0,05 % globálních emisí), což je nižší množství skleníkových plynů než roční emise českých uhelných elektráren (přibližně 30 milionů tun CO2).

Spotřebu elektřiny umělé inteligence lze odhadovat také podle toho, kolik energie je potřeba na jednotlivé úkony. Například výzkumník Alex de Vries odhaduje, že chatbot spotřebuje zhruba 3 watthodiny na jeden dotaz. Podle Mezinárodní energetické agentury se tato hodnota může pohybovat od 0,1 Wh u nejmenších modelů až po 9 Wh u těch největších. Při generování obrázků je spotřeba podobná - kolem 1,7 Wh. Pro představu - spotřeba elektřiny při použití chatbota odpovídá energii, kterou spotřebuje varná konvice během pár vteřin, nebo jízdě autem se spalovacím motorem na vzdálenost asi 10 metrů. Ve srovnání s jinými běžnými činnostmi tedy není využívání umělé inteligence energeticky nijak výjimečně náročné.

I nadále platí, že výroba elektřiny patří k hlavním zdrojům emisí skleníkových plynů, a proto je důležité tyto emise co nejrychleji snižovat. Umělá inteligence proniká do stále více oblastí. I když její současná spotřeba elektřiny není vysoká, do budoucna může narůstat. Naštěstí se vedle růstu výpočetního výkonu zvyšuje i efektivita technologií. Energetická účinnost čipů pro provozování AI se od roku 2008 zlepšila více než stonásobně. Díky tomu například datacentra mezi lety 2008 a 2018 téměř nenavýšila svou spotřebu, přestože digitální služby rychle rostly - vyšší efektivita totiž jejich rozmach téměř plně vyvážila.

Spotřeba elektřiny v datacentrech

Mezinárodní energetická agentura odhaduje v datacentrech v rámci základního scénáře více než dvojnásobný nárůst dnešní globální spotřeby elektřiny v roce 2030 (tedy na 945 TWh). Zároveň přiznává velkou nejistotu - podle různých scénářů se odhady pohybují v rozmezí 670 až 1260 TWh. Právě umělá inteligence má být zodpovědná za většinu tohoto nárůstu a v roce 2030 již může tvořit více než třetinu spotřeby elektřiny v datacentrech.

Podle Mezinárodní energetické agentury ovšem poroste spotřeba elektřiny do roku 2030 i v mnoha jiných oblastech - například v dopravě, při vytápění a chlazení budov nebo v průmyslu. Tento očekávaný růst v dalších sektorech jen potvrzuje klíčový závěr: emise musíme snižovat především tam, kde vznikají - tedy při výrobě elektřiny. Zároveň je důležité pečlivě sledovat, jak se bude vyvíjet spotřeba umělé inteligence.

Spotřeba vody a materiály v datacentrech

Voda je v datacentrech využívána především k chlazení: vysoce výkonné čipy spotřebovávají více elektřiny, proto se u toho také více zahřívají a klasické chlazení založené na cirkulaci vzduchu již není dostatečné. Jednodušší systémy chlazení vodou jsou tzv. evaporační, kde voda ochlazuje datacentrum tím, že se odpařuje. Tento způsob spotřebovává vody více. Oproti tomu lze využívat systémy cirkulační, ve kterých voda obíhá v uzavřeném systému a její spotřeba je mnohem nižší. Zároveň tento způsob umožňuje další využití odpadního tepla a například evropská legislativa ukládá větším datacentrům povinnost takové odpadní teplo dále využít.

Datacentra jsou sice základní infrastrukturou digitálního světa, ale zároveň představují reálné stavby z betonu a oceli ve fyzickém prostředí. I když jejich výstavba nevyžaduje extrémní množství materiálu ve srovnání s jinými typy staveb, samotné servery a kabeláž spotřebovávají značné množství mědi a dalších surovin - včetně kritických a vzácných minerálů. V některých případech tvoří datacentra významný podíl na celosvětové spotřebě těchto materiálů. Servery se navíc obvykle vyměňují každé 3 až 5 let, což dále zvyšuje poptávku po surovinách a zároveň vytváří velké množství elektroodpadu.

Potenciál AI pro ochranu životního prostředí

Vývoj a využívání umělé inteligence s sebou nese určitou ekologickou zátěž - stejně jako většina lidských činností. Zároveň ale AI nabízí značný potenciál, jak životnímu prostředí pomáhat. V roce 2024 byla v souvislosti s umělou inteligencí udělena hned dvě nejprestižnější vědecká ocenění: Nobelovy ceny za fyziku a za chemii.

Hlavní síla neuronových sítí spočívá v jejich schopnosti modelovat a predikovat komplexní jevy, kde jiné běžně používané statistické metody či fyzikální modely nejsou dostatečné. Modely založené na umělé inteligenci dnes dokážou předpovídat počasí přesněji a rychleji než běžné fyzikální modely. Umělá inteligence také umožňuje lépe predikovat rozsah zalednění v arktické oblasti nebo lépe porozumět chování zvířat. Lepší porozumění přírodním systémům je důležitý krok při jejich ochraně. Uvedené příklady ukazují jen zlomek toho, co AI v této oblasti umožňuje.

V mnoha případech se umělá inteligence již dnes využívá k lepší ochraně přírody či obnově ekosystémů. Pomocí AI lze detekovat zraněná zvířata nebo také pytláky. Autonomní drony lze použít k zalesňování obtížně dostupných oblastí. Umělá inteligence umožňuje lepší detekování plastů v oceánech a následně také efektivnější čištění. Mnoho z těchto projektů je zatím v rané fázi a některé se mohou ukázat jako nepraktické.

Závěr

Umělá inteligence je velmi silný nástroj a záleží jen na nás, k jakým účelům ji budeme využívat. Možností pro zlepšení lidských životů a pro ochranu životního prostředí nabízí mnoho, avšak její neuvážené využívání může vést k vyšší spotřebě energie. Ke spotřebě energie však dochází také u mnoha dalších lidských činností, ať už se jedná například o sledování televize, hraní počítačových her, sjezdové lyžování či jízdu na motorce. V kontextu ostatních lidských aktivit nejsou současné environmentální dopady umělé inteligence příliš velké. Pro snížení environmentální zátěže v důsledku spotřeby elektřiny je především nutné snižovat emise přímo při výrobě elektřiny. Dostupné technologie máme již dnes a AI nám následně může výrazně pomoci s optimalizací přenosové soustavy.