根據IEA公布的資料，到 2026 年，數據中心、人工智能 （AI） 和加密貨幣行業的電力消耗可能會翻一番。 數據中心是許多地區電力需求增長的重要驅動力。 2022 年全球數據中心的總用電量估計為 460 太瓦時 （TWh），到 2026 年，數據中心的總用電量可能達到 1000太瓦時（TWh）以上，這一需求大致相當于日本的用電量。更新的法規和技術改進，包括效率方面的改進，對于緩和數據中心能源消耗的激增至關重要。
AI狂吞電力
2024年2月12日英偉達CEO黃仁勛參加的世界政府峰會（wgs）演講說：在過去的十年里，人們將計算和人工智能提高了一百萬倍，而它所消耗的成本、空間或能源并沒有增長一百萬倍。而假設計算機的速度停滯在10年以前，要達到現在AI計算的需求水平，需要14個不同的行星、3個不同星系、4個太陽為這一切提供燃料。
很明顯，計算機架構不斷進步，才有今天的AI的成就。但是AI快速發展顯示出，其對能源的需求卻遠遠不止現在這些。
早在2024年1月，在瑞士達沃斯舉辦的“2024年度世界經濟論壇”上，Sam Altman就表示：“未來人工智能需要能源突破，因為人工智能消耗的電力將遠遠超出人們的預期。特別是核聚變或更便宜的太陽能和存儲，將會是人工智能未來的發展方向。”
馬斯克在博世互聯世界2024大會更加明確表示，一年多以前，短缺的是芯片，缺芯之后是缺電，明年電力就將無法滿足所有芯片需求，他還認為，如果提供足夠的能源，AI將在2年左右超越人類。
在生成式AI大放異彩的今天，AI的快速發展和應用正推動數據中心電力需求呈幾何級數增長。
Bank of America近期發布給機構客戶的一份研報顯示，AI處理主要依賴于圖形處理單元（GPU），而GPU的功耗較之以往一直在上升。2023年到2028年期間，AI驅動下的全球數據中心的能耗會以每年百分之25到33的復合增長率快速飆升。
波士頓咨詢預測，到2030年，擁有全球1/3多數據中心的美國，數據中心的總電力需求將占到全國用電量的7.5%，而2023年這個數據是2%左右。
科技公司親自下場“搶電”
在美國，科技公司爭奪能源的場景比比皆是，對很多AI科技公司來說，現在的重點已經不是電價而是有沒有電？
J.P Morgan估算2022年，谷歌母公司、Amazon云計算業務和微軟三家公司就消耗了90TWh電力，相當于哥倫比亞全國的耗電量。
“大家都在緊盯新建的電廠，有些甚至直接在旁邊建設數據中心。 ”一位業內人士表示。
擁有雄厚資金實力的科技公司在興建數據中心的同時，也在親自出手參與了能源的收購和投資。科技巨頭更喜歡清潔能源，并由此引發了美國可再生能源熱潮。
2024年第一季度 ，僅谷歌、微軟、亞馬遜三家公司的投資總額就達到400億美元達到，大部分投資在數據中心，Meta表示今年AI及相關支出也將達到400億美元。
微軟公司對于能源的興趣廣泛，出手大方，其目標是到2030年，公司100%的電力都將來自于零碳能源。
2024年5月1日，微軟公司宣布與Brookfield資產管理公司簽署協議，投資超過 100 億美元開發可再生能源電力，為數據中心供電。根據協議，Brookfield 將在 2026 年至 2030 年間為微軟在美國和歐洲提供 10.5GW的可再生能源電力容量。該交易是企業間簽署的最大的單一購電協議，為之前最大的企業間可再生能源電力采購協議的8倍。
這份協議中的10.5GW可再生能源裝機容量所發的電力，是微軟全球最大數據中心——北弗吉尼亞數據中心所消耗的3.5GW電力容量的3倍。該數據中心的電力由該地區最大的電力公司 Dominion Energy 所提供。在去年早些時候，微軟與與Constellation達成50MW供應協議，為為弗吉尼亞數據中心提供核能，作為風能和太陽能不可用時的后備能源。
微軟創始人之一的比爾·蓋茨的突破能源基金在能源方面的投入也是多樣且積極。如綠色氫氣、可持續航空燃料、長期電池儲能、直接空氣捕捉以及制造業的脫碳等。在可控核聚變領域，基金為Type One Energy和Commonwealth Fusion Systems投入大量資金，在熱儲能應用投資AntoraEnergy公司，在燃料電池領域，為甲醇燃料電池技術公司藍界科技提供資金等等。
谷歌正在尋求大量電力來為其快速擴張的數據中心供電，以支持生成式人工智能和云計算等技術。近日，谷歌與初創公司fervo簽署了開發“增強型”地熱能的協議，Fervo Energy將開發一座地熱發電廠，為沃倫·巴菲特的伯克希爾哈撒韋能源公司的子公司NV Energy Inc.提供115MW的電力供應。然后，NV Energy將將電力出售給谷歌。此次合作將推動谷歌向到2030年完全使用清潔能源的目標邁進。
到目前為止，谷歌已經宣布計劃至少斥資40億美元在印第安納州、密蘇里州和弗吉尼亞州建造或擴建數據中心。
Fervo Energy地熱發電技術 圖片來源:google.com
太陽能和風能的電力來源取決于陽光和風的可用性，這導致尋求穩定清潔能源的公司考慮現有的核能或地熱等較少使用的技術。地熱發電廠可以全天候運行，利用地下巖石加熱的水發電，不會產生碳排放。根據美國能源信息管理局的數據，到2050年，美國地熱發電量將擴大20倍，達到90GW。地熱帶來的能源也成為科技公司爭搶的熱點。
同時，與微軟一樣谷歌還大量參與了清潔能源初創公司的項目，提供資金支持，如長時儲能，清潔的氫能，下一代地熱和新一代核能，包括核能小型化。
作為全球最熱門的AI科技公司，OpenAI 正大力支持兩家初創能源公司Helion 和Exowatt，前者研究核聚變，后者開發既能發電又能存儲熱量的下一代太陽能電池板，而早在2021年，OpenAI CEO奧特曼就以個人名義向美國私營核聚變公司Helion Energy提供了3.75億美元。
Helion 公司的可控核聚變技術 圖片來源:helionenergy.com
同時，OpenAI為Oklo出資5億美元，研究使用大型核反應堆廢料制造微型反應堆，為可再生能源系統混合供電提供后后備電源。
同樣對核能感興趣的還有亞馬遜公司，2024年3月，亞馬遜公司花費 6.5億美元收購濱州960MW數據中心，該數據中心使用核能提供能源。
小結：
伴隨AI成長的是各種各樣的清潔能源和新的能源技術的突破。IEA數據顯示，2023年，可再生能源和電網的總投資首次超過化石燃料投資，2024年對清潔能源的投資將是化石燃料投資的兩倍。這些都表示，AI的龐大能源需求在未來并不會顯著增加碳排放，AI會以更加綠色的形態在未來呈現。
