雙碳研究 | 人工智能與能源的十字路口：世界能否提供足夠電力來維持智能發(fā)展？

人工智能與能源的十字路口：

世界能否提供足夠電力來維持智能發(fā)展？

【habtoorresearch網(wǎng) 12月31日報道】

注：圖片源于網(wǎng)絡(luò)

2025年，人工智能的迅猛發(fā)展并非單純拓展數(shù)字能力，更在重塑支撐全球經(jīng)濟的實體基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心正演變?yōu)椤叭斯ぶ悄芄S”，其設(shè)計是為了適應(yīng)前所未有的計算強度、確保持續(xù)的大規(guī)模運算任務(wù)。截至2024年，全球有近11,800處運營設(shè)施，其中為適配AI級算力而專門新建或改造的設(shè)施比例日益上升。

決定人工智能未來發(fā)展的關(guān)鍵約束已非硬件或算法，而是能源。若全球無法迅速轉(zhuǎn)向可再生能源和清潔電力，人工智能數(shù)據(jù)中心將遭遇資源短缺、電網(wǎng)不穩(wěn)定及經(jīng)濟風(fēng)險，其賦能經(jīng)濟增長的核心價值亦將面臨反噬。

電網(wǎng)承壓：人工智能的電力與供應(yīng)挑戰(zhàn)

電力需求激增，正加劇既有基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)缺口與運行壓力。預(yù)計到2033年末，全球數(shù)據(jù)中心電力需求較2023年將增長165%，其能源需求預(yù)計在未來五年內(nèi)翻番。作為全球人工智能數(shù)據(jù)中心數(shù)量最多的國家，美國能源電網(wǎng)所承受的壓力正急劇增加。

人工智能驅(qū)動型數(shù)據(jù)中心的迅速崛起，暴露出電力系統(tǒng)與供應(yīng)鏈的物理性短板。可再生能源發(fā)電，特別是風(fēng)能與太陽能發(fā)電，仍是數(shù)據(jù)中心增長最快的能源。預(yù)計到2030年前，可再生能源將以年均超過20%的速度擴張，有望滿足該領(lǐng)域近一半的新增電力需求。然而，現(xiàn)實情況是到2030年，天然氣和煤炭仍將提供超40%的新增所需電力。

此外，電力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展出現(xiàn)瓶頸加之資源稀缺性問題正在加劇，導(dǎo)致輸電線路建設(shè)周期延長，數(shù)據(jù)中心開發(fā)進(jìn)程延遲。高盛研究報告（Goldman Sachs Research）警告稱，若無干預(yù)措施，美國的電力系統(tǒng)將無法保障電網(wǎng)穩(wěn)定和控制能源成本，而且無法支撐AI產(chǎn)業(yè)的增長需求。因此，全球各國必須進(jìn)行大規(guī)模投資，到2030年全球可能需要約7200億美元的電網(wǎng)投資。

人工智能能源需求激增的經(jīng)濟后果

持續(xù)攀升的能源需求正給公用事業(yè)公司、電網(wǎng)運營商和國家能源規(guī)劃施加空前壓力。基礎(chǔ)設(shè)施升級、輸電能力擴容和發(fā)電規(guī)模提升，每項工作均需巨額資本投入。為確保業(yè)務(wù)持續(xù)運營，政府與私營企業(yè)不得不啟動數(shù)十億美元的投資計劃。與此同時，材料與投入成本持續(xù)上漲。針對銅、鋼、鋁等關(guān)鍵商品的關(guān)稅政策，進(jìn)一步推高了建設(shè)與運營成本，直接影響企業(yè)利潤空間并延緩了部署速度。

2024年數(shù)據(jù)中心投資規(guī)模已超過全球新石油勘探投資，這如此龐大的支出規(guī)模反映了全球發(fā)展重心的重大轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變可能導(dǎo)致資本分流，并加劇其他關(guān)鍵經(jīng)濟部門的供應(yīng)鏈壓力。對于那些仍以化石燃料為主要能源的經(jīng)濟體而言，風(fēng)險更大。對石油、天然氣和煤炭的依賴讓數(shù)據(jù)中心面臨價格波動、供應(yīng)不確定性以及日益增加的環(huán)境治理成本和監(jiān)管成本。

邁向可再生能源驅(qū)動的AI未來

全球數(shù)據(jù)中心電力需求正以前所未有的速度增長。根據(jù)國際能源署預(yù)算，數(shù)據(jù)中心電力消耗預(yù)計將從2024年的460太瓦時增至2030年的1000太瓦時以上，并在2035年達(dá)到1300太瓦時。未來五年，這部分新增需求中將有近一半由可再生能源滿足，但仍有相當(dāng)大一部分將來自天然氣和煤炭。

龐大的裝機容量需求讓這一轉(zhuǎn)型更為緊迫。高盛預(yù)計，到2030年全球數(shù)據(jù)中心容量將達(dá)到122吉瓦，且大部分新增開發(fā)將集中于超大規(guī)模和批發(fā)運營商。此外，麥肯錫（McKinsey）研究顯示，到2030年人工智能領(lǐng)域裝機容量可能增長近兩倍，其中人工智能專用容量將增長3.5倍，約占總?cè)萘康?0%。

構(gòu)建可持續(xù)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的政策路徑

破解這一困局，不能依賴單一的技術(shù)或政策，而要構(gòu)建一套涵蓋能源采購、電網(wǎng)整合、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和智能優(yōu)化的協(xié)調(diào)戰(zhàn)略。世界兩大經(jīng)濟體正率先行動，中國最新的2025年政策指南通過提高可再生能源使用門檻和完善綠色電力證書（Green Electricity Certificate）體系，持續(xù)推進(jìn)高效、低碳和循環(huán)型數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

美國也推出一系列雄心勃勃的政策，以加速該行業(yè)向清潔電力轉(zhuǎn)型。值得注意的案例包括紐約州的S.6394號法案，該法案將禁止簽訂化石燃料購電協(xié)議，并要求所有數(shù)據(jù)中心在2040年前實現(xiàn)可再生能源供電。

因此，人工智能的快速擴張正推動數(shù)據(jù)中心創(chuàng)紀(jì)錄增長，將電力系統(tǒng)、水資源和供應(yīng)鏈推向極限。2030年電力需求預(yù)計將增加一倍以上，傳統(tǒng)的化石燃料基電網(wǎng)若想維持此發(fā)展軌跡，必將導(dǎo)致資源短缺、成本上升和經(jīng)濟不穩(wěn)定等問題。因此可再生能源和清潔能源才是人工智能長期可持續(xù)發(fā)展的核心要件。更重要的是，中美兩國已開始嚴(yán)格要求數(shù)據(jù)中心使用可再生能源和與時俱進(jìn)的清潔電力政策。其先行實踐已表明，將人工智能基礎(chǔ)設(shè)施向可核查的清潔能源轉(zhuǎn)型，已不再是一個抽象的愿景，而是一條切實可行的發(fā)展路徑。

編譯：張 雅（新能源部）

審校：耿 語（新能源部）

編輯：張 雅（新能源部）

能源轉(zhuǎn)型與

雙碳觀察