經(jīng)濟觀察網(wǎng) 記者 陳奇杰 生成式AI（人工智能）的快速發(fā)展正在引起行業(yè)大佬們對能源方面的擔憂。
今年2月，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆馬斯克在博世集團舉辦的BCW大會（博世物聯(lián)網(wǎng)大會）上表示，人工智能計算的約束條件是可預測的，“我在一年多前就預測過芯片短缺，下一個短缺的將是電力。我認為明年將沒有足夠的電力來運行所有的芯片”。此前在瑞士達沃斯世界經(jīng)濟論壇年會上，OpenAI（美國人工智能研究公司）首席執(zhí)行官山姆奧特曼也表示，人工智能將消耗比人們預期更多的電力，未來的發(fā)展需要能源突破，而發(fā)展方向是核聚變或更便宜的太陽能和儲能。
《紐約客》雜志近日的報道在一定程度上印證了上述兩位人工智能行業(yè)領軍人物的看法。該報道提到，OpenAI的熱門聊天機器人ChatGPT每天可能要消耗超過50萬千瓦時的電力，以響應用戶約2億個請求。相比之下，美國家庭平均每天使用約29千瓦時電力，也就是說，ChatGPT每天用電量是家庭用電量的1.7萬多倍。
AI的盡頭是新能源嗎？作為算力的主要載體，數(shù)據(jù)中心的用電量和供能方式正在發(fā)生變化，或許從中可以窺見一二。
數(shù)據(jù)中心的綠電趨勢
數(shù)據(jù)中心是為集中放置的電子信息設備提供運行環(huán)境的建筑場所，包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。作為算力基礎設施的重要組成部分，數(shù)據(jù)中心是促進5G（第五代移動通信技術）、人工智能、云計算等新一代數(shù)字技術發(fā)展的數(shù)據(jù)中樞和算力載體，對于數(shù)字經(jīng)濟增長具有重要助推作用。
中國通服數(shù)字基建產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》（以下簡稱《白皮書》）顯示，2019年后全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)開始步入算力中心階段，云計算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等新數(shù)字技術的加速發(fā)展，顯著驅動了數(shù)據(jù)云存儲及智能算力需求的增長，促使數(shù)據(jù)中心增速迎來逆勢上揚，2019年至2022年復合增長率約20%。
中國通信工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)中心委員會專家、科智集團咨詢總監(jiān)張福林說，AI算力需求的激增推動了數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴大。AI應用涉及大量的深度學習、模式識別等復雜計算任務，需要更強大的底層算力支撐。為了滿足這一需求，數(shù)據(jù)中心必須不斷增加服務器數(shù)量、提升網(wǎng)絡帶寬、優(yōu)化存儲結構，以提供足夠的算力資源。
與此同時，數(shù)據(jù)中心用電量和二氧化碳排放量處于增長態(tài)勢�！栋灼奉A計，到2025年，全國數(shù)據(jù)中心用電量達到1200億度，全國數(shù)據(jù)中心的二氧化碳排放總量預計將達到1億噸，約占全國排放總量的1.23%。
節(jié)能優(yōu)化和能源替換是兩大減排途徑，天使投資人、人工智能專家郭濤告訴經(jīng)濟觀察報記者，隨著全球對可持續(xù)發(fā)展和減少碳足跡的關注日益增加，數(shù)據(jù)中心作為能源消耗的重要部分，其能源來源受到越來越多的關注。新能源，包括太陽能、風能、水能等可再生能源，正逐漸成為數(shù)據(jù)中心的能源選擇。
“這些清潔能源不僅能減少對化石燃料的依賴，降低溫室氣體排放，還能在某些情況下提供高收益，尤其是當可再生能源項目與政府補貼和稅收優(yōu)惠結合時。此外，隨著AI技術的進步，數(shù)據(jù)中心可以通過智能算法優(yōu)化能源使用效率，例如通過預測性維護減少設備故障，或者通過負載管理確保高效運行。這種結合AI和新能源的模式，不僅能夠提高能源使用效率，還能夠在不犧牲性能的前提下實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。”郭濤說。《白皮書》指出，數(shù)據(jù)中心可再生能源利用率在未來幾年有望快速改善。根據(jù)國際環(huán)保組織綠色和平研究，2018年，中國數(shù)據(jù)中心可再生能源使用比例僅為23%。到2020年，中國數(shù)據(jù)中心可再生能源利用率達到30%左右。未來幾年，隨著國家及各省市加大對數(shù)據(jù)中心化石能源使用的約束，新型儲能、分布式光伏等技術及應用的規(guī)�；l(fā)展，數(shù)據(jù)中心可再生能源利用率將大幅提升，綠電占比或將大于50%。
新能源的應用挑戰(zhàn)
目前，中國移動、騰訊、光環(huán)新網(wǎng)等多家企業(yè)已在綠色數(shù)據(jù)中心方面進行了不少探索。騰訊官網(wǎng)披露，近年來，該公司在中國各地的數(shù)據(jù)中心屋頂上安裝了光伏板（太陽能板）。正因如此，騰訊2023年的自發(fā)新能源裝機量超過32兆瓦，是前一年的兩倍。目前總裝機量超過50兆瓦，年發(fā)電量6000萬千瓦時，相當于3萬戶家庭一年的用電量。
據(jù)中國電子節(jié)能技術協(xié)會數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術分會信息，去年7月，河南移動首個應用于大型數(shù)據(jù)中心的分布式光伏發(fā)電項目正式投入運行。該項目平均年發(fā)電量將超過23萬度，每年可節(jié)約標準煤70噸，對應減少二氧化碳排放量約135噸。
此外，光環(huán)新網(wǎng)曾在深交所投資者互動平臺回應表示，該公司在上海嘉定和北京房山數(shù)據(jù)中心園區(qū)嘗試光伏發(fā)電項目，利用建筑物屋頂面積布置太陽能板，為數(shù)據(jù)中心運行供電，由于布置面積有限，只能滿足少量供電需求。
目前，數(shù)據(jù)中心仍然主要采用火電供能。張福林表示，目前數(shù)據(jù)中心用電中新能源使用比例約為34%。一些領先的數(shù)據(jù)中心服務商及科技企業(yè)提出節(jié)能減排行動方案，作出碳中和承諾，未來數(shù)據(jù)中心新能源使用比例將會更高，達到40%50%。“采用新能源的趨勢令人鼓舞，但在實踐中也存在一些挑戰(zhàn)。”郭濤表示，雖然長期來看，新能源可能更經(jīng)濟，但初期投資往往較高，這對于許多企業(yè)來說是重大的財務負擔；其次，雖然可再生能源技術正在快速發(fā)展，但在一些地區(qū)，這些技術可能還不夠成熟或可靠，需要進一步研究和開發(fā)。
張福林也提到，自建新能源發(fā)電設施如太陽能光伏板或風力發(fā)電機組，無疑會增加數(shù)據(jù)中心的前期投資成本。他以一個18MW（兆瓦）滿載運行機房為例，全部采購綠電全年將帶來額外的約150萬元以上運營成本，這對于許多數(shù)據(jù)中心運營商來說是一筆不小的開支。
郭濤認為，基礎設施的適應性也是一個問題。數(shù)據(jù)中心通常需要穩(wěn)定的能源供應來保證服務的連續(xù)性和可靠性�？稍偕茉吹拈g歇性，如太陽能和風能的不可預測性，可能會對數(shù)據(jù)中心的運營造成影響。因此，需要有足夠的儲能系統(tǒng)或其他補充能源來確保能源供應的穩(wěn)定。此外，不同地區(qū)的政策支持程度不同，可能也會加速或阻礙新能源在數(shù)據(jù)中心的應用。
“采用新能源為數(shù)據(jù)中心提供算力是一個重要的趨勢，它有助于實現(xiàn)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的目標。然而，這一過程需要克服成本、技術成熟度、基礎設施適應性和政策監(jiān)管等方面的挑戰(zhàn)。”郭濤說。
