根据IEA公布的资料，到 2026 年，数据中心、人工智能 （AI） 和加密货币行业的电力消耗可能会翻一番。 数据中心是许多地区电力需求增长的重要驱动力。 2022 年全球数据中心的总用电量估计为 460 太瓦时 （TWh），到 2026 年，数据中心的总用电量可能达到 1000太瓦时（TWh）以上，这一需求大致相当于日本的用电量。更新的法规和技术改进，包括效率方面的改进，对于缓和数据中心能源消耗的激增至关重要。
AI狂吞电力
2024年2月12日英伟达CEO黄仁勋参加的世界政府峰会（wgs）演讲说：在过去的十年里，人们将计算和人工智能提高了一百万倍，而它所消耗的成本、空间或能源并没有增长一百万倍。而假设计算机的速度停滞在10年以前，要达到现在AI计算的需求水平，需要14个不同的行星、3个不同星系、4个太阳为这一切提供燃料。
很明显，计算机架构不断进步，才有今天的AI的成就。但是AI快速发展显示出，其对能源的需求却远远不止现在这些。
早在2024年1月，在瑞士达沃斯举办的“2024年度世界经济论坛”上，Sam Altman就表示：“未来人工智能需要能源突破，因为人工智能消耗的电力将远远超出人们的预期。特别是核聚变或更便宜的太阳能和存储，将会是人工智能未来的发展方向。”
马斯克在博世互联世界2024大会更加明确表示，一年多以前，短缺的是芯片，缺芯之后是缺电，明年电力就将无法满足所有芯片需求，他还认为，如果提供足够的能源，AI将在2年左右超越人类。
在生成式AI大放异彩的今天，AI的快速发展和应用正推动数据中心电力需求呈几何级数增长。
Bank of America近期发布给机构客户的一份研报显示，AI处理主要依赖于图形处理单元（GPU），而GPU的功耗较之以往一直在上升。2023年到2028年期间，AI驱动下的全球数据中心的能耗会以每年百分之25到33的复合增长率快速飙升。
波士顿咨询预测，到2030年，拥有全球1/3多数据中心的美国，数据中心的总电力需求将占到全国用电量的7.5%，而2023年这个数据是2%左右。
科技公司亲自下场“抢电”
在美国，科技公司争夺能源的场景比比皆是，对很多AI科技公司来说，现在的重点已经不是电价而是有没有电？
J.P Morgan估算2022年，谷歌母公司、Amazon云计算业务和微软三家公司就消耗了90TWh电力，相当于哥伦比亚全国的耗电量。
“大家都在紧盯新建的电厂，有些甚至直接在旁边建设数据中心。 ”一位业内人士表示。
拥有雄厚资金实力的科技公司在兴建数据中心的同时，也在亲自出手参与了能源的收购和投资。科技巨头更喜欢清洁能源，并由此引发了美国可再生能源热潮。
2024年第一季度 ，仅谷歌、微软、亚马逊三家公司的投资总额就达到400亿美元达到，大部分投资在数据中心，Meta表示今年AI及相关支出也将达到400亿美元。
微软公司对于能源的兴趣广泛，出手大方，其目标是到2030年，公司100%的电力都将来自于零碳能源。
2024年5月1日，微软公司宣布与Brookfield资产管理公司签署协议，投资超过 100 亿美元开发可再生能源电力，为数据中心供电。根据协议，Brookfield 将在 2026 年至 2030 年间为微软在美国和欧洲提供 10.5GW的可再生能源电力容量。该交易是企业间签署的最大的单一购电协议，为之前最大的企业间可再生能源电力采购协议的8倍。
这份协议中的10.5GW可再生能源装机容量所发的电力，是微软全球最大数据中心——北弗吉尼亚数据中心所消耗的3.5GW电力容量的3倍。该数据中心的电力由该地区最大的电力公司 Dominion Energy 所提供。在去年早些时候，微软与与Constellation达成50MW供应协议，为为弗吉尼亚数据中心提供核能，作为风能和太阳能不可用时的后备能源。
微软创始人之一的比尔·盖茨的突破能源基金在能源方面的投入也是多样且积极。如绿色氢气、可持续航空燃料、长期电池储能、直接空气捕捉以及制造业的脱碳等。在可控核聚变领域，基金为Type One Energy和Commonwealth Fusion Systems投入大量资金，在热储能应用投资AntoraEnergy公司，在燃料电池领域，为甲醇燃料电池技术公司蓝界科技提供资金等等。
谷歌正在寻求大量电力来为其快速扩张的数据中心供电，以支持生成式人工智能和云计算等技术。近日，谷歌与初创公司fervo签署了开发“增强型”地热能的协议，Fervo Energy将开发一座地热发电厂，为沃伦·巴菲特的伯克希尔哈撒韦能源公司的子公司NV Energy Inc.提供115MW的电力供应。然后，NV Energy将将电力出售给谷歌。此次合作将推动谷歌向到2030年完全使用清洁能源的目标迈进。
到目前为止，谷歌已经宣布计划至少斥资40亿美元在印第安纳州、密苏里州和弗吉尼亚州建造或扩建数据中心。
Fervo Energy地热发电技术 图片来源:google.com
太阳能和风能的电力来源取决于阳光和风的可用性，这导致寻求稳定清洁能源的公司考虑现有的核能或地热等较少使用的技术。地热发电厂可以全天候运行，利用地下岩石加热的水发电，不会产生碳排放。根据美国能源信息管理局的数据，到2050年，美国地热发电量将扩大20倍，达到90GW。地热带来的能源也成为科技公司争抢的热点。
同时，与微软一样谷歌还大量参与了清洁能源初创公司的项目，提供资金支持，如长时储能，清洁的氢能，下一代地热和新一代核能，包括核能小型化。
作为全球最热门的AI科技公司，OpenAI 正大力支持两家初创能源公司Helion 和Exowatt，前者研究核聚变，后者开发既能发电又能存储热量的下一代太阳能电池板，而早在2021年，OpenAI CEO奥特曼就以个人名义向美国私营核聚变公司Helion Energy提供了3.75亿美元。
Helion 公司的可控核聚变技术 图片来源:helionenergy.com
同时，OpenAI为Oklo出资5亿美元，研究使用大型核反应堆废料制造微型反应堆，为可再生能源系统混合供电提供后后备电源。
同样对核能感兴趣的还有亚马逊公司，2024年3月，亚马逊公司花费 6.5亿美元收购滨州960MW数据中心，该数据中心使用核能提供能源。
小结：
伴随AI成长的是各种各样的清洁能源和新的能源技术的突破。IEA数据显示，2023年，可再生能源和电网的总投资首次超过化石燃料投资，2024年对清洁能源的投资将是化石燃料投资的两倍。这些都表示，AI的庞大能源需求在未来并不会显著增加碳排放，AI会以更加绿色的形态在未来呈现。
