經(jīng)濟(jì)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(duì)能源方面的擔(dān)憂。

今年2月，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克在博世集團(tuán)舉辦的BCW大會(huì)（博世物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)）上表示，人工智能計(jì)算的約束條件是可預(yù)測(cè)的，“我在一年多前就預(yù)測(cè)過(guò)芯片短缺，下一個(gè)短缺的將是電力。我認(rèn)為明年將沒(méi)有足夠的電力來(lái)運(yùn)行所有的芯片”。此前在瑞士達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇年會(huì)上，OpenAI（美國(guó)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(yù)期更多的電力，未來(lái)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(yáng)能和儲(chǔ)能。

《紐約客》雜志近日的報(bào)道在一定程度上印證了上述兩位人工智能行業(yè)領(lǐng)軍人物的看法。該報(bào)道提到，OpenAI的熱門聊天機(jī)器人ChatGPT每天可能要消耗超過(guò)50萬(wàn)千瓦時(shí)的電力，以響應(yīng)用戶約2億個(gè)請(qǐng)求。相比之下，美國(guó)家庭平均每天使用約29千瓦時(shí)電力，也就是說(shuō)，ChatGPT每天用電量是家庭用電量的1.7萬(wàn)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(jiàn)一二。

數(shù)據(jù)中心的綠電趨勢(shì)

數(shù)據(jù)中心是為集中放置的電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的建筑場(chǎng)所，包括主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。作為算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，數(shù)據(jù)中心是促進(jìn)5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）、人工智能、云計(jì)算等新一代數(shù)字技術(shù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中樞和算力載體，對(duì)于數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要助推作用。

中國(guó)通服數(shù)字基建產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》（以下簡(jiǎn)稱《白皮書》）顯示，2019年后全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)開(kāi)始步入算力中心階段，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等新數(shù)字技術(shù)的加速發(fā)展，顯著驅(qū)動(dòng)了數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)及智能算力需求的增長(zhǎng)，促使數(shù)據(jù)中心增速迎來(lái)逆勢(shì)上揚(yáng)，2019年至2022年復(fù)合增長(zhǎng)率約20%。

中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)中心委員會(huì)專家、科智集團(tuán)咨詢總監(jiān)張福林說(shuō)，AI算力需求的激增推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴(kuò)大。AI應(yīng)用涉及大量的深度學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，需要更強(qiáng)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(wù)器數(shù)量、提升網(wǎng)絡(luò)帶寬、優(yōu)化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，以提供足夠的算力資源。

與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心用電量和二氧化碳排放量處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。《白皮書》預(yù)計(jì)，到2025年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量達(dá)到1200億度，全國(guó)數(shù)據(jù)中心的二氧化碳排放總量預(yù)計(jì)將達(dá)到1億噸，約占全國(guó)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(jì)觀察報(bào)記者，隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和減少碳足跡的關(guān)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(lái)源受到越來(lái)越多的關(guān)注。新能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)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(duì)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(dāng)可再生能源項(xiàng)目與政府補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠結(jié)合時(shí)。此外，隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)中心可以通過(guò)智能算法優(yōu)化能源使用效率，例如通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)減少設(shè)備故障，或者通過(guò)負(fù)載管理確保高效運(yùn)行。這種結(jié)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(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。”郭濤說(shuō)。《白皮書》指出，數(shù)據(jù)中心可再生能源利用率在未來(lái)幾年有望快速改善。根據(jù)國(guó)際環(huán)保組織綠色和平研究，2018年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心可再生能源使用比例僅為23%。到2020年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心可再生能源利用率達(dá)到30%左右。未來(lái)幾年，隨著國(guó)家及各省市加大對(duì)數(shù)據(jù)中心化石能源使用的約束，新型儲(chǔ)能、分布式光伏等技術(shù)及應(yīng)用的規(guī)模化發(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?qū)⒋笥?0%。

新能源的應(yīng)用挑戰(zhàn)

目前，中國(guó)移動(dòng)、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(jìn)行了不少探索。騰訊官網(wǎng)披露，近年來(lái)，該公司在中國(guó)各地的數(shù)據(jù)中心屋頂上安裝了光伏板（太陽(yáng)能板）。正因如此，騰訊2023年的自發(fā)新能源裝機(jī)量超過(guò)32兆瓦，是前一年的兩倍。目前總裝機(jī)量超過(guò)50兆瓦，年發(fā)電量6000萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于3萬(wàn)戶家庭一年的用電量。

據(jù)中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)分會(huì)信息，去年7月，河南移動(dòng)首個(gè)應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)中心的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目正式投入運(yùn)行。該項(xiàng)目平均年發(fā)電量將超過(guò)23萬(wàn)度，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤70噸，對(duì)應(yīng)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(dòng)平臺(tái)回應(yīng)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(xiàng)目，利用建筑物屋頂面積布置太陽(yáng)能板，為數(shù)據(jù)中心運(yùn)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(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心服務(wù)商及科技企業(yè)提出節(jié)能減排行動(dòng)方案，作出碳中和承諾，未來(lái)數(shù)據(jù)中心新能源使用比例將會(huì)更高，達(dá)到40%—50%。“采用新能源的趨勢(shì)令人鼓舞，但在實(shí)踐中也存在一些挑戰(zhàn)。”郭濤表示，雖然長(zhǎng)期來(lái)看，新能源可能更經(jīng)濟(jì)，但初期投資往往較高，這對(duì)于許多企業(yè)來(lái)說(shuō)是重大的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)；其次，雖然可再生能源技術(shù)正在快速發(fā)展，但在一些地區(qū)，這些技術(shù)可能還不夠成熟或可靠，需要進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)。

張福林也提到，自建新能源發(fā)電設(shè)施如太陽(yáng)能光伏板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，無(wú)疑會(huì)增加數(shù)據(jù)中心的前期投資成本。他以一個(gè)18MW（兆瓦）滿載運(yùn)行機(jī)房為例，全部采購(gòu)綠電全年將帶來(lái)額外的約150萬(wàn)元以上運(yùn)營(yíng)成本，這對(duì)于許多數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是一筆不小的開(kāi)支。

郭濤認(rèn)為，基礎(chǔ)設(shè)施的適應(yīng)性也是一個(gè)問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心通常需要穩(wěn)定的能源供應(yīng)來(lái)保證服務(wù)的連續(xù)性和可靠性。可再生能源的間歇性，如太陽(yáng)能和風(fēng)能的不可預(yù)測(cè)性，可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)造成影響。因此，需要有足夠的儲(chǔ)能系統(tǒng)或其他補(bǔ)充能源來(lái)確保能源供應(yīng)的穩(wěn)定。此外，不同地區(qū)的政策支持程度不同，可能也會(huì)加速或阻礙新能源在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。

“采用新能源為數(shù)據(jù)中心提供算力是一個(gè)重要的趨勢(shì)，它有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。然而，這一過(guò)程需要克服成本、技術(shù)成熟度、基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)性和政策監(jiān)管等方面的挑戰(zhàn)。”郭濤說(shuō)。