界面新聞?dòng)浾?｜ 戴晶晶
在“歐洲能源危機(jī)”話(huà)題退出大眾視野后，人工智能(AI)將引起能源短缺的論調(diào)又甚囂塵上。
3月11月，A股新能源板塊爆發(fā)，光伏和儲(chǔ)能板塊領(lǐng)漲。這受到了一則行業(yè)大咖稱(chēng)“AI的盡頭是光伏和儲(chǔ)能”的消息驅(qū)動(dòng)。
部分媒體報(bào)道稱(chēng)，英偉達(dá)創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在公開(kāi)演講中指出，AI未來(lái)發(fā)展與光伏和儲(chǔ)能緊密相連，需要更全面地考慮能源消耗問(wèn)題，如果只考慮計(jì)算機(jī)，需要燒掉14個(gè)地球的能源。
但界面新聞并未找到黃仁勛此番言論的公開(kāi)表述。在今年2月12日于迪拜舉行的“世界政府峰會(huì)”上，他與阿聯(lián)酋國(guó)務(wù)大臣Omar Sultan AlOlama對(duì)談時(shí)，明確指出科技進(jìn)步將控制AI的成本。
- “我們正處于新時(shí)代的開(kāi)端。目前數(shù)據(jù)中心的安裝基數(shù)大約有一萬(wàn)億美元。在接下來(lái)的四五年里，我們將擁有價(jià)值2萬(wàn)億美元的數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心將為全球的軟件提供動(dòng)力。”
- “你不能只想著要購(gòu)買(mǎi)更多的計(jì)算機(jī)，你還必須假設(shè)計(jì)算機(jī)的速度會(huì)越來(lái)越快，因此所需的總量就不會(huì)這么多了。否則，如果假設(shè)計(jì)算機(jī)的速度永遠(yuǎn)不會(huì)變快，你可能會(huì)得出一個(gè)結(jié)論——我們需要14個(gè)不同的行星、3個(gè)不同星系、4個(gè)太陽(yáng)為這一切提供燃料。”
- “但是很明顯的是計(jì)算機(jī)架構(gòu)在不斷進(jìn)步。過(guò)去的十年中，我們做出的最偉大貢獻(xiàn)之一就是將計(jì)算和AI提高了一百萬(wàn)倍。因此，無(wú)論你認(rèn)為推動(dòng)世界的需求是什么，你都必須考慮到，它還將以100萬(wàn)倍的速度變得更大、更快和更高效?！?/em>
但類(lèi)似的表達(dá)也并非空穴來(lái)風(fēng)。無(wú)論是特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克，還是OpenAI首席執(zhí)行官山姆·奧特曼，都在近期提及AI迅速發(fā)展背后的能源隱憂(yōu)。
2024年2月29日，馬斯克在博世集團(tuán)舉辦的BCW(Bosch Connected World)的視頻采訪(fǎng)環(huán)節(jié)上表示：
- “AI算力的限制是可預(yù)見(jiàn)的，我在一年前就預(yù)測(cè)到了芯片短缺，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。很容易預(yù)測(cè)，下一個(gè)短缺將是降壓變壓器(voltage stepdown transformers)。如果從電力公司獲得100-300千伏的電力，那么降壓到6伏會(huì)是一個(gè)很大的降壓過(guò)程。我不那么好笑的笑話(huà)是'你需要用變壓器來(lái)運(yùn)行(AI)Transformer模型'(you need transformers to run transformers)?！?/em>
- “那么，下一個(gè)短缺將是電力，我認(rèn)為到明年，將沒(méi)有足夠的電力來(lái)運(yùn)行所有的芯片。”
- “事實(shí)上，電動(dòng)汽車(chē)和AI并行發(fā)展，兩者都需要電力和變壓器，我認(rèn)為這正在創(chuàng)造對(duì)電力設(shè)備和發(fā)電的巨大需求。”
2024年1月16日，在達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇年會(huì)期間舉辦的的彭博社活動(dòng)上，奧特曼表示：
- “我們需要比之前認(rèn)為的多得多的能源。我對(duì)世界的理解是，未來(lái)的兩種重要貨幣是智能計(jì)算和能源。無(wú)論是我們的想象力，還是讓想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的能力，以及運(yùn)行計(jì)算的能力，都離不開(kāi)這兩者。我認(rèn)為我們?nèi)詻](méi)有充分意識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)對(duì)能源的需求?！?/em>
- “如果沒(méi)有重大突破，我們就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。我們需要核聚變，或者極度更便宜的光伏加上儲(chǔ)能，或是從沒(méi)有人真正規(guī)劃過(guò)的規(guī)模水平的技術(shù)?！?/em>
- “公平地來(lái)說(shuō)，AI的發(fā)展將需要大量能源，但我堅(jiān)信這會(huì)迫使我們更多地投資于能夠提供這種能源的技術(shù)。”
AI會(huì)導(dǎo)致能源短缺嗎？
目前，AI在全球用電量的占比并不大，至少暫時(shí)不足以引發(fā)規(guī)模能源危機(jī)。
據(jù)國(guó)際能源署(IEA)統(tǒng)計(jì)，2022年，全球不包括加密貨幣挖礦在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心消耗了大約460太瓦時(shí)(TWh)的電力，占全球總需求的1-1.3%。
賓夕法尼亞大學(xué)電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授本杰明·李和哈佛大學(xué)教授大衛(wèi)·布魯克斯的研究表明，2015-2021年間，數(shù)據(jù)中心的能源使用量平均每年增長(zhǎng)25%。
隨著生成式人工智能引爆全球，大模型公司百花齊放加上ChatGPT使用率飆升，導(dǎo)致AI電力消耗大幅增加，也推動(dòng)數(shù)據(jù)中心耗電量快速抬升。
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》援引全球數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)組織之一“國(guó)際正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)”的預(yù)測(cè)，到2025年，AI業(yè)務(wù)在全球數(shù)據(jù)中心用電量中的占比，將從2%猛增到10%。一項(xiàng)研究預(yù)測(cè)，到2027年，AI服務(wù)器每年的用電量將在85-134太瓦時(shí)之間。這相當(dāng)于阿根廷、荷蘭和瑞典一年的用電量，約占目前全球用電量的0.5%。
IEA還指出，到2026年，全球總體電力需求預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)3.4%。同時(shí)，可再生能源如風(fēng)能、太陽(yáng)能和水力發(fā)電，以及空前高水平的核能新增裝機(jī)，將滿(mǎn)足新增的電力需求。
盡管AI用電量占比暫時(shí)不會(huì)在全球?qū)用姹l(fā)式增長(zhǎng)，但訓(xùn)練和使用AI確實(shí)耗電、耗水，過(guò)程中還有大量碳排放。
據(jù)《細(xì)胞》期刊發(fā)布的一篇題為《人工智能不斷增長(zhǎng)的能源足跡》的論文估計(jì)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的谷歌搜索消耗0.3 Wh的電力，而人工智能驅(qū)動(dòng)的谷歌搜索消耗3.0 Wh的電力，擁有十倍的差距。
據(jù)《紐約客》雜志報(bào)道，據(jù)國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的報(bào)告，ChatGPT每天要響應(yīng)大約2億個(gè)請(qǐng)求，在此過(guò)程中消耗超過(guò)50萬(wàn)度電力，而每一個(gè)美國(guó)家庭的平均用電量只有29度。這意味著，ChatGPT每天用電量相當(dāng)于1.7萬(wàn)個(gè)美國(guó)家庭的用電量。
為何美國(guó)企業(yè)家會(huì)擔(dān)憂(yōu)？
AI產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)區(qū)域集聚性發(fā)展的特點(diǎn)。密集的數(shù)據(jù)中心和脆弱的電網(wǎng)，是美國(guó)企業(yè)家產(chǎn)生危機(jī)感的重要原因。
IEA數(shù)據(jù)顯示，全球8000個(gè)數(shù)據(jù)中心中有33%位于美國(guó)，16%在歐洲，近10%在中國(guó)。美國(guó)的數(shù)據(jù)中心在2022年消耗了200太瓦時(shí)的電力，相當(dāng)于美國(guó)電力需求的4%。
該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年美國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量將快速增長(zhǎng)，從2022年的200太瓦時(shí)增加到2026年的近260太瓦時(shí)，占總電力需求的6%。
此外，在《通貨膨脹削減法案》等政策引導(dǎo)下，大量清潔技術(shù)工廠也在美國(guó)各地激增，成為新的用能大戶(hù)。
3月7日，《華盛頓郵報(bào)》發(fā)布報(bào)道指出，AI和清潔技術(shù)制造業(yè)的繁榮正把美國(guó)的電網(wǎng)推向崩潰的邊緣。如佐治亞州對(duì)工業(yè)電力的需求飆升至創(chuàng)紀(jì)錄的高點(diǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)十年的新用電量是最近的17倍；北弗吉尼亞需要相當(dāng)于幾座大型核電站的電力，來(lái)為所有規(guī)劃和在建的新數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)。
由于審批程序復(fù)雜，缺乏投資吸引力等原因，美國(guó)輸變電主網(wǎng)一度處于停滯狀態(tài)。美國(guó)能源部數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)電網(wǎng)投資在1975-1999年逐年下降，平均每年下降8600萬(wàn)美元，直到2005年才恢復(fù)到1975年的投資水平。
這導(dǎo)致了美國(guó)老化嚴(yán)重的電網(wǎng)，使許多地區(qū)面臨電力短缺的風(fēng)險(xiǎn)。
美國(guó)能源部在2015年的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施審查中發(fā)現(xiàn)，美國(guó)70%的輸電線(xiàn)路已經(jīng)使用了25年以上，而線(xiàn)路的使用壽命通常為50年。該部門(mén)2014年的報(bào)告表示，美國(guó)變壓器的平均使用年限達(dá)到38年，其中70%的變壓器使用年限超過(guò)25年。
根據(jù)路透社2022年的研究，美國(guó)過(guò)去六年的停電次數(shù)比前六年增加了一倍多。2020-2022年期間，電力系統(tǒng)在墨西哥灣沿岸的颶風(fēng)、西海岸的野火、中西部的熱浪和德克薩斯州的嚴(yán)寒中崩潰，造成了長(zhǎng)時(shí)間的、有時(shí)甚至是致命的停電。
大型數(shù)據(jù)中心的用電故障，將給業(yè)主和客戶(hù)帶來(lái)巨大的損失，因此其往往需要可靠、不間斷的電力，甚至配備額外的供電設(shè)備應(yīng)對(duì)停電。
《華盛頓郵報(bào)》表示，隨著越來(lái)越多的公司對(duì)美國(guó)電網(wǎng)的堵塞感到沮喪，他們已更多地轉(zhuǎn)向離網(wǎng)的分布式能源。微軟和谷歌等公司希望，能源密集型工業(yè)運(yùn)營(yíng)最終可以由現(xiàn)場(chǎng)的小型核電站提供動(dòng)力。
奧特曼則已投資了兩家核能相關(guān)的初創(chuàng)公司，分別為聚變公司Helion Energy和聚焦下一代快堆技術(shù)的Oklo。