近日,国际能源署和彭博新能源财经分别发布最新报告,展望人工智能(AI)对电力行业的影响。值得一提的是,两家机构对于AI快速发展给能源和电力行业带来深刻变化的预期不谋而合,即AI驱动数据中心电力需求正以指数级速度增长。数据中心作为AI算力的物理载体,正成为电力需求增长的核心引擎,而能源系统的韧性、效率和可持续性将成为决定AI技术迭代速度的关键因素。
数据中心带动新增电力需求飙升
国际能源署在其报告中指出,到2030年,全球数据中心耗电量将达到945太瓦时,略超日本当前全国用电量。彭博新能源财经则预计,新建数据中心的用电量需求飙升,将导致未来5年可再生能源发电量跃增84%。
两家机构均认为,数据中心已成为电力需求飙升的主要推动力,AI则是推动数据中心用电量激增的最大增长引擎。据了解,一个典型的以AI为中心的数据中心消耗的电力相当于10万户家庭的用电量。
根据国际能源署数据,2017年以来,全球数据中心电力消耗年均增长约12%,是全球总电力消耗增长率的4倍多,而经AI优化后的数据中心耗电量将增长4倍以上。2024年,数据中心约占全球电力消耗的1.5%,即415太瓦时。
彭博新能源财经估计,到2035年,全球将需要362吉瓦新增发电装机来满足数据中心用电需求,届时数据中心将占全球总用电量的4.5%,2050年进一步上升至8.7%。
“未来5年,全球数据中心用电量将翻番,到2030年将相当于现今整个日本的用电规模。”国际能源署署长法提赫·比罗尔表示。
不过,国际能源署认为,2030年后预测不确定性进一步增大,根据基准情景预测,全球数据中心用电量到2035年将攀升至约1200太瓦时。
发达经济体数据中心用电增量显著
根据国际能源署数据,2024年,美国占据全球数据中心用电量最大份额,占比达45%;其次是中国,占比25%;欧洲位居第三,占比15%。
国际能源署指出,全球范围内,发达经济体数据中心用电增量将贡献整体电力需求增长的20%以上。
根据彭博新能源财经的数据,到2035年,美国数据中心在总用电量中占比将从2024年的3.5%增至8.6%,这一增速超过任何其他主要负荷类别。由于需要大量计算能力,加上高能耗基础设施的AI训练工作量激增,未来5年美国数据中心用电量甚至可能超过新能源汽车用电量增长。
国际能源署则预计,美国数据中心用电增量将占全美总用电需求增长近50%,到2030年数据中心用电量将超过铝、钢、水泥和化工等其他高耗能产业总和。在日本,数据中心将贡献超半数电力需求增长;在马来西亚,数据中心将贡献1/5电力需求增长。
美国电网战略咨询公司去年发布报告指出,电力公用事业公司和电网运营商将未来5年的年度电力需求增长预测调整为大约1.5%,这是1990年以来的最高水平。在AI、加密货币等推动下,美国电力需求预计将在未来10年增长15%。
彭博新能源财经的全球经济性与建模主管David Hostert表示:“亚洲、中东和非洲经济体持续发展,占到用电量增长的很大一部分。这些地区也是电力基础设施投资的最大机会所在。预计到2035年,这些市场的数据中心用电量需求将增长6至16倍,达到260太瓦时。”
AI有望重塑能源业格局
国际能源署指出,AI有望在未来10年彻底改变能源行业格局,推动全球数据中心电力需求激增的同时,创造更多降本增效、提升竞争力、减少碳排放的机遇。
美国人工智能初创公司Anthropic联合创始人Jack Clark坦言,从长远来看,AI需求将推动“新型能源”发展。
不过,AI的普及速度、能力和生产力、效率提高的速度以及能源行业的瓶颈能否得到解决,都存在不确定性且充满挑战。例如,数据中心设备所需矿产需求激增,导致关键矿物供应链压力倍增。此外,数据中心还面临前所未有的电力与冷却需求,以及为支持加速计算而不断增长的功率密度要求。这些挑战正推动着相关创新,以缓解高密度AI服务器产生的热量,同时降低热设计功耗要求。
在法提赫·比罗尔看来,能源行业正处于时代技术革命的最前沿,AI作为变革性工具,应用方向取决于各国政府、企业和社会的共同抉择。他强调,一方面,加速发电设施与电网投资,提升数据中心能效与灵活性;另一方面,加强政企对话与技术协作。
