称AI是电老虎,可通过具体数据来感受这种焦虑的尺度。训练阶段的一次性能耗,例如,训练一次大型模型如GPT-3的耗电量可能高达1000兆瓦时,这相当于约100个美国家庭一年的用电量。而这仅仅是一次训练。
推理阶段的持续性能耗,这才是真正的无底洞。每一次与ChatGPT的对话,每一次使用Midjourney生成图片,都在持续消耗电力。据一些预测,到2027年,全球AI业务的年耗电量可能超过850太瓦时——这相当于一个中等规模国家(如荷兰、阿根廷)一年的总用电量。
基础设施的叠加性能耗,AI算力依赖于数据中心。目前,全球数据中心的耗电量已占全球总电力的约1-2%。随着AI的普及,这个比例将在未来几年内急剧攀升。
因此,电力焦虑并非空穴来风,它已经成为了科技巨头CEO们财报电话会议上最常被问及的问题之一。电力,已经从一个成本因素,演变为战略资源和扩张瓶颈。
能源瓶颈:AI发展的三重天花板,1. 总量天花板:电网的总发电能力是有限的。在一个区域,当AI数据中心的需求激增到与民生、工业用电产生直接竞争时,社会和政治压力会迫使政府进行干预,限制数据中心的扩张。例如,爱尔兰都柏林和新加坡等地已经出现了因电网容量不足而暂缓批准新建数据中心的情况。
2. 质量天花板:AI公司,尤其是科技巨头,都设定了雄心勃勃的碳中和或100%可再生能源目标。然而,风能和太阳能具有间歇性和不稳定性。如果无法获得足够稳定、清洁的电力,AI公司将在商业成本,购买廉价化石能源电力,和ESG,环境、社会和治理,声誉之间陷入两难。这直接制约了它们在特定地区的布局和发展速度。
3. 地理与政治天花板:算力可以全球调度,但能源不能。最优的AI数据中心选址需要同时满足:廉价电力、稳定电网、低温环境,降低冷却成本、政治稳定。这导致了全球对理想选址,如美国中西部、北欧、加拿大的激烈争夺。能源的本地化属性,使得AI算力的全球化布局充满了地缘政治色彩。
能源革命:破解困局的三把钥匙,谁掌握了新一代能源技术,谁就掌握了智能时代的底层权力。这个新一代具体指什么?1. 下一代发电技术:超越风与光,核能,这是终极解决方案的候选者。小型模块化反应堆,是目前最现实的方向。它们可以部署在数据中心旁边,提供稳定、密集、零碳的基载电力。头部大公司已开始采购核能电力,并为数据中心招聘核能专家。核聚变:虽然距离商业化尚有距离,但私人投资激增,因为它承诺了几乎无限、安全、无长期核废料的能源。它是AI能源故事的终极期权。
2. 下一代储能技术:让能源变得可调度,仅靠发电不够,必须解决可再生能源的间歇性问题。除了锂电池,长时储能技术是关键,包括:氢储能:用多余的电能制取绿氢,需要时通过燃料电池发电或直接燃烧。压缩空气储能、液流电池等。这些技术能让太阳能成为晚上的太阳,风能成为无风时的风,彻底重塑电网结构。
3. 下一代电网与能效管理:从粗放到精益、智能电网:通过数字化和AI技术来优化电力分配,动态平衡供需,优先将绿电分配给AI计算任务。数据中心能源技术,先进冷却技术:如液冷、浸没式冷却,能将散热能耗降低一个数量级。余热利用:将数据中心产生的废热用于区域供暖,提升整体能源效率。
投资视角:在需求与增效的钟摆间寻找平衡,资本正在沿着AI的能源足迹进行布局。发电端:核电产业链、光伏与风电的下一代技术(如钙钛矿)、地热等。储能端:不仅仅是锂电,更要关注氢能、液流电池等长时储能公司。输配与管理端:智能电网软件和硬件供应商、电力交易平台、数据中心能效解决方案提供商。
能源需求预测的对面,是一场同样迅猛的效率革命。投资时需要双向下注。既要投资于供给侧的能源公司,也要投资于需求侧的能效技术公司,如更好的AI芯片设计公司、算法优化公司。最终,AI发展的实际能耗,将是算力需求曲线和能效提升曲线之间的一场激烈赛跑。
能源,智能时代的新大陆与主战场,我们正在从信息时代迈向智能时代,而这一变迁的底层物理基础,正从硅转向电。AI的尽头是能源这一判断,揭示了一个宏大的历史趋势。工业时代的底层权力是煤炭和蒸汽机,信息时代的底层权力是芯片和互联网。智能时代的底层权力将是算力和驱动算力的能源。
因此,未来的竞争不仅仅是算法和模型的竞争,更是能源获取能力、能源转化效率和能源技术创新的竞争。国家之间、企业之间的博弈,将很大程度上在能源这个战场上展开。谁能在新一代能源技术上取得突破,谁就为本国、本公司的智能产业解开了增长的枷锁,掌握了智能时代的底层权力。这不仅是投资风口,更是一场关乎未来国运和科技走向的宏大叙事。