最近一段时间，关于人工智能发展将激发巨大能源需求的讨论，颇为热闹。
当地时间3月18日，美国最大的再生能源巨头NextEra Energy首席执行官约翰•凯彻姆表示，随着人工智能的蓬勃发展，美国电力需求的增长率将大幅飙升，
预计未来五年的电力需求增速预期将快速提高81%
。
这一发言，恰好对2024开年以来关于
“人工智能发展将激发巨大能源需求”
主题讨论的正向回应。
率先开启这一话题的，是一众全球知名的美国人工智能企业掌门人——
1月份，OpenAI的首席执行官萨姆·奥尔特曼谈道：
“我们需要比之前认为的多得多的能源，我认为我们仍没有充分意识到AI技术对能源的需求。未来的两种重要货币是智能计算和能源。无论是我们的想象力，还是让想法变为现实的能力，以及运行计算的能力，都离不开这两者。”
2月份，特斯拉创始人兼首席执行官埃隆·马斯克在采访中表示：
"AI算力的限制是可预见的，我在一年前就预测到了神经网络芯片的短缺。下一个短缺的将是电力，我认为到明年，将没有足够的电力来运行所有的芯片。”
3月初，NVIDIA英伟达CEO黄仁勋谈及AI算力时
强调，在未来的10年里，英伟达将会把深度学习的计算能力再提高100万倍。与此同时，需要消耗的电力也将成几何式增长，超级AI将成为电力需求的无底洞。
这些预测都指向了一个共同的结论：
在人工智能的升级阶段，能源是最为关键的制约因素。
AI数据中心确实“费电”，但在可接受范围之内
AI技术的升级发展，的确意味着更多电能的消耗，这是毋庸置疑的。
诸多媒体和研究机构给出了各自的研究数据——
国际能源署称，到2022年，美国2700个数据中心消耗的电力将占该国总电力的4%以上。预测显示，到2026年，这一比例会达到6%。在接下来的几年里，数据中心将消耗美国更大的电力份额。
《纽约客》杂志的报道称，OpenAI的ChatGPT聊天机器人每天消耗超过50万千瓦时的电力，用于处理约2亿个用户请求，相当于美国家庭每天用电量的1.7万多倍。
荷兰国家银行数据科学家亚历克斯·德弗里斯在一篇论文中估计， 到2027年，整个人工智能行业每年的电力与阿根廷、荷兰和瑞典各自一年的用电量类似。
然而，
AI算力的耗电体量究竟有多“
高”？
为了更直观地对比，我们需要更具体和更广阔的视角。
不妨先做一个简单的假设：
1）目前我们大约600万H100base，假设有2027年我们有2000万张H100的base（或者说类似H100的算力，暂不考虑新卡的迭代）
2）假设每台都是8芯片服务器，100%的利用率
3）假设单台服务器功率10KW
4）假设2027年数据中心的PUE为1.4
5）假设每台服务器运行365*24 小时
那么总共的电力消耗是307TWh，这是什么概念呢？
先看美国，2023年，美国全年电力消耗4335TWh，假设每年以低个位数增长，
至2027年，全球AI算力新增电力消耗大约占美国的6.5%
。
再看全球，2023年，全球全年电力消耗28510TWh，假设每年以低个位数增长，
至2027年，全球AI算力新增电力能源消耗大约占全球的1%。
所以，到2027年，整个人工智能行业，即便消耗一个阿根廷、荷兰、瑞典一年的电力，又怎么样呢？
他们担忧的核心不在电力消耗，而在美国的电力基建
简单回顾一下历史，就会发现，人类对新兴技术的耗能属性，一直是焦虑的。
“在美国的某个地方，每次在线订购一本书时都会燃烧一块煤。”
“互联网用户平均每周在线 12 小时，这种使用意味着一年大约 1000 千瓦小时的电力消耗。”
“有理由预测，在未来十年内，一半的电网将为数字-互联网经济提供动力。”
这几段文字出自1999年5月的福布斯杂志，彼时，正值互联网方兴未艾。
同样的，2017年，比特币刚刚兴起，CNBC上发表过一篇对比特币挖矿带来巨大电力需求，从而引发的对电力担忧。
"仅11月份，开采比特币所消耗的能源量就飙升了约 26%，目前总计接近 36 TWh，足以为约330万户家庭供电。”
“如果比特币是一个国家，这将使比特币成为第59 位最大的能源消耗者。”
“以比特币挖矿为例，预测如果继续以目前的速度增长，2019年比特币挖矿的用电量将与美国的用电量相匹配，到2020年将与全球的总需求相匹配。"
可见，
每一轮新的技术周期发展过程中，也总有这样那样的声音。
那么，为什么马斯克和奥特曼会提出类似的担忧？
他们担忧的核心不在于电力消耗问题，而在于美国的电力基础建设。
美国70%以上的输电系统已经超过25年的历史了，全国大部分电网都在老化，其中一些部件已经使用了超过一个世纪，远远超过了它们50年的预期寿命。
过去10年建成的输电线路约68%是在2012年-2016年间建成的，其中2013年建成规模是10年来最多的一年，但也只有3500英里。
为什么电力基础建设的推进会如此艰难？
因为美国的输电项目往往需要跨州建设，对于跨州的输电设施或由联邦机构管理的美国 30%的土地而言，成本分摊和选址是 很容易引起争议的问题。美国某些州的法律赋予了州内土地所有者阻止输电线路建设的权力，不管是联邦政府还是联邦能源监管委员会(FERC)都无法推翻。再加上如果州内出现反对声音，往往使得规划好的项目一拖再拖。
数据显示，2022年建成的典型项目从提出并网请求到商业运营需要5年时间，而2015年为3年，2008年不到2年，连网成本大幅增加。
所以，
以上因素也导致了在目前情况下，即便是个位数的电力需求增速，也面临着电力供应的短缺。
飙升的电力需求引发了电力争夺战，堪萨斯州、内布拉斯加州、威斯康星州和南卡罗来纳州已经推迟了燃煤电厂的关闭时间。这在一定程度上阻碍了化石能源向清洁能源的过渡，甚至还会激发更多化石能源发电的增长。
出于对美国电网的堵塞感到沮丧，越来越多大型科技企业转向离网的分布式能源。
微软和谷歌等公司希望能源密集型工业运营最终能够由现场小型核电站提供动力，微软甚至将人工智能投入使用，试图简化核电站审批的繁琐流程。微软还签署了一项协议，从一家试图开发零排放聚变能源的公司购买电力。
然而，脱离电网本身也带来了巨大的监管和土地征用挑战。
