為什么人工智能競(jìng)爭(zhēng)到最后是綠色能源的競(jìng)爭(zhēng)

未來(lái)，人工智能或?qū)⒊蔀橹髟兹蚪?jīng)濟(jì)的最關(guān)鍵因素。

但人們經(jīng)常忽略的是，人工智能對(duì)集中且穩(wěn)定的電力的巨大需求代表著擴(kuò)展下一代清潔能源技術(shù)的機(jī)會(huì)。如果忽視清潔能源技術(shù)發(fā)展的重要機(jī)會(huì)，那么在人工智能的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)中，也將處于不利地位。

為了贏得人工智能競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)需要獲得更多的電力來(lái)為數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)。以美國(guó)為例，預(yù)計(jì)到2026年，人工智能數(shù)據(jù)中心為電網(wǎng)增加相當(dāng)于三個(gè)紐約市的負(fù)載，而到2030年時(shí)它們?cè)诿绹?guó)電力消耗中所占的比例可能會(huì)增加一倍以上，達(dá)到9%。因此，人工智能將導(dǎo)致美國(guó)幾十年來(lái)從未見(jiàn)過(guò)的電力需求激增。根據(jù)最近的一項(xiàng)預(yù)估，這一需求（以前持平）每年增長(zhǎng)約2.5%，其中數(shù)據(jù)中心推動(dòng)了66%的增長(zhǎng)。

能源需求旺盛的先進(jìn)人工智能芯片是這一增長(zhǎng)的幕后推手。比如，ChatGPT查詢(xún)需要3瓦時(shí)的電力，而簡(jiǎn)單的谷歌搜索只需0.3瓦時(shí)的電力。這些計(jì)算要求使得人工智能數(shù)據(jù)中心具有“獨(dú)特”的功率密度，與傳統(tǒng)設(shè)施相比，每個(gè)服務(wù)器機(jī)架需要更高的功率，平均功率要比以往高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

據(jù)報(bào)道，OpenAI首席執(zhí)行官山姆·阿爾特曼向白宮提出了人工智能數(shù)據(jù)中心的需求，該數(shù)據(jù)中心需要5吉瓦（1吉瓦=10億瓦）的容量，足以為300多萬(wàn)個(gè)家庭供電。人工智能數(shù)據(jù)中心需要全天候穩(wěn)定可靠的電力，它們?nèi)?9.999%的時(shí)間都處于運(yùn)行狀態(tài)。

這些吉瓦級(jí)“用戶(hù)”對(duì)電網(wǎng)的需求已經(jīng)加速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了清潔能源當(dāng)前的發(fā)展速度。有超過(guò)1500吉瓦的容量等待連接到電網(wǎng)，而建設(shè)輸電線(xiàn)路以輸送這些電力的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十年。整合新能源所面臨的挑戰(zhàn)的一個(gè)例子是：星座能源公司最近宣布重啟三哩島核電站的最大因素不是設(shè)施本身，而是將其連接到電網(wǎng)所需的時(shí)間。

對(duì)擴(kuò)大清潔電力供應(yīng)挑戰(zhàn)的本能反應(yīng)是做出錯(cuò)誤的選擇：要么放棄美國(guó)在人工智能方面的優(yōu)勢(shì)，要么放棄對(duì)清潔能源的承諾。這種邏輯認(rèn)為，滿(mǎn)足計(jì)算經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)的電力需求的唯一方法是擴(kuò)大天然氣等傳統(tǒng)能源資源和保護(hù)燃煤發(fā)電廠(chǎng)。

依賴(lài)更多化石燃料對(duì)生態(tài)的可怕影響是顯而易見(jiàn)的。對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)，隨著其他國(guó)家在清潔技術(shù)方面取得領(lǐng)先，這些技術(shù)帶來(lái)了下一代經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)——數(shù)萬(wàn)億美元的市場(chǎng)，增加對(duì)化石燃料的進(jìn)一步投資明顯將削弱美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)實(shí)情況是，人工智能所需的前所未有的電力規(guī)模和密度需要一套新的發(fā)電解決方案，以保證全天候提供可靠的電力，且數(shù)量不斷增加。雖然傳統(tǒng)燃料的倡導(dǎo)者歷來(lái)都指出可再生能源的可變性，但需要大量、分布式和可中斷燃料供應(yīng)（如天然氣）的能源也不是解決方案。比如在得克薩斯州，2022年底一場(chǎng)嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴后，70%的停電是由天然氣發(fā)電廠(chǎng)造成的。隨著氣候變化加劇，與天氣相關(guān)的破壞只會(huì)增加。

我們沒(méi)有看到人工智能競(jìng)爭(zhēng)力和氣候之間的選擇，而是將人工智能對(duì)功率密度的迫切需求視為啟動(dòng)一系列新技術(shù)的機(jī)會(huì)。這樣一來(lái)，不僅能夠抓住人工智能的未來(lái)，而且能夠?yàn)槠涮峁﹦?dòng)力所需的能源密集型技術(shù)創(chuàng)造市場(chǎng)。

數(shù)據(jù)中心對(duì)計(jì)算能力的持續(xù)需求與一系列目前正在快速創(chuàng)新的清潔、可靠的新型電源最為匹配，其中包括可以小規(guī)?？焖俨渴鸬南冗M(jìn)核裂變以及可以隨時(shí)隨地部署的下一代地?zé)崮堋；蛟S有一天，核聚變會(huì)成為近乎無(wú)限的清潔能源的來(lái)源。這些技術(shù)可以在相對(duì)較小的占地面積內(nèi)產(chǎn)生大量能源，滿(mǎn)足人工智能對(duì)集中電力的需求。它們有潛力提供穩(wěn)定、可靠的基本負(fù)載電力，與人工智能數(shù)據(jù)中心的全天候運(yùn)行相匹配。雖然其中一些技術(shù)（如核聚變）仍在開(kāi)發(fā)中，但其他技術(shù)（如先進(jìn)核裂變和地?zé)崮埽┈F(xiàn)已準(zhǔn)備好部署。

人工智能的功率密度要求同樣需要一套新的電力基礎(chǔ)設(shè)施增強(qiáng)措施，比如，用于傳輸線(xiàn)的先進(jìn)導(dǎo)體，可以通過(guò)更小的區(qū)域傳輸多達(dá)10倍的電力，冷卻基礎(chǔ)設(shè)施可以解決大量耗能芯片的熱量，以及下一代變壓器可以有效利用更高電壓的電力。這些技術(shù)通過(guò)增加電力獲取和減少延遲的形式為人工智能數(shù)據(jù)中心提供了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并且它們將使我們20世紀(jì)的電網(wǎng)快速擴(kuò)展以滿(mǎn)足21世紀(jì)的需求。

此外，人工智能和能源技術(shù)的融合將使這兩個(gè)行業(yè)更快地發(fā)展和擴(kuò)大規(guī)模。在整個(gè)清潔能源領(lǐng)域，人工智能作為一種開(kāi)發(fā)方法加快了下一代材料設(shè)計(jì)的研發(fā)步伐，同時(shí)它也是制造業(yè)的一種工具，可以降低資本密集度并加快規(guī)模擴(kuò)張的步伐。人工智能已經(jīng)在幫助我們克服下一代電力技術(shù)的障礙。例如，普林斯頓大學(xué)的研究人員正在使用它來(lái)預(yù)測(cè)和避免等離子體不穩(wěn)定性，長(zhǎng)期以來(lái)這一直是持續(xù)核聚變反應(yīng)的障礙；在地?zé)岷筒傻V領(lǐng)域，人工智能正在加快商業(yè)級(jí)資源發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的步伐并降低成本；其他公司使用人工智能來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化該領(lǐng)域發(fā)電廠(chǎng)的性能，大大降低了項(xiàng)目的資本密集度。

從歷史上看，新型清潔能源技術(shù)的部署往往依賴(lài)公用事業(yè)公司，而公用事業(yè)公司在采用創(chuàng)新和投資一流的商業(yè)項(xiàng)目方面卻進(jìn)展緩慢?，F(xiàn)在，人工智能為發(fā)電技術(shù)帶來(lái)了新的資本來(lái)源——愿意為全天候清潔能源支付溢價(jià)并渴望快速行動(dòng)的大型科技公司。

這些“新買(mǎi)家”可以利用自己的人工智能技術(shù)構(gòu)建額外的清潔能力，或者它們可以部署創(chuàng)新的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)公用事業(yè)公司以新的方式擴(kuò)展新技術(shù)。我們已經(jīng)看到了一些例子，比如谷歌、地?zé)衢_(kāi)發(fā)商Fervo和內(nèi)華達(dá)州公用事業(yè)公司NVEnergy之間達(dá)成的協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)中心使用清潔、可靠的電力。這些對(duì)價(jià)格不敏感但對(duì)時(shí)間敏感的買(mǎi)家的出現(xiàn)可以加速清潔能源技術(shù)的部署。

人工智能與氣候之間的這種聯(lián)系的地緣政治影響是顯而易見(jiàn)的：創(chuàng)新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成果將流向在人工智能和氣候競(jìng)賽中獲勝的國(guó)家。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，能夠擴(kuò)大可靠基載電力供應(yīng)的國(guó)家將吸引人工智能基礎(chǔ)設(shè)施，并將從進(jìn)入人工智能所產(chǎn)生的市場(chǎng)中受益。首先進(jìn)行這些投資的國(guó)家將處于領(lǐng)先地位，而且隨著技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力的相互促進(jìn)，這種領(lǐng)先地位將隨著時(shí)間的推移而不斷擴(kuò)大。（綜合整理報(bào)道）（策劃/小文）