人工智能：渴求电力的吸血鬼

如今，人工智能 (AI) 的话题越来越多地被讨论，并引发了一场激烈的争论，即是否需要“委托”给人工智能一些任务，甚至是整个职业，这些任务可以在没有人类干预或在场的情况下完成。人工智能不再仅仅能够以越来越快、更有效的方式查找、分组和编目互联网上存在的信息，而且，由于其计算能力的进步，人工智能现在能够执行以前难以想象的任务，例如实时翻译对话、仅从简短描述开始创建人物或风景照片，甚至在没有音乐家或演员的情况下创作音乐或视频。人工智能的概念和术语诞生于1956年，但随着要处理的数据量的增加、管理海量数据的算法日益复杂以及数据处理能力的增加，存储和处理数据的计算机和服务器的计算能力也亦增强，这项技术的普及度开始提高。我们今天所说的人工智能更准确地定义为“生成式”人工智能，它代表了“机器学习”和“深度学习”的演变，它们是分析过程和数据处理的基础，人工智能借鉴并从中汲取灵感。推断其运作所需的信息。

尽管人们关注的是巨大的计算能力，这可能会让人类在某些领域“被淘汰”，但我们往往忽视人工智能正在和将会对能源消耗产生什么影响。事实上，人工智能执行的过程是高度能源密集型的。根据高盛的统计，处理 ChatGPT 的请求平均需要十倍于在 Google 上执行搜索所需的电量。美国能源部 (DOE) 比较了办公室和数据中心的能耗，发现数据中心的能耗是典型商业建筑的 10 到 50 倍。欧盟发布的研究报告强调，到 2022 年，欧洲数据中心的电力消耗（估计在 45 到 65 太瓦时之间）大约是整个电信行业消耗（估计在 25 到 30 太瓦时）的两倍。

根据国际能源署（IEA）的数据，自2010年以来，数据中心服务器运行所需的电力需求一直在上升，约占全球电力消耗的3%。根据 IEA 的估计，到 2026 年，这些发电量将翻一番，在最悲观的情况下将超过 1000 太瓦时。根据未来投入运营的数据中心数量、能源效率的提高以及人工智能和加密货币的发展和传播，电力需求可能达到 650 太瓦时至 1050 太瓦时，而 2017 年电力需求为 460 太瓦时， 2022 年太瓦时。根据 IEA 的数据，1% 的温室气体可归因于维持分散在世界各地的数据中心正常运行所需的电力生产。

全球服务器和数据中心的分布并不均匀，实际上集中度相当高。美国境内拥有全球最大的IT公司，也是拥有数据中心数量最多的国家。咨询公司 Pickering Energy Partners (PEP) 撰写了一份名为“美国需要一艘更大的（能源）船：透视能源需求预测的巨大规模”的分析报告，报告中强调了美国约有 5,381 个数据中心正在运营，这个数字是德国的 10 倍，为521，位居世界第二，是拥有449个数据中心的中国的12倍。PEP的研究还强调了另外两个非常重要的数据，用于评估人工智能对未来电力需求的影响，即研发率和其有效利用率。以美国为例，人工智能的发展率为43%，而其使用率仅为25%。德国的发展率和扩散率与世界平均水平一致，分别为44%和34%，而中国为58%，为世界最高，使用率却只有30%。通过分析这些数据，这家美国咨询公司希望强调人工智能对电力需求的影响仍然有限，因此美国政府的能源消耗预测不太现实。事实上，PEP 的保守估计预计美国目前的用电量将增加一倍，可能达到 8400 太瓦时。在欧洲，电力行业的情况略有不同。尽管欧洲实际上是全球第二个运营数据中心集中的地区，但其规模无法与美国数据中心相比。尽管如此，它们的消耗量在总电力需求中所占的比重也不容忽视，为2.7%。还应该指出的是，这一百分比预计还会增加，到 2030 年可能达到 3.2%，与 2018 年相比激增 28%。尽管欧盟努力限制数据中心不断增长的消耗，但通过批准能源效率指令规定，到 2030 年，数据中心运营用电量至少减少 11%，达到 100 太瓦时左右，即 2022 年的两倍。

因此，人工智能的广泛使用似乎代表了另一个能够对世界电气化计划施加进一步压力的因素。然而，在政治背景下，旨在减少全球能源结构中碳氢化合物的比重，转而使用可再生能源，如何确保能源安全就出现了新的问题。

事实上，考虑到目前可用的技术，可再生能源不仅无法补偿和保证不再使用碳氢化合物生产的能源数量，而且甚至无法应对生产数据中心所需的额外电力。美国可以再次成为这方面的明显例子。根据能源部《迈向100%清洁电力之路》分析，美国政府确定，到2030年，该国必须能够通过可再生能源生产至少80%的电力。然而，美国能源信息管理局 (EIA) 截至 2023 年底的数据显示，这一目标仍然相当遥远，因为可再生能源发电总量为 4178 太瓦时，其中已生产了 894 太瓦时，约占总发电量的 22%。假设未来电力需求持平，替代能源预计将发电 3,400 太瓦时，大约是目前发电能力的 3.5 倍。如果根据人工智能的采用程度，能源需求的增长率每年保持在3.7%至15%之间，那么可再生能源的发电量最保守地应达到4500太瓦时。然而，美国规划的替代能源发电能力似乎无法跟上潜在能源需求的增长，因为根据 EIA 数据，2024 年“仅”增加 45 GWh，即 0.045 TWh，其中 36 GWh 来自太阳能发电，8 GWh 来自风能。

即使在欧洲，人们也对可再生能源是否有能力产生逐步淘汰碳氢化合物和满足需求增长所需的额外电力表示怀疑。尽管如此，欧盟委员会还是提高了 2030 年可再生能源能源生产的目标，将其从 32% 提高到至少 42.5%，即比 2022 年的 23% 几乎翻倍。尽管到 2024 年第一季度，可再生能源仍电力生产结构的百分比达到50%， 2023 年增加 56 GWh 太阳能和 16 GWh 风能。值得注意的是，考虑到被迫放弃天然气和煤炭，而且最重要的是与需求下降有关，这是可能的电力本身，随着能源密集型欧盟工业生产的削减，2023 年电力与 2021 年同期相比下降了约 6.5%，即 186 太瓦时。截至 2023 年底，欧洲电力总需求仍约为 2697 太瓦时，为 2001 年以来的最低水平。然而，可再生能源的产能仍远未达到既定目标。欧洲可再生能源发电量年均增幅约为 1%，但根据 REPowerEU 计划，到 2030 年，在太阳能和风能的推动下，发电容量应从 2023 年的 614 吉瓦左右增加到 1,236 吉瓦时，从 260 吉瓦到 2023 年，这一数字将分别达到 700 吉瓦和 400 吉瓦。

因此，这些数字似乎表明我们正日益接近一个十字路口，放弃使用化石燃料的政治野心将不得不与实际生产能力发生冲突，以及如何满足注定会上升的电力需求。随着我们生活的世界的电气化和数字化。根据国际能源署的声明，迄今为止，将替代能源发电量增加两倍的目标尚存疑问。国际能源署执行董事费思·比罗尔表示，各国政府本身应该为向更可持续的能源系统过渡提供更大的激励措施，从而减少污染。然而，不能怀疑政府的政治行动是不够的，因为既定的生态目标过于雄心勃勃，并且没有真正考虑到需要克服的物理和/或财政障碍以及必要的努力实现既定目标，无论是 2030 年中期目标，还是 2050 年长期目标。