为AI发电,对全球意味着什么?
本文来自:华尔街见闻,作者卜树清,标题图片来自:视觉中国。
AI的快速发展和应用正在推动数据中心的电力需求呈几何级数增长。
美国银行美林证券股票策略师Thomas (T.J.) Thornton的最新研究报告预测,未来几年AI工作负载的用电量将以25% ~ 33%的复合年增长率增长。报告强调,AI处理主要依赖图形处理单元(GPU),GPU的功耗与过去相比一直在上升。
数据中心的高功耗给电网带来了很大的压力。根据预测,到2030年,全球数据中心的电力需求可能达到126-152GW,在此期间,电力需求将增加约250 TWh,相当于2030年美国电力需求总量的8%。
美国银行美林证券指出,美国在建数据中心的电力需求将超过现有数据中心耗电量的50%,有人预测这些数据中心建成后的几年内,数据中心的耗电量将再次翻倍。
美国银行美林预测,到2030年,美国电力需求的年复合增长率有望从过去十年的0.4%加速至2.8%。
对发电设施的投资进一步提振了对铜和铀等大宗商品的需求。
为了满足数据中心的电力需求,无论是电网基础设施还是发电能力都需要大规模的升级投入。
美国银行美林指出,这将给电力生产商、电网设备供应商、管道公司和电网技术提供商带来增长机会。此外,铜和铀等大宗商品的需求也将受益于这一趋势。
美国银行美林预测,2026年数据中心直接带来的铜需求增量将达到50万吨,这也将提振电网投资带来的铜需求。
美国银行美林指出,天然气发电有望成为弥补电力缺口的首选。2023年美国新增天然气发电能力8.6GW,未来两年将新增7.7GW。然而,从规划到电厂建成和并网往往需要四年时间。
另外,核电有一定的增量空,现有核电站的扩建和运行许可的延长可能会增加10%的铀需求。然而,新建核电站仍面临成本和审批等诸多挑战。中小型模块化反应堆可能是一种解决方案,但最早也要到2030年以后才能大规模应用。
风电和太阳能受限于间歇性,难以独立满足数据中心7x24小时的电力需求,只能作为整体解决方案的一部分。此外,可再生能源电站的选址和并网也面临着许多现实挑战。
总的来说,数据中心加剧了电力行业的除碳难度。
报告其他亮点
报告还指出,数据中心的发展正在从拥挤的地区转向电力便宜且易于接入电网的地区。例如,美国中部地区由于可再生能源丰富,经常出现负电价。
与此同时,欧洲和中国的数据中心发展也呈现出积极的增长趋势,尤其是中国,有望成为数据中心制造和应用的领先国家。
为了提高能效,数据中心产业链正在多管齐下:推动节能芯片的研发和应用,采用液冷等先进的散热技术,支持可再生能源和就近储能。
但总体来看,数据中心能效提升有限空。
美国银行美林指出,一方面,AI算法的进步快于芯片能效的提升;另一方面,5G等新技术也在不断催生新的计算能力需求。能效的提高减缓了能耗的增长速度,但难以从根本上扭转数据中心高能耗的趋势。
本文来自:华尔街,作者卜树清。