多年來(lái)，數(shù)據(jù)中心的用電需求一直非常穩(wěn)定，即使工作負(fù)載不斷增加?，F(xiàn)在，隨著電力使用效率提高的速度放緩以及人工智能革命的勢(shì)頭強(qiáng)勁，高盛研究估計(jì)，到2030年，數(shù)據(jù)中心的電力需求將增長(zhǎng)160%。

目前，全球數(shù)據(jù)中心消耗的總電力占 1-2%，但到本世紀(jì)末，這一比例可能會(huì)上升到 3-4%。在美國(guó)和歐洲，這種需求的增加將有助于推動(dòng)一代人以來(lái)從未見(jiàn)過(guò)的電力增長(zhǎng)。在此過(guò)程中，數(shù)據(jù)中心的二氧化碳排放量在 2022 年至 2030 年間可能會(huì)增加一倍以上。

數(shù)據(jù)中心消耗多少電力?

高盛研究分析師在一系列三份報(bào)告中闡述了電力需求激增對(duì)美國(guó)、歐洲和全球的影響。這并不是說(shuō)最近我們對(duì)數(shù)據(jù)的需求很少。事實(shí)上，數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載在2015年至2019年間幾乎增加了兩倍。然而，在此期間，數(shù)據(jù)中心的電力需求保持平穩(wěn)，每年約為200太瓦時(shí)。根據(jù)由Carly Davenport、Alberto Gandolfi和Brian Singer領(lǐng)導(dǎo)的高盛研究報(bào)告，這在一定程度上是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心在如何使用它們所消耗的電力方面變得越來(lái)越高效。

但自 2020 年以來(lái)，效率提升似乎有所減弱，而數(shù)據(jù)中心的耗電量卻有所上升。一些人工智能創(chuàng)新將以比增加電力消耗更快的速度提高計(jì)算速度，但人工智能的廣泛使用仍將意味著該技術(shù)耗電量的增加。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，單個(gè) ChatGPT 查詢(xún)需要 2.9 瓦時(shí)的電力，而谷歌搜索僅需要 0.3 瓦時(shí)的電力。高盛研究部估計(jì)，2023 年至 2030 年間，人工智能將使數(shù)據(jù)中心耗電量總體增加約 200 太瓦時(shí)/年。到 2028 年，我們的分析師預(yù)計(jì)人工智能將占數(shù)據(jù)中心電力需求的 19% 左右。

與此同時(shí)，我們的分析師認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放量的預(yù)期增長(zhǎng)將帶來(lái) 1250 億至 1400 億美元的“社會(huì)成本”(按現(xiàn)值計(jì)算)。他們寫(xiě)道：“與科技公司的對(duì)話(huà)表明，它們對(duì)降低能源強(qiáng)度的信心持續(xù)增強(qiáng)，但由于需求不斷增長(zhǎng)，它們對(duì)實(shí)現(xiàn)絕對(duì)排放量預(yù)測(cè)的信心減弱?！彼麄冾A(yù)計(jì)，科技公司將投入大量資金來(lái)支持新的可再生能源，并將新興的核能發(fā)電能力商業(yè)化。人工智能還可以通過(guò)加速創(chuàng)新帶來(lái)好處——例如，在醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)、教育或減少排放的能源效率方面。

美國(guó)電力需求將激增

在過(guò)去十年中，盡管人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有所增加，但美國(guó)的電力需求增長(zhǎng)幾乎為零。效率的提高有所幫助;一個(gè)例子是 LED 燈，它降低了用電量。但這種情況將發(fā)生變化。高盛研究估計(jì)，2022 年至 2030 年間，電力需求將增長(zhǎng)約 2.4%，其中約 0.9% 將與數(shù)據(jù)中心有關(guān)。

自本世紀(jì)初以來(lái)，美國(guó)從未出現(xiàn)過(guò)如此大的電力需求激增。這一增長(zhǎng)部分是由電氣化和工業(yè)回流推動(dòng)的，但人工智能也是其中之一。到 2030 年，數(shù)據(jù)中心將使用美國(guó) 8% 的電力，而 2022 年這一比例為 3%。

僅支持?jǐn)?shù)據(jù)中心一項(xiàng)，美國(guó)公用事業(yè)公司就需要投資約 500 億美元用于新發(fā)電容量。此外，我們的分析師預(yù)計(jì)，到 2030 年，美國(guó)數(shù)據(jù)中心的增量電力消耗將推動(dòng)每天約 33 億立方英尺的天然氣需求，這將需要建設(shè)新的管道容量。

歐洲需要1萬(wàn)多億美元來(lái)為人工智能做好電網(wǎng)準(zhǔn)備

在過(guò)去 15 年里，歐洲的電力需求受到了一系列沖擊的嚴(yán)重打擊：全球金融危機(jī)、新冠疫情以及烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的能源危機(jī)。但由于電氣化進(jìn)程慢于預(yù)期，以及歐洲經(jīng)濟(jì)持續(xù)去工業(yè)化，歐盟也遭受了沖擊。因此，自 2008 年達(dá)到峰值以來(lái)，電力需求累計(jì)下降了近 10%。

高盛研究部表示，展望未來(lái)，在 2023 年至 2033 年期間，由于數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)張和電氣化的加速，歐洲的電力需求可能會(huì)增長(zhǎng) 40% 甚至 50%。目前，全球約有 15% 的數(shù)據(jù)中心位于歐洲。到 2030 年，這些數(shù)據(jù)中心的電力需求將與葡萄牙、希臘和荷蘭目前的總消耗量相當(dāng)。

我們的分析師寫(xiě)道，兩種歐洲國(guó)家的數(shù)據(jù)中心電力需求將上升。第一類(lèi)是那些擁有廉價(jià)且豐富的核能、水力、風(fēng)能或太陽(yáng)能的國(guó)家，例如北歐國(guó)家、西班牙和法國(guó)。第二類(lèi)將包括擁有大型金融服務(wù)和科技公司的國(guó)家，這些國(guó)家提供稅收減免或其他激勵(lì)措施來(lái)吸引數(shù)據(jù)中心。后一類(lèi)包括德國(guó)、英國(guó)和愛(ài)爾蘭。

歐洲擁有世界上最古老的電網(wǎng)，因此保持新數(shù)據(jù)中心通電將需要更多投資。我們的分析師預(yù)計(jì)，未來(lái)十年在輸電和配電方面的支出將接近 8000 億歐元(8610 億美元)，在太陽(yáng)能、陸上風(fēng)能和海上風(fēng)能方面的投資將接近 8500 億歐元。