為什么人工智能競爭到最后是綠色能源的競爭

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

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

為了贏得人工智能競爭，各國需要獲得更多的電力來為數(shù)據(jù)中心提供服務。以美國為例，預計到2026年，人工智能數(shù)據(jù)中心為電網(wǎng)增加相當于三個紐約市的負載，而到2030年時它們在美國電力消耗中所占的比例可能會增加一倍以上，達到9%。因此，人工智能將導致美國幾十年來從未見過的電力需求激增。根據(jù)最近的一項預估，這一需求（以前持平）每年增長約2.5%，其中數(shù)據(jù)中心推動了66%的增長。

能源需求旺盛的先進人工智能芯片是這一增長的幕后推手。比如，ChatGPT查詢需要3瓦時的電力，而簡單的谷歌搜索只需0.3瓦時的電力。這些計算要求使得人工智能數(shù)據(jù)中心具有“獨特”的功率密度，與傳統(tǒng)設施相比，每個服務器機架需要更高的功率，平均功率要比以往高出幾個數(shù)量級。

據(jù)報道，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多萬個家庭供電。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%的時間都處于運行狀態(tài)。

這些吉瓦級“用戶”對電網(wǎng)的需求已經(jīng)加速，遠遠超出了清潔能源當前的發(fā)展速度。有超過1500吉瓦的容量等待連接到電網(wǎng)，而建設輸電線路以輸送這些電力的時間長達十年。整合新能源所面臨的挑戰(zhàn)的一個例子是：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施本身，而是將其連接到電網(wǎng)所需的時間。

對擴大清潔電力供應挑戰(zhàn)的本能反應是做出錯誤的選擇：要么放棄美國在人工智能方面的優(yōu)勢，要么放棄對清潔能源的承諾。這種邏輯認為，滿足計算經(jīng)濟不斷增長的電力需求的唯一方法是擴大天然氣等傳統(tǒng)能源資源和保護燃煤發(fā)電廠。

依賴更多化石燃料對生態(tài)的可怕影響是顯而易見的。對美國來說，隨著其他國家在清潔技術(shù)方面取得領(lǐng)先，這些技術(shù)帶來了下一代經(jīng)濟機會——數(shù)萬億美元的市場，增加對化石燃料的進一步投資明顯將削弱美國的競爭力。

現(xiàn)實情況是，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)燃料的倡導者歷來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（如天然氣）的能源也不是解決方案。比如在得克薩斯州，2022年底一場嚴重的冬季風暴后，70%的停電是由天然氣發(fā)電廠造成的。隨著氣候變化加劇，與天氣相關(guān)的破壞只會增加。

我們沒有看到人工智能競爭力和氣候之間的選擇，而是將人工智能對功率密度的迫切需求視為啟動一系列新技術(shù)的機會。這樣一來，不僅能夠抓住人工智能的未來，而且能夠為其提供動力所需的能源密集型技術(shù)創(chuàng)造市場。

數(shù)據(jù)中心對計算能力的持續(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)模快速部署的先進核裂變以及可以隨時隨地部署的下一代地熱能。或許有一天，核聚變會成為近乎無限的清潔能源的來源。這些技術(shù)可以在相對較小的占地面積內(nèi)產(chǎn)生大量能源，滿足人工智能對集中電力的需求。它們有潛力提供穩(wěn)定、可靠的基本負載電力，與人工智能數(shù)據(jù)中心的全天候運行相匹配。雖然其中一些技術(shù)（如核聚變）仍在開發(fā)中，但其他技術(shù)（如先進核裂變和地熱能）現(xiàn)已準備好部署。

人工智能的功率密度要求同樣需要一套新的電力基礎設施增強措施，比如，用于傳輸線的先進導體，可以通過更小的區(qū)域傳輸多達10倍的電力，冷卻基礎設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)濟效益，并且它們將使我們20世紀的電網(wǎng)快速擴展以滿足21世紀的需求。

此外，人工智能和能源技術(shù)的融合將使這兩個行業(yè)更快地發(fā)展和擴大規(guī)模。在整個清潔能源領(lǐng)域，人工智能作為一種開發(fā)方法加快了下一代材料設計的研發(fā)步伐，同時它也是制造業(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，普林斯頓大學的研究人員正在使用它來預測和避免等離子體不穩(wěn)定性，長期以來這一直是持續(xù)核聚變反應的障礙；在地熱和采礦領(lǐng)域，人工智能正在加快商業(yè)級資源發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的步伐并降低成本；其他公司使用人工智能來預測和優(yōu)化該領(lǐng)域發(fā)電廠的性能，大大降低了項目的資本密集度。

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)項目方面卻進展緩慢。現(xiàn)在，人工智能為發(fā)電技術(shù)帶來了新的資本來源——愿意為全天候清潔能源支付溢價并渴望快速行動的大型科技公司。

這些“新買家”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)新的市場結(jié)構(gòu)，鼓勵公用事業(yè)公司以新的方式擴展新技術(shù)。我們已經(jīng)看到了一些例子，比如谷歌、地熱開發(fā)商Fervo和內(nèi)華達州公用事業(yè)公司NVEnergy之間達成的協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)中心使用清潔、可靠的電力。這些對價格不敏感但對時間敏感的買家的出現(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的：創(chuàng)新的社會經(jīng)濟成果將流向在人工智能和氣候競賽中獲勝的國家。

從長遠來看，能夠擴大可靠基載電力供應的國家將吸引人工智能基礎設施，并將從進入人工智能所產(chǎn)生的市場中受益。首先進行這些投資的國家將處于領(lǐng)先地位，而且隨著技術(shù)進步和經(jīng)濟生產(chǎn)力的相互促進，這種領(lǐng)先地位將隨著時間的推移而不斷擴大。（綜合整理報道）（策劃/小文）