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AI狂飙背后的电力危机:数据中心的能耗挑战与绿色转型

时间:2025-09-29 10:12:02 来源:澎湃新闻 作者:澎湃新闻


当人们习惯于向ChatGPT等人工智能工具寻求答案时,背后隐藏的能源消耗问题正逐渐浮出水面。据研究估算,ChatGPT处理一次查询的耗电量相当于一盏家用白炽灯点亮20秒的电力,而更复杂的AI任务能耗可能达到普通搜索的近百倍。这场由AI驱动的“电力狂飙”,正在全球范围内引发一场静默的能源革命。

AI崛起:电力需求的“新兴驱动力”

国际能源署(IEA)将当前趋势定义为“电力新时代”:交通、建筑和工业的电气化进程推动电力需求激增,而数据中心作为AI技术的物理载体,正成为电力消耗的“新兴驱动力”。2025年9月,OpenAI宣布根据“星际之门”计划,将在美国建设五个新数据中心,其能耗足以支撑数十万户家庭用电。

IEA报告显示,AI目前占数据中心电力消耗的5%至15%,但到2030年,这一比例可能飙升至35%至50%,相当于日本全国当前的用电规模。届时,全球约十分之一的电力需求增长将来自数据中心。以谷歌为例,其2021年总能耗为18.3TWh,其中AI部门仅占10%至15%,但研究预测,几年后谷歌AI的年耗电量可能接近爱尔兰全国用电量(29.3TWh),甚至可能消耗掉中国三峡水电站年发电量(约100TWh)的三分之一。

电价上涨:美国社会的“隐性危机”

AI的电力需求激增已开始影响民生。2025年,佐治亚州梅肯市的罗莎·杰克逊社区中心因一场“300美元水电费抵扣抽奖”活动引发关注。据《时代》周刊报道,过去两年,佐治亚电力公司居民用户月均电费上涨超40美元,全国电价自2022年以来涨幅达13%,远超通货膨胀率。


电费上涨的直接原因包括:为满足数据中心需求新建的核电站成本超支、燃料价格上涨,以及极端高温天气导致的用电高峰。美国电力需求在电气化普及、制造业扩张和AI数据中心建设的三重驱动下持续增长,而老化电网和供应短缺进一步推高了成本。特朗普政府对可再生能源发展的限制,也加剧了这一趋势。

安永公司调查显示,仅30%的美国受访者对能源成本可承受性有信心,近三分之二的人表示难以应对10%的电费涨幅。能源可负担性正成为气候行动的新焦点,而数据中心的扩张被视为主要推手之一。

AI能耗:被低估的“隐形巨人”

国际能源署预测,到2030年,全球数据中心电力需求将翻倍至945TWh,相当于日本当前总用电量,其中中美两国占比约80%。荷兰央行金融经济学家亚历克斯·德弗里斯指出,AI正成为数字世界中最大的能耗来源之一,但相关监管与透明度严重不足。

AI服务器的能耗远高于传统服务器。其使用的高度专业化芯片(如英伟达、AMD产品)将内存和处理单元集成在同一封装内,以满足AI工作负载对内存的巨大需求。然而,科技巨头对AI能耗披露极少,谷歌仅在2022年透露AI占其总能耗的10%至15%,此后未更新数据。《欧洲人工智能法案》也仅要求企业报告训练阶段的能耗,而实际占大头的使用阶段能耗却被忽视。


德弗里斯通过分析AI芯片供应链估算,2023年底AI的电力需求已达到荷兰全国用电水平,占全球数据中心耗电量的20%,2024年可能翻番至一半。他警告,AI的快速发展可能与气候减排目标相冲突,而电力供应将成为下一个瓶颈。

绿色转型:中国的探索与挑战

在全球范围内,中国和美国是数据中心电力需求增长的主要驱动国。中国数据中心用电量增速预计远高于全社会用电量,北京理工大学研究指出,2024至2030年,全国数据中心用电量年均增速将达20%。

为应对挑战,中国正通过“东数西算”工程、提升绿电比例(力争2025年国家枢纽节点新建数据中心绿电占比达80%),以及严格能效标准(PUE降至1.5以下)等措施推动绿色转型。绿色和平气候与能源项目主任吕歆表示,中国数据中心企业已开始积极参与绿电消费,但AI算力需求激增下,企业能否如期实现2030年100%可再生能源目标仍需关注。

未来之路:平衡发展与可持续性

在纽约举行的联合国气候周上,微软、谷歌等企业承认,数据中心和AI的能源供应将是一项共同挑战。IEA报告指出,到2035年,全球数据中心电力结构将从目前约60%化石燃料转变为60%清洁能源,但这一转变依赖可再生能源扩张,且可能仍需扩大天然气和煤炭发电。

德弗里斯强调,当前全球尚无足够可再生能源实现100%绿电供应,AI电力需求的激增在中短期内可能增加对化石燃料的依赖。他呼吁企业提高透明度,以便政府制定政策协调AI发展与可持续目标。吕歆则认为,在新能源装机容量较低时,企业通过参与绿电交易等方式,能够从需求侧有效促进新能源供给。


国际能源署表示,电力需求增长为发达经济体敲响了警钟,要求电力行业投资基础设施,否则满足数据中心负荷增长可能需要与电气化等其他目标进行权衡。当电网容量饱和时,社会将不得不思考电力资源的优先分配问题——在荷兰,电力被优先分配给数据中心而非大学;在瑞典,政府取消了对数据中心的电力补贴,转而用于钢铁制造。AI狂飙下的电力挑战,正成为全球可持续发展的关键命题。