人工智能(AI)行業(yè)迅猛崛起,對電力如饑似渴,這讓本就電力短缺的地區(qū)雪上加霜,還給科技巨頭們帶來了一個棘手的問題——數(shù)據(jù)中心的高耗能將導(dǎo)致大量溫室氣體排放。
對于上述困境,OpenAI 創(chuàng)始人山姆·奧特曼曾在今年達(dá)沃斯年會中提出,應(yīng)該著眼于更加氣候友好的能源,尤其是核聚變或更便宜的太陽能。他擔(dān)任董事長的核能公司Oklo近日在紐交所上市,盡管掛牌首日股價暴跌,卻讓核能吸引了更多AI業(yè)界的目光。
AI商業(yè)化和ESG目標(biāo)迫使亞馬遜、谷歌、微軟等科技企業(yè)尋找無碳能源,核能、地?zé)崮堋⑶鍧崥洌–lean Hydrogen)等進(jìn)入視野。雖然可再生能源將在發(fā)電方面扮演重要角色,但或許不足以完全滿足AI行業(yè)這個耗電大戶的需求。
馬克?扎克伯格近日在接受媒體采訪時說,“AI的GPU(圖形處理器)瓶頸已經(jīng)緩解,企業(yè)正在投入大量資金建設(shè)數(shù)據(jù)中心,但是能源將成為下一個主要瓶頸。”他解釋說,能源限制并不是一個可以通過增加投資去克服的問題,這涉及相關(guān)法規(guī)和政府的嚴(yán)格監(jiān)管。
當(dāng)下,科技先鋒們爭先恐后地在能源產(chǎn)業(yè)布局,而最優(yōu)解決方案依然是霧里看花。
科企紛紛押注核能
如果更直觀地去看AI行業(yè)的能源需求,國際能源署今年初發(fā)布的報告足以生動說明:一次谷歌搜索平均耗電0.3瓦時,而ChatGPT響應(yīng)一條請求平均耗電2.9瓦時。以谷歌每天處理90億次搜索計算,換算成ChatGPT處理這些請求,一年將需要多消耗100億千瓦時(1千瓦時相當(dāng)于1度電)的額外電力。到2026年,人工智能行業(yè)的電力需求至少是2023年的十倍。
人工智能發(fā)展過程中,除了制造芯片和其他硬件所需的能源之外,還需要大量計算能力來“訓(xùn)練”模型,其背后則是能源密集型的數(shù)據(jù)中心。根據(jù)全球數(shù)據(jù)統(tǒng)計公司Statista的發(fā)布,截至今年3月,美國擁有全球最多的數(shù)據(jù)中心,達(dá)到5381個。
亞馬遜計劃在未來15年內(nèi)斥資近1500億美元建設(shè)數(shù)據(jù)中心,為這家云計算巨頭提供強(qiáng)大的算力,以應(yīng)對人工智能應(yīng)用和其他數(shù)字服務(wù)需求,而能源供給至關(guān)重要。2個月前,亞馬遜從美國塔倫能源公司(Talen Energy)手中購買了位于賓夕法尼亞州的數(shù)據(jù)中心園區(qū),根據(jù)10年的購電協(xié)議,該數(shù)據(jù)中心附近的蘇斯奎漢納核電站將為其提供無碳電力,這是亞馬遜首次與核電設(shè)施簽訂協(xié)議。
微軟也在計劃利用下一代核反應(yīng)堆來支持其數(shù)據(jù)中心和AI項(xiàng)目。去年9月,微軟發(fā)布一則招聘啟事,尋找一位核技術(shù)首席項(xiàng)目經(jīng)理,負(fù)責(zé)完善和實(shí)施全球小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和微反應(yīng)堆能源戰(zhàn)略,其能源發(fā)力方向可見一斑。
微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨長期以來是核電技術(shù)的支持者,2008年就創(chuàng)辦了開發(fā)新型核反應(yīng)堆的企業(yè)泰拉能源(Terra Power),并于2021年投資了美國核聚變初創(chuàng)公司Commonwealth Fusion Systems。2023年早些時候,微軟與核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy簽署了購電協(xié)議,將于2028年向Helion購買其核聚變發(fā)電廠的50兆瓦電力。
以“核聚變發(fā)電”為目標(biāo)的初創(chuàng)企業(yè)吸引了大量投資資金,其原理是使用原子核聚合在一起時產(chǎn)生的巨大能量來發(fā)電,不會像核裂變那樣產(chǎn)生大量核廢料,也不會產(chǎn)生二氧化碳,被視為脫碳的王牌技術(shù)。谷歌和OpenAI 也押注核聚變,前者投資了位于加州的核聚變公司TAE Technologies,后者早在2021年就向Helion Energy投資了3.75億美元。此外,OpenAI的創(chuàng)始人山姆·奧特曼還投資了核裂變初創(chuàng)公司Oklo。
據(jù)美媒報道,Oklo目前致力于在美國愛達(dá)荷州建造首個小型模塊化反應(yīng)堆,但在監(jiān)管方面遇到了不小的阻力。美國核能管理委員會(NRC)2022年拒絕了Oklo在愛達(dá)荷州建設(shè)反應(yīng)堆的申請,該公司正嘗試在明年初之前向NRC提交一份新的申請。該反應(yīng)堆一旦被允許建設(shè),預(yù)計將來可以為OpenAI和其他人工智能公司的數(shù)據(jù)中心提供電力。
科技巨頭對核電大舉投資,正值全球的核能之熱再度燃起。去年在迪拜舉行的COP28會議上,美、日、加等20多個國家承諾,到2050年將核發(fā)電能力提高兩倍。盡管多家科企押注小型模塊化反應(yīng)堆(SMR),《金融時報》報道稱,SMR開發(fā)項(xiàng)目最快十年才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。美國能源部(DOE)加速核能創(chuàng)新門戶計劃的官員克里斯托弗·洛斯說,人們正試圖討論如何將當(dāng)前的核電機(jī)組與數(shù)據(jù)中心結(jié)合起來,但是核能的“遠(yuǎn)水”難解電力負(fù)荷增加的“近火”。
可再生能源和潛在補(bǔ)位選項(xiàng)
當(dāng)然,雞蛋不會都放在一個籃子里。亞馬遜、谷歌和微軟已經(jīng)投資了數(shù)百個可再生能源項(xiàng)目,為其不斷擴(kuò)大的數(shù)據(jù)中心投資項(xiàng)目提供動力。
今年3月,微軟和谷歌宣布合作購買地?zé)帷⑶鍧崥洹㈦姵卮鎯拖冗M(jìn)核技術(shù)產(chǎn)生的電力,他們還將與鋼鐵制造商紐柯公司合作,聚合多個大型清潔能源買家的需求,加速推動一些首創(chuàng)項(xiàng)目和早期商業(yè)項(xiàng)目的開發(fā),包括先進(jìn)核能、下一代地?zé)帷㈤L期儲能(LDES)等。
谷歌清潔能源和脫碳開發(fā)總監(jiān)莫德·特克斯勒撰文稱,推廣先進(jìn)的清潔技術(shù)需要大量投資,但一些早期項(xiàng)目顯得新奇又具有風(fēng)險,往往很難獲得所需的融資,三大企業(yè)的合作有助于將這些項(xiàng)目推向市場。
微軟承諾在2030年之前實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放,鑒于其對人工智能產(chǎn)品的大量投入,包括向OpenAI 投資超過130億美元,尋找可靠的可再生能源供電迫在眉睫。近日,微軟與加拿大的布魯克菲爾德資產(chǎn)管理公司剛簽訂協(xié)議,支持在全球范圍內(nèi)開發(fā)10.5吉瓦(GW)的新可再生能源產(chǎn)能,這相當(dāng)于加利福尼亞州2022年風(fēng)能和太陽能發(fā)電量的一半。
據(jù)科技媒體The Verge報道,魯克菲爾德資產(chǎn)管理公司表示,上述協(xié)議使其能夠投資美國、歐洲、拉丁美洲、亞洲和太平洋地區(qū)的新可再生能源項(xiàng)目,微軟將購買每個新項(xiàng)目生產(chǎn)的電力。
然而,像風(fēng)能、太陽能這樣的可再生能源受制于多變的天氣。能源行業(yè)咨詢公司睿咨得能源(Rystad Energy)4月的報告分析稱,太陽能和風(fēng)能可能不足以滿足增長的電力負(fù)荷,在可再生能源發(fā)電不足的情況下,仍有缺口需要填補(bǔ),天然氣行業(yè)對此虎視眈眈。
美國最大的天然氣生產(chǎn)商EQT的首席執(zhí)行官托比·賴斯(Toby Rice)對美媒表示,電力公司將需要可靠、經(jīng)濟(jì)、可快速部署的能源,以滿足不斷增長的電力需求。根據(jù)高盛4月份發(fā)布的報告,人工智能和數(shù)據(jù)中心增長的電力需求中,天然氣預(yù)計將供給60%,而可再生能源將提供剩余的40%。
事實(shí)上,可再生能源的確無法及時填補(bǔ)AI行業(yè)急劇增加的需求空白,而天然氣也不會是唯一的救命稻草,目前仍然難以擺脫對化石燃料發(fā)電的依賴。美國各地在擁抱眾多科技企業(yè)時,同時確保能源供應(yīng)和實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)如同走鋼絲,而且還將進(jìn)一步影響市場的能源供求。毫無疑問,這不僅是美國面臨的難題,也將是全球面臨的共同課題。
目前,諸多科技企業(yè)正熱衷于在亞太建設(shè)數(shù)據(jù)中心。據(jù)路透社8日報道,全球私募股權(quán)投資者和資產(chǎn)管理公司正在為與亞太地區(qū)數(shù)據(jù)中心相關(guān)的并購和投資做準(zhǔn)備,價值數(shù)十億美元。今年,包括日本在內(nèi)的亞太地區(qū)在全球數(shù)據(jù)中心市場的交易活動中處于領(lǐng)先地位。隨之而來的將是能源供應(yīng)、減排壓力和監(jiān)管規(guī)則帶來的挑戰(zhàn)。