為AI發(fā)電，對(duì)全球意味著什么？

AI的快速發(fā)展和應(yīng)用正在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心電力需求呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。

美銀美林股票策略師Thomas (T.J.) Thornton最新研報(bào)預(yù)計(jì)，未來幾年AI工作負(fù)載用電量將以25-33%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。報(bào)告強(qiáng)調(diào)，AI處理主要依賴于圖形處理單元（GPU），而GPU的功耗較之以往一直在上升。

數(shù)據(jù)中心的高耗電對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大壓力。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求可能達(dá)到126-152GW，在此期間新增大約250太瓦時(shí)（TWh）的電力需求，相當(dāng)于2030年美國(guó)總電力需求的8%。

美銀美林指出，美國(guó)在建數(shù)據(jù)中心的電力需求將超過現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心用電量的50%，一些人預(yù)計(jì)，這些數(shù)據(jù)中心建成后的幾年內(nèi)，數(shù)據(jù)中心的電力消耗還將再次翻番。

美銀美林預(yù)計(jì)，到2030年，美國(guó)電力需求年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將從過去十年的0.4%加速至2.8%。

發(fā)電設(shè)施投資進(jìn)一步提振銅、鈾等大宗商品的需求

為滿足數(shù)據(jù)中心用電需求，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)電能力都需要大規(guī)模升級(jí)投資。

美銀美林指出，這將為電力生產(chǎn)商、電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商、管道公司和電網(wǎng)技術(shù)提供商帶來增長(zhǎng)機(jī)遇。此外，銅和鈾等商品需求也將受益于這一趨勢(shì)。

美銀美林預(yù)計(jì)，數(shù)據(jù)中心直接帶來的銅需求增量將在2026年達(dá)到50萬噸，還將拉動(dòng)電網(wǎng)投資帶來的銅需求。

在2500萬噸的市場(chǎng)中，（50萬）聽起來可能不多，但銅幾乎在所有用電技術(shù)中都是必不可少的。因此，市場(chǎng)的需求不斷增加。

美銀美林指出，天然氣發(fā)電有望成為彌補(bǔ)電力缺口的首選。2023年，美國(guó)新增天然氣發(fā)電裝機(jī)8.6GW，未來兩年還將新增7.7GW。但從規(guī)劃到電廠建成并網(wǎng)往往需要4年時(shí)間。

此外，核電也有一定增量空間，現(xiàn)有核電廠的擴(kuò)容和運(yùn)營(yíng)許可延期可能使鈾需求增加10%。然而新建核電站仍面臨成本、審批等諸多挑戰(zhàn)。中小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)可能是一種解決方案，但最快也要到2030年后才能規(guī)模化應(yīng)用。

風(fēng)電、太陽能受限于間歇性，很難獨(dú)立承擔(dān)數(shù)據(jù)中心的7x24小時(shí)的用電需求，只能作為整體解決方案的一部分。而且，可再生能源電站選址、并網(wǎng)也面臨諸多現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

總的來看，數(shù)據(jù)中心加劇了電力行業(yè)的去碳難度。

報(bào)告其他亮點(diǎn)

報(bào)告還指出，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展正從擁擠地區(qū)轉(zhuǎn)移到電力便宜且并網(wǎng)容易的地區(qū)，如美國(guó)中部地區(qū)因豐富的可再生能源而經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)電價(jià)。

同時(shí)，歐洲和中國(guó)的數(shù)據(jù)中心發(fā)展也呈現(xiàn)出積極的增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是中國(guó)，預(yù)計(jì)將成為數(shù)據(jù)中心制造和應(yīng)用的領(lǐng)先國(guó)家。

為提高能效，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈正在多管齊下：推動(dòng)高能效芯片研發(fā)應(yīng)用、采用液冷等先進(jìn)散熱技術(shù)、就近配套可再生能源和儲(chǔ)能等。

但從整體看，數(shù)據(jù)中心能效提升空間有限。

美銀美林指出，一方面，AI算法的進(jìn)步速度快于芯片能效提升；另一方面，5G等新技術(shù)不斷催生出新的算力需求。能效提升減緩了能源消耗增速，但難以從根本上扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中心能源消耗居高不下的趨勢(shì)。