昨日，视知产研院报道了新一轮全球电力基础设施投资超级周期的到来，引爆了业内广泛讨论。（链接：）
这是真的吗？
2024年6月25日，高盛全球投资研究部门撰写了一篇标题为“GEN AI: TOO MUCH SPEND, TOO LITTLE BENEFIT?”的报告。报告采访了Cloverleaf基础设施联合创始人、微软前能源副总裁Brian Janous，从其访谈中，可以看到AI发展对电力供应的影响。视知产研院编译了采访全文，如下。
Q:电力需求在美国部分地区激增，公用事业公司和电网运营商已经显著提高了未来五年美国电力需求增长的估计。AI技术的进步在推动美国对电力需求增长中扮演了什么角色，数据中心又是如何适应这一趋势的？
A：自2010年云计算出现以来，云数据中心迅速增长。然而，在随后的十年中，全球数据中心的电力消耗几乎未变，因为这些数据中心取代了现场工作负载，后者每单位计算使用的电力是云数据中心的数倍。因此，数据迁移到云端导致计算能力显著增加，但电力使用几乎没有上升。但随着微软、亚马逊和谷歌这三个大型超大规模计算公司的云数据中心容量从2010年代初的几百兆瓦增长到10年代末的几吉瓦，电力消耗开始上升。2022年11月ChatGPT 3.5的发布引入了新的AI相关需求层，这可能需要每年增加数百兆瓦甚至数吉瓦的数据中心容量。因此，电力需求将在未来几年继续激增。
Q:为了满足这一激增，电网容量需要扩展多少？
A：这是个价值百万美元的问题。公用事业公司正在处理数百个对大量电力的需求请求，因为每个人都在追逐AI浪潮，但最终只有一小部分需求会实现。AEP，美国最大的电力公用事业公司之一，据报道收到了80-90吉瓦的负荷请求。其中只有15吉瓦可能是真实的，因为许多公司目前构想的AI项目永远不会真正实现。但15吉瓦仍然是巨大的，考虑到AEP目前在美国拥有/运营大约23吉瓦的发电能力。即使整体电网容量仅以每年2%的速度增长——这似乎是一个合理的预测——公用事业公司仍需要在目前峰值约800吉瓦的系统中增加超过100吉瓦的峰值容量。电力需求的增长也可能非常局部化，以北弗吉尼亚为例，由于数据中心的集中，未来十年可能需要电网容量翻倍。因此，美国电网容量需要大幅扩展，某些地区甚至更多。
Q:公用事业公司和基础电力基础设施是否准备好迎接电力需求的快速激增？
A：不。公用事业公司近二十年来没有经历过负荷增长期，它们没有准备好——甚至无法匹配——AI技术发展的速度。ChatGPT 3.5和ChatGPT 4.0之间只隔了六个月，后者的功能有了巨大提升。但建造支持此类改进的电力基础设施所需的时间是以年为单位的。而且AI技术并不是在真空中发展——交通和建筑的电气化、部分由通胀减少法案和芯片法案推动的制造业回流，以及潜在的氢能经济发展，也在增加对已经老化的电网的需求。
监管滞后以及互联和供应链限制也是满足电力需求增长的障碍。等待连接到电网的电力项目总容量去年增长了近30%，等待时间目前从40-70个月不等，关键电力组件（如变压器和开关设备）的前置时间也大幅增加。在这些问题得到解决，电网迎头赶上之前，显著的电力紧缩可能会迫使公用事业公司和州政府选择谁接收电力。我担心数据中心将成为一个容易的目标，因为它们相对于建造下一个现代工厂而言，并不被视为主要的就业创造者。这种动态已经在都柏林发生过，那里EirGrid，一个国有电力运营商，通过将新数据中心的电网连接延迟到2028年，实际上暂停了新数据中心的建设（参考链接：）。阿姆斯特丹最近也推出了新规则，将对不关闭闲置服务器以节省能源的数据中心进行罚款。在美国发生类似的事情并非不可能。
Q:在超大规模计算时代，也有类似的担忧，许多人担心它会消耗世界上所有的电力，但结果证明是错误的，因为数据中心变得更加高效。
A：2010-2020年的经验提供了一种错误的安慰。那段时间的大部分效率提升归功于关闭了低效的现场数据中心，转而使用云数据中心。数据中心本身并没有变得更高效。具体来说，现场数据中心的平均功耗效率（PUE）——通过将设施消耗的总电力除以运行服务器所用的电力来计算数据中心效率——是2-3，而云数据中心大约是1.3，但云数据中心本身的PUE在过去十年中仅下降了0.2左右。而数据中心的平均PUE现在是1.1左右，意味着它们消耗的电力中有超过90%直接用于服务器，而不是冷却、照明等。因此，从数据中心提取更多效率的空间有限。即使发现了提高数据中心或AI芯片本身的效率的新方法，人类对数据的消费能力几乎是无止境的。每当我们开发出更高效的芯片或流程时，我们总能找到使用更多底层资源的方法，而不是更少，这就是所谓的杰文斯悖论。大型科技公司目前正在进行AI军备竞赛，以创建最强大、最有能力的AI模型，在我们达到人类消费数据的能力饱和之前，任何效率提升无疑都会被更多的需求所吞噬。
Q:扩展电网需要什么？
A：扩展电网不是一件容易或快速的任务。电力公用事业行业受到严格监管，公用事业公司必须在开始建设新容量之前经历漫长的许可和批准过程。然后，他们还必须应对供应链，供应链还没有准备好让每个公用事业公司突然增加一倍的设备订单，建立供应链以满足日益增长的需求本身将需要至少几个月，甚至在某些情况下需要几年。
为了在同时缓解一些电力约束，公用事业公司将需要找到方法从当前系统中提取更多效率，例如通过重新导线或更换现有输电线路以在它们上传输更多电力，投资于增强电网的技术。扩展长时储能以在最需要电力时提供电力，也可以缓解峰值容量，以及将更多灵活性整合到能源消费的方式和时间中。虽然有关AI工作负载灵活性的讨论，但实际上它们仍需要高水平的电力可用性。然而，数据中心的发电和储能资产可以被利用为灵活性。这可以帮助确保峰值容量的增长不会与电力消耗的总体增长保持相同的速度。但再次强调，如果不大规模建设电力基础设施，电力约束问题最终无法解决。
Q:那些大型科技公司似乎有无尽的资金可以投入到AI技术上。他们不能花点钱来确保他们需要的电力供应吗？
A：如果这仅仅是钱的问题，那么问题早就解决了。这些公司面临着与公用事业行业相同的限制。他们必须经历相同的监管流程，并受到供应链问题的影响。一些人建议这些公司应该自己发电。但今天唯一的做法是使用天然气，这仍然依赖于带有自己一套限制的电网，并需要升级和建设新的基础设施。核能也被视为潜在的解决方案，但在未来十年内建造新的核电站是不可行的。那些认为核能是答案的人经常提到亚马逊网络服务最近从Talen Energy购买的位于宾夕法尼亚州苏斯奎汉纳核电站附近的数据中心。但没有什么新的东西被建造来解锁电力——那座核电站已经存在了四十多年。所以，如果我们要解决的是如何在这十年内增加电力供应的问题，我们必须扩展电网。没有其他解决方案。
Q:那么，美国能胜任这项任务吗？
A：美国不幸地失去了建设大型基础设施项目的能力——这项任务更适合1930年代的美国，而不是2030年代的美国。所以，这让我有点悲观。话虽如此，公用事业公司和政策制定者开始认真对待投资美国输电基础设施的需求，而这一基础设施并不是为当今的能源结构设计的。输电基础设施是从海岸向内陆建设的，但今天，巨大的风能资源位于国家的中心，太阳能位于西南部。所以，输电系统理想情况下需要从内部向外运行。
公用事业公司也已经开始认识到即将到来的负荷增长大幅增加创造了巨大的经济发展机会，可能是他们所见过的最大的。能够更快地向更多客户提供更多电力的公用事业公司将吸引经济发展和增长。尽管数据中心不被视为主要的就业创造者，但它们仍然以建筑工作和大量税收的形式创造显著的经济活动。没有公用事业公司愿意拒绝客户，或者告诉他们所在州的州长，新工厂去了其他地方，因为他们无法提供足够的电力。这是公用事业公司不仅要投资电网基础设施——如果明智地进行，这不会导致消费者费率上升——而且还要找到当前系统的效率，他们目前缺乏这样做的动机，因为对他们来说没有钱可赚。所以，总的来说，我对美国能够迎接挑战持乐观态度，尽管下一个十年可能会很痛苦，因为电力需求的增长将超过可用供应。
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