ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”

毫无疑问，人工智能（AI）的浪潮正在以前所未有的速度席卷全球，成为推(tuī)动科技进步和经济增长的新引擎。然而，在这(zhè)场技术革命(mìng)的背后，一个被忽视的挑战(zhàn)正悄然逼近——紧张(zhāng)的电力供应。

“明年将没(méi)有足够的电(diàn)力来运行所有的芯片。”埃隆·马斯克的预言不仅(jǐn)是对未来的警示，更是对(duì)当(dāng)前电力需求激增的深刻洞(dòng)察。《纽约客》杂(zá)志报道指出，OpenAI的ChatGPT每天(tiān)消耗(hào)的电力（超过50万度电(diàn)）相(xiāng)当于1.7万个美国家庭(tíng)的用电量。这一数字令人震惊，更揭示了AI对电力的巨大需求。

而在其最新研报(bào)中(zhōng)，美银美林(lín)描绘了一幅更加紧迫的图景：美国(guó)的AI电力使用量预计将在2023年至2028年间以25%~33%的(de)年复合增长(zhǎng)率增长(zhǎng)。芯片设计公司Arm首席执行官更是(shì)直言，到2030年AI可能会用掉美国四分之一的电力。

面对这一挑战(zhàn)，美国的电力系(xì)统正(zhèng)遭受前所未有的压(yā)力。公共电网系统的(de)改造迫在眉(méi)睫，却因种(zhǒng)种障碍而进(jìn)展缓(huǎn)慢。企业为(wèi)了争夺有(yǒu)限的电网接入权限，已经将竞争延伸到了科技产业并不发达的(de)地区(qū)，如(rú)俄亥俄州、爱荷华州等地。

在这(zhè)样的背景下，探索新的(de)电(diàn)力(lì)供应方案变得(dé)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。核(hé)聚变、燃料电池和地热能(néng)等清洁能(néng)源技术(shù)，正在被企业视为未来电力(lì)供应的潜在保障(zhàng)。

美国电力系统承(chéng)压

“我认为，明年将没有足(zú)够(gòu)的电力来运行所有的芯片(piàn)。”在(zài)今年 3月的一场活动中，马斯克如此预言AI热(rè)潮背后的电力短缺风险。

AI大(dà)模型的训练和推理需要巨大的电力供(gōng)应。据《纽(niǔ)约客》杂志报(bào)道(dào)，OpenAI的(de)ChatGPT每天要响应大约2亿个请求，消耗的电力超过50万度，相当于1.7万个(gè)美国家庭的用电量。“算力的尽头是(shì)电力”，这虽然是(shì)句玩笑话，但却有其深刻之处。

作(zuò)为AI产业发展的(de)领(lǐng)头羊，美国已经感受到了AI需(xū)求对电网的挤压。技术(shù)创业者、前谷歌工程师凯尔·科比特（Kyle Corbitt）近日在社交媒(méi)体上透露(lù)，训练GPT-6的(de)微软(ruǎn)工程师们正忙着把(bǎ)分布在不同(tóng)地(dì)区(qū)的GPU连接起(qǐ)来，这是一件很困(kùn)难的事情，但他们别无选择，因为如果(guǒ)把10万块英伟达H100芯片集中放在一个区域，会导致电网崩(bēng)溃。

当前，美国各大科技巨头都在积极部署AI，在全国各地部署数据中心等(děng)基础(chǔ)设(shè)施，电网的接入(rù)权限成为了重(zhòng)要的竞争资源。据《华盛顿邮报》报道，传(chuán)统上与(yǔ)计算产业毫无关联的地区，如俄亥俄州的哥伦布市、爱荷华州的阿尔图纳市和印第安(ān)纳州的韦恩堡市都成为(wèi)了数据中心开发商争(zhēng)夺土(tǔ)地和电网接入权限的地方。

“现在(zài)所有人都在追逐电(diàn)力(lì)，他们愿意(yì)去任何地ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”方。”房地产服务公司仲量联行数据中心市场董事总经理Andy Cvengros对《华盛顿邮报》表示。据Cvengros的说法(fǎ)，电力公ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”司(sī)普(pǔ)遍(biàn)表示，面对突然涌入的电力需求，他们需要评估自身的(de)系统承载能力后(hòu)才知道能否应对。

最近，数据中心开发商Michael Halaburda 和 Arman Khalili正忙着将波特兰地区一家废弃的瓷砖工厂改造成数据中心。就(jiù)在(zài)几个月前，他们还认为电力不是(shì)问题，然而最近电力公司却提醒他们，需要进行(xíng)“线路和负载研(yán)究”，以(yǐ)评估是否能(néng)为这个数据中心项目提供60兆瓦的电力，这大约是4.5万户美国家庭的用(yòng)电量。

据国际能源署的数据，2022年美(měi)国共(gòng)有(yǒu)约2700个数据中心，电(diàn)力消耗占全国总量的4%左右，到2026年，这一比(bǐ)例将达到6%。

随着(zhe)AI对芯片的(de)需求越来越(yuè)大，以及更高性能的芯片(piàn)群所需要的冷(lěng)却需求，AI产业的电力需求将(jiāng)只增不减。芯片(piàn)设计公司Arm的首席执行官Rene Haas近日忧心忡忡(chōng)地表示，如果不提高芯片(piàn)的效率，到2030年AI数(shù)据中(zhōng)心(xīn)的耗电量可能高达美国电(diàn)力需求的(de)20%到25%。

美银美林在研报中指(zhǐ)出，AI数据(jù)中心扩张还只是(shì)美国电力需求增长(zhǎng)的因素之(zhī)一，其他(tā)推动因素还包括工业增(zēng)长、电动汽车(chē)的普及以及建(jiàn)筑(zhù)电气化。

美银美林预测，2023年(nián)至2030年，美国电力需求将以2.8%的年复合增长(zhǎng)率增长(zhǎng)，其中，AI的电力使用量将在2023年(nián)至2028年间(jiān)以25%到33%的(de)年复合增长率增长，这无疑将(jiāng)给数据中心的(de)设计(jì)和运营带来挑战(zhàn)。

企(qǐ)业各显神通“抢电”

在巨(jù)大(dà)的电力需求前景下，美(měi)国的电力基础(chǔ)设施亟需(xū)扩容和升级，以应(yīng)对AI训练等事件带来的(de)电力(lì)集中需求。美国的电网基础设施多建成于上(shàng)世纪60至(zhì)70年代，且多(duō)数输电线(xiàn)路和变压器运行超过25年，容易因极端天气影响而断电，2021年寒(hán)潮导致的得克萨斯州大停电便是(shì)证明(míng)。

在此(cǐ)背(bèi)景下，美国联邦能源监管委员会（FERC）将于5月13日召开特别会议，讨论(lùn)电力输送(sòng)问题。据悉，会ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”议将制定计划，加速远距(jù)离输(shū)电(diàn)线项目的开发和清洁能源项目接入电网的事宜。

实际上，缓解电力瓶颈是(shì)拜(bài)登(dēng)政府的(de)优先事项之一，但是建设全国电网涉及跨州问题，联邦政(zhèng)府(fǔ)权力有限，此外这还涉及到大量的(de)土地购(gòu)买、环境评估和各州之间(jiān)有关成本的讨价还(hái)价，终究(jiū)是一个漫长和繁(fán)杂的过程。数据显示，在2013年，美(měi)国每年还能建造4000英(yīng)里的输(shū)电线，而如今这一(yī)数字连1000英里都达不到。

在公共电网短期内无法显著(zhù)改善这一现实面前，企业界开始自己寻找解决办法，保障自家电力供(gōng)应。

购(gòu)买核(hé)能就是主(zhǔ)要方向之一。2024年(nián)3月，亚(yà)马逊网络服务公司（AWS）签署了一项协议(yì)，将在宾(bīn)夕法(fǎ)尼亚州的一个核电站(zhàn)旁(páng)购买一(yī)个数据(jù)中心，并有可(kě)能从该厂获得高达960兆瓦的(de)专用电力。

此外，建立小型核反应堆来专门供电(diàn)也(yě)是一条思路。

微软2023年开出招聘启事，希(xī)望寻找一名核技术(shù)专家，负责(zé)评估和整(zhěng)合小型模块(kuài)化核反应堆和微反应(yīng)堆，为支持微(wēi)软云和(hé)人工智能的数据中心提供动力。而且，微软还在核聚变领域布局，2023年5月便与核聚变(biàn)初创公司Helion签(qiān)署了一项电力购买协议(yì)，计划于2028年从Helion购买电力。值得一提的是，OpenAI CEO萨姆·阿尔特曼正是这家初创(chuàng)公司的早期重要投资者。

不过，目(mù)前(qián)，美国还没(méi)有(yǒu)一个小(xiǎo)型模块化核反应堆，部分原因是联邦机(jī)构核管理委员会漫长的(de)独立监管程序。同时，利用核(hé)聚变发电仍是一个尚未实现的科学目标。

前述数据中心开发商Michael Halaburda 和 Arman Khalili则转向(xiàng)了燃料电池和地热等较为成熟的技术。他们在波(bō)特兰市的数据中心(xīn)项目将主(zhǔ)要由以天然(rán)气为燃料的(de)燃(rán)料电池供电，电网的电力(lì)只起(qǐ)到补充作用。在得克(kè)萨斯(sī)州南部的另外(wài)一个(gè)新项目中(zhōng)，他们甚至选择不接(jiē)入电网，而是直(zhí)接挖掘数百米，以地热发电为数据中(zhōng)心供电。

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