經(jīng)濟(jì)日報(bào)記者 王寶錕

近年來，人工智能快速發(fā)展，不僅在能源領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，也有望在未來10年給全球能源行業(yè)帶來巨大變革。一方面，隨著支撐人工智能基礎(chǔ)架構(gòu)的全球數(shù)據(jù)中心不斷建設(shè)，全球電力需求將進(jìn)一步增加；另一方面，人工智能的快速發(fā)展也將為降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品競爭力以及減少溫室氣體排放創(chuàng)造機(jī)遇。可負(fù)擔(dān)、可持續(xù)的電力供應(yīng)是人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素，也讓能源行業(yè)處于當(dāng)今最重要的技術(shù)革命前沿。

人工智能的研發(fā)應(yīng)用需要大量高耗能的數(shù)據(jù)中心支撐。2022年以來，各個(gè)國家和地區(qū)對數(shù)據(jù)中心的投資幾乎翻了一番，2024年投資總額已達(dá)5000億美元。國際能源署近日發(fā)布《能源與人工智能》特別報(bào)告顯示，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)推動(dòng)全球電力需求大增。2024年，數(shù)據(jù)中心約占全球電力消耗的1.5%，達(dá)到約415太瓦時(shí)。其中，美國在全球數(shù)據(jù)中心電力消耗中占比最大，達(dá)到45%，歐洲約占15%。報(bào)告顯示，在過去5年，全球數(shù)據(jù)中心占全球電力消耗量的比例以每年12%遞增，按照現(xiàn)有速度，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求將增加一倍以上，達(dá)到約945太瓦時(shí)。到2030年，服務(wù)人工智能的數(shù)據(jù)中心用電需求增幅在4倍以上。2035年，全球數(shù)據(jù)中心電力消耗將攀升至約1200太瓦時(shí)。

全球發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體數(shù)據(jù)中心用電增量在其電力需求增量中的占比將大幅提升。2025年初，美國政府宣布斥資至少200億美元在本國建設(shè)數(shù)據(jù)中心，歐盟也宣布啟動(dòng)“Invest AI計(jì)劃”，提供200億歐元專項(xiàng)基金支持，日本積極與谷歌、微軟、OpenAI等跨國科技企業(yè)合作，擴(kuò)大本國數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模。與之相應(yīng)，2024年至2030年，美國數(shù)據(jù)中心用電增量將占該國總用電需求增量的近50%。到2030年，美國用于人工智能數(shù)據(jù)處理的電耗將超過鋁、鋼鐵、水泥及化工等傳統(tǒng)能源密集型產(chǎn)業(yè)用電量總和；日本數(shù)據(jù)中心用電增量在其全國電力需求增長總量中的占比將超過50%；歐盟數(shù)據(jù)中心電力消耗到2030年將達(dá)到150太瓦時(shí)，較目前規(guī)模增長約3倍。相較而言，到2030年，發(fā)展中國家和新興經(jīng)濟(jì)體數(shù)據(jù)中心用電增量僅占總增幅的約5%。

當(dāng)前，各國都在結(jié)合本國實(shí)際，采取多元化的能源方式滿足數(shù)據(jù)中心激增的用電需求。其中，可再生能源和天然氣有望憑借成本優(yōu)勢和成熟的供應(yīng)體系，成為滿足數(shù)據(jù)中心電力需求的主力。預(yù)計(jì)到2035年，可再生能源發(fā)電量將增加超過450太瓦時(shí)，天然氣發(fā)電量將增加175太瓦時(shí)，全球數(shù)據(jù)中心超過50%的新增用電需求可以通過以上兩種能源滿足。此外，隨著首批小型模塊化核反應(yīng)堆預(yù)計(jì)于2030年前后投入運(yùn)行，核能也將成為滿足數(shù)據(jù)中心電力需求的重要支撐。

如此快速且大幅度的需求增長，也對全球能源領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。首先，多個(gè)國家和地區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)已接近承載極限。據(jù)國際能源署評估，若不加速升級電力行業(yè)，全球約20%規(guī)劃中的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目或?qū)⒚媾R延期風(fēng)險(xiǎn)。其次，人工智能的普及速度、效能提升幅度也存在眾多不確定性。全球僅有12%的油氣田完成了數(shù)字化改造、發(fā)展中國家智能電網(wǎng)覆蓋率低于40%，以及復(fù)合型人才缺口大等因素，導(dǎo)致能源行業(yè)人工智能技術(shù)普及率低于其他行業(yè)。再次，人工智能與能源產(chǎn)業(yè)欠缺融合。能源領(lǐng)域的新技術(shù)商業(yè)化往往需要數(shù)十年，需要加大研發(fā)投資以縮短商業(yè)轉(zhuǎn)化周期，但在當(dāng)前能源科創(chuàng)企業(yè)中，僅2%的股權(quán)融資流向人工智能公司。同時(shí)，大多數(shù)能源企業(yè)還面臨著數(shù)字安全、供應(yīng)鏈安全與物理安全風(fēng)險(xiǎn)的多重掣肘，特別是當(dāng)前美國政府肆意妄為的關(guān)稅政策，也將與人工智能密切相關(guān)的關(guān)鍵礦物供應(yīng)鏈推向危險(xiǎn)境地。

人工智能在能源領(lǐng)域的應(yīng)用對氣候變化的影響也是全球關(guān)注的焦點(diǎn)之一。國際能源署預(yù)計(jì)，到2035年，全球數(shù)據(jù)中心碳排放量將從當(dāng)前的1.8億噸攀升至3億噸。雖然排放總量不足能源行業(yè)總排放量的1.5%，但數(shù)據(jù)中心已成為增速最快的排放源之一。值得注意的是，人工智能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用可產(chǎn)生的減排效益遠(yuǎn)超數(shù)據(jù)中心自身排放，到2035年，如果現(xiàn)有人工智能解決方案能夠得到推廣應(yīng)用，減排潛力約相當(dāng)于日本目前年排放量的2倍。數(shù)據(jù)中心建設(shè)還能夠成為能源轉(zhuǎn)型的杠桿，單個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心能撬動(dòng)周邊300兆瓦級低碳電源集群建設(shè)。

國際能源署署長法提赫·比羅爾表示，“隨著人工智能的崛起，能源行業(yè)正站在我們這個(gè)時(shí)代最重要的技術(shù)革命前沿。”盡管前路仍充滿不確定性，但在各國政府的政策支持和大力推動(dòng)下，兩大產(chǎn)業(yè)的技術(shù)共研和戰(zhàn)略協(xié)同已經(jīng)展開，全球能源格局和全球能源行業(yè)正在重塑。