美國70%的電網(wǎng)接入和輸配電設(shè)施已老化和落后，某些地區(qū)電網(wǎng)傳輸線路甚至嚴(yán)重不足。這不僅使得“風(fēng)光”等清潔電力難以高效并網(wǎng)，甚至無法實現(xiàn)高效輸電。
“美國現(xiàn)在是芯片短缺，然后會出現(xiàn)變壓器短缺，未來還將出現(xiàn)電力短缺。”特斯拉創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官馬斯克日前公開表示。隨著人工智能、比特幣挖礦日漸風(fēng)靡，行業(yè)似乎已經(jīng)預(yù)見到一個殘酷現(xiàn)實，即美國電力系統(tǒng)根本撐不住這些新技術(shù)，其帶來的高能耗危機(jī)揭開了美國電網(wǎng)的“遮羞布”。
今夏電力需求或創(chuàng)新高
北美電力可靠性協(xié)會日前發(fā)布最新長期可靠性評估預(yù)測，人工智能、比特幣挖礦等正在加劇美國電力供應(yīng)緊張。今年夏季，美國電力需求可能達(dá)到2016年以來最高水平，而冬季需求或?qū)⑦_(dá)到至少自2015年以來最高水平。
北美電力可靠性協(xié)會指出，隨著越來越多化石燃料發(fā)電裝機(jī)退役，電力增長將變得越來越具有挑戰(zhàn)性，如果夏季出現(xiàn)極端高溫，美國將再次發(fā)生大規(guī)模停電事故。
美國能源信息署將人工智能、加密貨幣、電動汽車視為導(dǎo)致美電力需求激增的三大推手，其在報告中預(yù)計，2024年，美國電力需求將增至40990億千瓦時，2025年將增至41280億千瓦時。相比之下，2023年電力消耗量為40000億千瓦時，此前最高紀(jì)錄是2018年的40030億千瓦時。
《華盛頓郵報》援引全球房地產(chǎn)咨詢公司仲量聯(lián)行數(shù)據(jù)中心市場總經(jīng)理安迪·文格羅斯的話稱：“電力公司還沒準(zhǔn)備好，也不清楚該如何處理電力激增問題。事實上，我們以前從未面對過如此規(guī)模的用電需求。”
美國電網(wǎng)戰(zhàn)略咨詢公司指出，電力公用事業(yè)公司和電網(wǎng)運(yùn)營商將未來5年的年度電力需求增長預(yù)測調(diào)整為大約1.5%，這是1990年以來的最高水平。
據(jù)了解，美國70%的電網(wǎng)接入和輸配電設(shè)施已老化和落后，某些地區(qū)電網(wǎng)傳輸線路甚至嚴(yán)重不足。這不僅使得“風(fēng)光”等清潔電力難以高效并網(wǎng)，甚至無法實現(xiàn)高效輸電。
美國電網(wǎng)戰(zhàn)略咨詢公司創(chuàng)始人格蘭林奇表示，美國每年至少需要投資200億美元用于新建長距離傳輸線路，電網(wǎng)如果再不大規(guī)模進(jìn)行現(xiàn)代化升級，到2030年，美國將面臨難以彌補(bǔ)的電力缺口。“根據(jù)我們對夏季高峰電量使用的預(yù)測，如果基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)繼續(xù)延遲，美國將很快面臨滾動性停電。”他強(qiáng)調(diào)。
人工智能耗電量巨大
“我們不能只想著算力，而是需要更全面考慮能源消耗問題。如果只考慮計算機(jī)，我們需要燒掉14個地球的能源。超級人工智能將成為電力需求的無底洞。”美國科技巨頭英偉達(dá)首席執(zhí)行官、人工智能技術(shù)專家黃仁勛公開警告稱。
人工智能技術(shù)依賴以大量服務(wù)器為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心和高性能計算，因此極其耗電。根據(jù)波士頓咨詢公司數(shù)據(jù)，到2030年，美國數(shù)據(jù)中心電力消耗將較2022年增長3倍至390太瓦時，相當(dāng)于全美電力需求的7.5%。
美國人工智能研究公司OpenAI首席執(zhí)行官薩姆·奧特曼表示，如果人工智能要充分發(fā)揮潛力，世界需要像核聚變這樣的能源突破。
施耐德電氣公司估算，到2028年，人工智能智算中心電力消耗將占數(shù)據(jù)中心總電力消耗的15%—20%。以訓(xùn)練GPT-3大語言模型為例，其耗電量高達(dá)1287兆瓦時，產(chǎn)生約合552噸二氧化碳，相當(dāng)于123輛燃油車行駛一年的碳排放量。
數(shù)字貨幣和區(qū)塊鏈技術(shù)網(wǎng)站“數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)家”指出，人工智能服務(wù)器是重耗電設(shè)備，一臺英偉達(dá)DGX A100服務(wù)器消耗的電量相當(dāng)于幾個美國家庭用電量的總和，這意味著為幾百萬臺這樣的設(shè)備供電很容易使電網(wǎng)超負(fù)荷。
比特幣挖礦增大供電壓力
與此同時，比特幣挖礦領(lǐng)域進(jìn)入超速發(fā)展期，給美國供電能力帶來更大挑戰(zhàn)。美國能源信息署數(shù)據(jù)顯示，美國比特幣挖礦活動用電量占全美年電力消耗的0.6%—2.3%，相當(dāng)于每年300萬—600萬戶家庭用電需求。截至目前，比特幣挖礦在美國沒有任何放緩跡象。
“數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)家”估計，比特幣挖礦每年消耗148.63太瓦時電力，與馬來西亞全國電力消耗相當(dāng)，每年排放8290萬噸二氧化碳，與孟加拉國的年度碳排放相當(dāng)。
事實上，跟蹤比特幣挖礦并不容易，因為難以在大量電力終端用戶中識別比特幣挖礦活動，以及比特幣挖礦的動態(tài)性質(zhì)。在比特幣市場中，挖礦資產(chǎn)可以迅速轉(zhuǎn)移到電價較低的地區(qū)。
隨著挖礦活動持續(xù)激增，美國政府越來越擔(dān)心這個能源密集型性質(zhì)的活動產(chǎn)生的負(fù)面影響，包括需求高峰時期的電網(wǎng)壓力、電價上漲的可能性以及對能源相關(guān)二氧化碳排放的影響。
當(dāng)前，美國電網(wǎng)運(yùn)營商已經(jīng)對比特幣挖礦相關(guān)的電力需求快速增長表示擔(dān)憂。北美電力可靠性協(xié)會指出，比特幣挖礦的增長可能會對電力需求和資源預(yù)測以及電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營產(chǎn)生重大影響。
文丨中國能源報記者 王林
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