人工智能将推动数据中心电力需求增长160%

平均而言，处理 ChatGPT 查询所需的电量几乎是 Google 搜索的 10 倍。这种差异意味着美国、欧洲乃至全世界的用电方式以及用电成本将发生翻天覆地的变化。

多年来，数据中心的用电需求一直非常稳定，即使工作负载不断增加。现在，随着电力使用效率提高的速度放缓以及人工智能革命的势头强劲，高盛研究估计，到 2030 年，数据中心的电力需求将增长 160%。

目前，全球数据中心消耗的总电力占 1-2%，但到本世纪末，这一比例可能会上升到 3-4%。在美国和欧洲，这种需求的增加将有助于推动一代人以来从未见过的电力增长。在此过程中，数据中心的二氧化碳排放量在 2022 年至 2030 年间可能会增加一倍以上。

数据中心消耗多少电力？

高盛研究分析师在一系列三份报告中阐述了电力需求激增对美国、欧洲和全球的影响。这并不是说最近我们对数据的需求很少。事实上，数据中心的工作负载在2015年至2019年间几乎增加了两倍。然而，在此期间，数据中心的电力需求保持平稳，每年约为200太瓦时。根据由Carly Davenport、Alberto Gandolfi和Brian Singer领导的高盛研究报告，这在一定程度上是因为数据中心在如何使用它们所消耗的电力方面变得越来越高效。

但自 2020 年以来，效率提升似乎有所减弱，而数据中心的耗电量却有所上升。一些人工智能创新将以比增加电力消耗更快的速度提高计算速度，但人工智能的广泛使用仍将意味着该技术耗电量的增加。根据国际能源署的数据，单个 ChatGPT 查询需要 2.9 瓦时的电力，而谷歌搜索仅需要 0.3 瓦时的电力。高盛研究部估计，2023 年至 2030 年间，人工智能将使数据中心耗电量总体增加约 200 太瓦时/年。到 2028 年，我们的分析师预计人工智能将占数据中心电力需求的 19% 左右。

与此同时，我们的分析师认为，数据中心二氧化碳排放量的预期增长将带来 1250 亿至 1400 亿美元的“社会成本”（按现值计算）。他们写道：“与科技公司的对话表明，它们对降低能源强度的信心持续增强，但由于需求不断增长，它们对实现绝对排放量预测的信心减弱。”他们预计，科技公司将投入大量资金来支持新的可再生能源，并将新兴的核能发电能力商业化。人工智能还可以通过加速创新带来好处——例如，在医疗保健、农业、教育或减少排放的能源效率方面。

美国电力需求将激增

在过去十年中，尽管人口和经济活动有所增加，但美国的电力需求增长几乎为零。效率的提高有所帮助；一个例子是 LED 灯，它降低了用电量。但这种情况将发生变化。高盛研究估计，2022 年至 2030 年间，电力需求将增长约 2.4%，其中约 0.9% 将与数据中心有关。

自本世纪初以来，美国从未出现过如此大的电力需求激增。这一增长部分是由电气化和工业回流推动的，但人工智能也是其中之一。到 2030 年，数据中心将使用美国 8% 的电力，而 2022 年这一比例为 3%。

仅支持数据中心一项，美国公用事业公司就需要投资约 500 亿美元用于新发电容量。此外，我们的分析师预计，到 2030 年，美国数据中心的增量电力消耗将推动每天约 33 亿立方英尺的天然气需求，这将需要建设新的管道容量。

欧洲需要 1 万多亿美元来为人工智能做好电网准备

在过去 15 年里，欧洲的电力需求受到了一系列冲击的严重打击：全球金融危机、新冠疫情以及乌克兰战争引发的能源危机。但由于电气化进程慢于预期，以及欧洲经济持续去工业化，欧盟也遭受了冲击。因此，自 2008 年达到峰值以来，电力需求累计下降了近 10%。

高盛研究部表示，展望未来，在 2023 年至 2033 年期间，由于数据中心的扩张和电气化的加速，欧洲的电力需求可能会增长 40% 甚至 50%。目前，全球约有 15% 的数据中心位于欧洲。到 2030 年，这些数据中心的电力需求将与葡萄牙、希腊和荷兰目前的总消耗量相当。

我们的分析师写道，两种欧洲国家的数据中心电力需求将上升。第一类是那些拥有廉价且丰富的核能、水力、风能或太阳能的国家，例如北欧国家、西班牙和法国。第二类将包括拥有大型金融服务和科技公司的国家，这些国家提供税收减免或其他激励措施来吸引数据中心。后一类包括德国、英国和爱尔兰。

欧洲拥有世界上最古老的电网，因此保持新数据中心通电将需要更多投资。我们的分析师预计，未来十年在输电和配电方面的支出将接近 8000 亿欧元（8610 亿美元），在太阳能、陆上风能和海上风能方面的投资将接近 8500 亿欧元。