由 jpichiban Sat, 23 Nov 2024 12:46:24 GMT
2024年7月28日，美国弗吉尼亚州阿什本，亚马逊网络服务数据中心。Nathan Howard | 彭博社 | 美国全国广播公司
开发这些设施的公司表示，人工智能和云计算的电力需求增长如此之大，以至于单个数据中心园区可能很快消耗的电力将超过某些城市，甚至整个美国州。过去十年中，随着数据中心在经济中日益重要的角色，其电力消耗也呈爆炸式增长，这些服务器为企业和消费者日常任务所依赖的应用程序提供动力。
现在，随着人工智能的到来，数据中心规模不断扩大，开发者们表示，找到足够的电力驱动它们以及足够合适的土地来容纳它们将变得越来越困难。这些设施可能需要越来越多的电力，达到千兆瓦（10亿瓦）或更多，大约是去年匹兹堡地区住宅电力消耗的两倍。
兰西姆公司总裁阿里·芬恩表示，科技公司正在“争夺全球主导地位的终身竞赛”中。她说：“坦率地说，这关乎国家安全和经济发展。”“他们会继续投入，因为没有比这更有利可图的投资场所了。”
仅靠可再生能源将不足以满足它们的电力需求。开发者们表示，天然气将不得不发挥作用，这将减缓实现二氧化碳排放目标的进程。（点击此处查看哪些股票有助于修复国家电网。）
无论电力来自何处，数据中心现在已达到一定规模，已经开始“触及现有公用事业基础设施的极限”，总部位于丹佛的Tract公司首席能源官纳特·萨尔斯特罗姆表示。Tract公司为这些设施确保土地、基础设施和电力资源。
萨尔斯特罗姆说：“这个国家工业区土地中适合数据中心用途的土地漏斗——正变得越来越受限。”他此前曾领导亚马逊的能源、水和可持续发展团队。
超越弗吉尼亚
随着土地和电力变得更加有限，数据中心正在扩展到长期建立的全球枢纽——北弗吉尼亚以外的新市场，萨尔斯特罗姆说。弗吉尼亚的电网正面临迫在眉睫的可靠性问题。电力需求预计将激增，而由于燃煤和部分天然气发电厂的退役，供应正在下降。
例如，Tract公司在美国各地已组装了超过23,000英亩的土地用于数据中心开发，在亚利桑那州马里科帕县（凤凰城所在地）和内华达州斯托里县（靠近里诺）拥有大量土地。
Tract公司最近在亚利桑那州布克购买了近2,100英亩土地，计划将其开发成美国最大的数据中心园区之一。这家私人控股公司正与公用事业公司合作，为该地点确保高达1.8千兆瓦的电力，以支持多达40个独立的数据中心。
作为参考，根据美国能源部和人口普查局的数据，CNBC分析显示，一个峰值需求为1千兆瓦的数据中心园区大致相当于约70万户家庭或约180万人口城市的年平均消耗。
根据美国能源部的数据，这样一个规模的数据中心园区一年的电力消耗将超过阿拉斯加、罗德岛或佛蒙特州的零售电力销售。
即使在峰值需求的较低端运行，一个千兆瓦规模的数据中心园区仍大致相当于约33万户家庭或超过80万人口的城市——大约是旧金山的人口。
根据波士顿咨询集团的数据，主要科技公司运营的单个数据中心的平均规模目前约为40兆瓦，但正在涌现出250兆瓦或更大的园区。
预计美国将增加约100个数据中心园区，总容量超过25千兆瓦，Tract公司表示。 根据波士顿咨询集团（BCG）的数据，预计到2030年代至2040年代中期，将看到越来越多规模达到500兆瓦或以上的数据中心园区，相当于半个吉瓦。据CNBC分析，这种规模的设施相当于约35万个家庭的用电量。BCG董事总经理兼合伙人Vivian Lee表示：“从现在到2030年，数据中心的平均规模确实在快速增长。”
社区影响
Sahlstrom表示，德克萨斯州由于监管环境较为宽松且能源资源丰富，更容易适应特定地点的需求，因此已成为越来越具吸引力的市场。这位能源官员说：“德克萨斯州可能是世界上部署自有电力解决方案的最佳实验场。”总部位于休斯顿的Lancium公司总裁Fenn表示，该公司于2017年成立，旨在将大型电力负荷更接近德克萨斯州西部和中部的丰富可再生能源资源。最初专注于加密货币挖矿，随着2022年底ChatGPT的出现，Lancium后来转向为人工智能提供电力。
目前，Lancium有五个数据中心园区处于不同开发阶段。预计2025年第一季度在阿比林开放的1000英亩园区将配备250兆瓦电力，到2026年将增至1.2吉瓦。Fenn表示，Lancium数据中心客户的最低电力需求现在为1吉瓦，未来计划将其扩展至3至5吉瓦。
对于这种规模的数据中心，开发商必须确保邻近社区的电费不会因此上涨，同时保持电网可靠性。Fenn表示，将这些设施与新发电相结合至关重要。她说：“数据中心必须与公用事业公司、系统运营商、社区合作，真正确立这些设施对电网是资产而非负担。”如果这些开发推高住宅和商业电价，“没有人会继续批准”。
可再生能源不足
Equinix公司数据中心服务总经理Jon Lin表示，由上市公司Equinix运营的数据中心园区正从100至200兆瓦增长到数百兆瓦。Equinix是全球最大的数据中心运营商之一，在美国和海外的72个都市区分布有260个设施。
开发商偏爱无碳可再生能源，但也认为仅靠太阳能和风能无法满足当前需求，因为它们依赖于多变的天气条件。Lin表示，全球经济中一些最关键的工作负载，如金融交易所，运行在Equinix运营的数据中心。这位高管表示，Equinix的数据中心在线时间超过99%，且不容许中断。Lin说：“这些数据中心的电力稳定性仍然极其重要，因此仅依靠本地可再生能源坦率地说不是一个选项。”
美国主要科技公司是可再生能源的最大买家之一，但它们正越来越多地转向核能以寻求更可靠的电力来源。微软通过电力购买协议支持宾夕法尼亚州哈里斯堡外三哩岛核电站的重启。亚马逊和Alphabet的谷歌正在投资小型核反应堆。
然而，新建核反应堆成本高昂且充满延迟。乔治亚州的两座新反应堆最近上线，比计划晚了数年且超出预算数十亿美元。Lancium的Fenn表示，短期内，天然气将满足数据中心大部分电力需求。天然气是目前提供可靠性的主要短期电源。 波士顿咨询集团的李表示，这些设施需要这样的投资。李说，可以投资于新的天然气发电，随着时间的推移，逐步增加碳捕获和电池存储技术，以减轻对环境的影响。芬恩表示，业界希望随着可再生能源的扩展、电池存储成本的降低以及人工智能帮助数据中心更高效地运营，天然气的需求将逐渐减少。但她表示，短期内毫无疑问，数据中心的扩展正在扰乱科技公司的排放目标。”希望这只是短期的权宜之计，”芬恩谈到增加的天然气使用时说。”我看到的是，在我们数据中心合作伙伴、超大规模对话中，我们不能让这影响到环境目标。”注：CNBC分析假设一个数据中心园区全年持续利用其峰值需求1吉瓦的85%，总消耗量为74亿千瓦时。分析使用美国能源信息署的家庭电力消费全国平均值和人口普查局的家庭规模数据。
原文链接：https://www.cnbc.com/2024/11/23/data-centers-powering-ai-could-use-more-electricity-than-entire-cities.html