北京
3月31日，在德国汉诺威工业博览会上，一名参观者通过VR设备在虚拟世界中抛掷物品。新华社记者 张 帆摄
近年来，人工智能快速发展，不仅在能源领域的应用越来越广泛，也有望在未来10年给全球能源行业带来巨大变革。一方面，随着支撑人工智能基础架构的全球数据中心不断建设，全球电力需求将进一步增加；另一方面，人工智能的快速发展也将为降低生产成本、提升产品竞争力以及减少温室气体排放创造机遇。可负担、可持续的电力供应是人工智能发展的关键因素，也让能源行业处于当今最重要的技术革命前沿。
人工智能的研发应用需要大量高耗能的数据中心支撑。2022年以来，各个国家和地区对数据中心的投资几乎翻了一番，2024年投资总额已达5000亿美元。国际能源署近日发布《能源与人工智能》特别报告显示，大规模数据中心建设推动全球电力需求大增。2024年，数据中心约占全球电力消耗的1.5%，达到约415太瓦时。其中，美国在全球数据中心电力消耗中占比最大，达到45%，欧洲约占15%。报告显示，在过去5年，全球数据中心占全球电力消耗量的比例以每年12%递增，按照现有速度，到2030年，全球数据中心的电力需求将增加一倍以上，达到约945太瓦时。到2030年，服务人工智能的数据中心用电需求增幅在4倍以上。2035年，全球数据中心电力消耗将攀升至约1200太瓦时。
全球发达经济体数据中心用电增量在其电力需求增量中的占比将大幅提升。2025年初，美国政府宣布斥资至少200亿美元在本国建设数据中心，欧盟也宣布启动“Invest AI计划”，提供200亿欧元专项基金支持，日本积极与谷歌、微软、OpenAI等跨国科技企业合作，扩大本国数据中心建设规模。与之相应，2024年至2030年，美国数据中心用电增量将占该国总用电需求增量的近50%。到2030年，美国用于人工智能数据处理的电耗将超过铝、钢铁、水泥及化工等传统能源密集型产业用电量总和；日本数据中心用电增量在其全国电力需求增长总量中的占比将超过50%；欧盟数据中心电力消耗到2030年将达到150太瓦时，较目前规模增长约3倍。相较而言，到2030年，发展中国家和新兴经济体数据中心用电增量仅占总增幅的约5%。
当前，各国都在结合本国实际，采取多元化的能源方式满足数据中心激增的用电需求。其中，可再生能源和天然气有望凭借成本优势和成熟的供应体系，成为满足数据中心电力需求的主力。预计到2035年，可再生能源发电量将增加超过450太瓦时，天然气发电量将增加175太瓦时，全球数据中心超过50%的新增用电需求可以通过以上两种能源满足。此外，随着首批小型模块化核反应堆预计于2030年前后投入运行，核能也将成为满足数据中心电力需求的重要支撑。
如此快速且大幅度的需求增长，也对全球能源领域提出了挑战。首先，多个国家和地区的电网系统已接近承载极限。据国际能源署评估，若不加速升级电力行业，全球约20%规划中的数据中心项目或将面临延期风险。其次，人工智能的普及速度、效能提升幅度也存在众多不确定性。全球仅有12%的油气田完成了数字化改造、发展中国家智能电网覆盖率低于40%，以及复合型人才缺口大等因素，导致能源行业人工智能技术普及率低于其他行业。再次，人工智能与能源产业欠缺融合。能源领域的新技术商业化往往需要数十年，需要加大研发投资以缩短商业转化周期，但在当前能源科创企业中，仅2%的股权融资流向人工智能公司。同时，大多数能源企业还面临着数字安全、供应链安全与物理安全风险的多重掣肘，特别是当前美国政府肆意妄为的关税政策，也将与人工智能密切相关的关键矿物供应链推向危险境地。
人工智能在能源领域的应用对气候变化的影响也是全球关注的焦点之一。国际能源署预计，到2035年，全球数据中心碳排放量将从当前的1.8亿吨攀升至3亿吨。虽然排放总量不足能源行业总排放量的1.5%，但数据中心已成为增速最快的排放源之一。值得注意的是，人工智能技术的规模化应用可产生的减排效益远超数据中心自身排放，到2035年，如果现有人工智能解决方案能够得到推广应用，减排潜力约相当于日本目前年排放量的2倍。数据中心建设还能够成为能源转型的杠杆，单个超大规模数据中心能撬动周边300兆瓦级低碳电源集群建设。
国际能源署署长法提赫·比罗尔表示，“随着人工智能的崛起，能源行业正站在我们这个时代最重要的技术革命前沿。”尽管前路仍充满不确定性，但在各国政府的政策支持和大力推动下，两大产业的技术共研和战略协同已经展开，全球能源格局和全球能源行业正在重塑。
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