双碳研究 | 人工智能与能源的十字路口：世界能否提供足够电力来维持智能发展？

人工智能与能源的十字路口：

世界能否提供足够电力来维持智能发展？

【habtoorresearch网 12月31日报道】

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2025年，人工智能的迅猛发展并非单纯拓展数字能力，更在重塑支撑全球经济的实体基础设施。数据中心正演变为“人工智能工厂”，其设计是为了适应前所未有的计算强度、确保持续的大规模运算任务。截至2024年，全球有近11,800处运营设施，其中为适配AI级算力而专门新建或改造的设施比例日益上升。

决定人工智能未来发展的关键约束已非硬件或算法，而是能源。若全球无法迅速转向可再生能源和清洁电力，人工智能数据中心将遭遇资源短缺、电网不稳定及经济风险，其赋能经济增长的核心价值亦将面临反噬。

电网承压：人工智能的电力与供应挑战

电力需求激增，正加剧既有基础设施的供应缺口与运行压力。预计到2033年末，全球数据中心电力需求较2023年将增长165%，其能源需求预计在未来五年内翻番。作为全球人工智能数据中心数量最多的国家，美国能源电网所承受的压力正急剧增加。

人工智能驱动型数据中心的迅速崛起，暴露出电力系统与供应链的物理性短板。可再生能源发电，特别是风能与太阳能发电，仍是数据中心增长最快的能源。预计到2030年前，可再生能源将以年均超过20%的速度扩张，有望满足该领域近一半的新增电力需求。然而，现实情况是到2030年，天然气和煤炭仍将提供超40%的新增所需电力。

此外，电力基础设施发展出现瓶颈加之资源稀缺性问题正在加剧，导致输电线路建设周期延长，数据中心开发进程延迟。高盛研究报告（Goldman Sachs Research）警告称，若无干预措施，美国的电力系统将无法保障电网稳定和控制能源成本，而且无法支撑AI产业的增长需求。因此，全球各国必须进行大规模投资，到2030年全球可能需要约7200亿美元的电网投资。

人工智能能源需求激增的经济后果

持续攀升的能源需求正给公用事业公司、电网运营商和国家能源规划施加空前压力。基础设施升级、输电能力扩容和发电规模提升，每项工作均需巨额资本投入。为确保业务持续运营，政府与私营企业不得不启动数十亿美元的投资计划。与此同时，材料与投入成本持续上涨。针对铜、钢、铝等关键商品的关税政策，进一步推高了建设与运营成本，直接影响企业利润空间并延缓了部署速度。

2024年数据中心投资规模已超过全球新石油勘探投资，这如此庞大的支出规模反映了全球发展重心的重大转变，这种转变可能导致资本分流，并加剧其他关键经济部门的供应链压力。对于那些仍以化石燃料为主要能源的经济体而言，风险更大。对石油、天然气和煤炭的依赖让数据中心面临价格波动、供应不确定性以及日益增加的环境治理成本和监管成本。

迈向可再生能源驱动的AI未来

全球数据中心电力需求正以前所未有的速度增长。根据国际能源署预算，数据中心电力消耗预计将从2024年的460太瓦时增至2030年的1000太瓦时以上，并在2035年达到1300太瓦时。未来五年，这部分新增需求中将有近一半由可再生能源满足，但仍有相当大一部分将来自天然气和煤炭。

庞大的装机容量需求让这一转型更为紧迫。高盛预计，到2030年全球数据中心容量将达到122吉瓦，且大部分新增开发将集中于超大规模和批发运营商。此外，麦肯锡（McKinsey）研究显示，到2030年人工智能领域装机容量可能增长近两倍，其中人工智能专用容量将增长3.5倍，约占总容量的70%。

构建可持续人工智能基础设施的政策路径

破解这一困局，不能依赖单一的技术或政策，而要构建一套涵盖能源采购、电网整合、基础设施规划和智能优化的协调战略。世界两大经济体正率先行动，中国最新的2025年政策指南通过提高可再生能源使用门槛和完善绿色电力证书（Green Electricity Certificate）体系，持续推进高效、低碳和循环型数据中心建设。

美国也推出一系列雄心勃勃的政策，以加速该行业向清洁电力转型。值得注意的案例包括纽约州的S.6394号法案，该法案将禁止签订化石燃料购电协议，并要求所有数据中心在2040年前实现可再生能源供电。

因此，人工智能的快速扩张正推动数据中心创纪录增长，将电力系统、水资源和供应链推向极限。2030年电力需求预计将增加一倍以上，传统的化石燃料基电网若想维持此发展轨迹，必将导致资源短缺、成本上升和经济不稳定等问题。因此可再生能源和清洁能源才是人工智能长期可持续发展的核心要件。更重要的是，中美两国已开始严格要求数据中心使用可再生能源和与时俱进的清洁电力政策。其先行实践已表明，将人工智能基础设施向可核查的清洁能源转型，已不再是一个抽象的愿景，而是一条切实可行的发展路径。

编译：张 雅（新能源部）

审校：耿 语（新能源部）

编辑：张 雅（新能源部）

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