财经观察：基建瓶颈难以解决，成本技术都有挑战，“电力账单”左右美太空AI中心梦

来源：环球时报

【环球时报记者 陈子帅 环球时报驻美国特约记者 冯亚仁 陈欣】编者的话：在太空里建设人工智能（AI）数据中心，利用太阳能来供电，全球首富埃隆·马斯克近日提出的这一大胆想法却折射出美国电力系统的尴尬现实——人工智能产业带来的巨额“电力账单”令美国企业和民众越发感到压力巨大。尽管马斯克拥有的商业航天帝国让这个计划并非“天方夜谭”，但有美媒和专家分析称，除了电力等方面的工程限制，庞大的发射开销和综合成本账也要好好算一算。

100万颗卫星服务人工智能算力

对于拥有“商业航天快车”的马斯克而言，在太空建造人工智能数据中心更具吸引力？美国《福布斯》杂志网站8日报道称，在近期的一档新闻播客采访中，马斯克大胆预言：“在36个月，或许30个月之后，太空将成为人工智能最具经济吸引力的应用场所。”马斯克表示，目前电力行业无法以人工智能所需的速度建造发电厂，而太阳能电池板在太空中的工作效率比地球上更高。此外，数据中心冷却难题在太空中也变得不那么棘手。他甚至提出了更大胆的预测：“5年后，在一年之内部署到太空的AI算力就会超过在地球部署的历史累计总量。”作为参照，全球数据中心总功耗预计2030年将达到200吉瓦，对应约1万亿美元的基础设施价值。

马斯克的这一蓝图似乎已经在推进当中。1月30日，他旗下的太空探索技术公司（SpaceX）向美国联邦通信委员会（FCC）提交申请，计划再部署最多100万颗卫星，全部用作服务人工智能算力的轨道数据中心。这样一来，原本储存在集中式数据中心里的算力被分散到了100万颗小型卫星上，每颗卫星承担可控的散热负荷。这些卫星将通过光学链路接入现有的星链，再将数据中继传回地面接收站。

美国“Medium”网站报道称，SpaceX提交给FCC的申请文件中显示，受人工智能发展推动，预计到2035年，全球数据中心的电力需求将增长一倍以上，占全球总电力消耗的4%。大规模建设发电厂和其他地面能源基础设施，以持续供应地球上新增的电力，将是一项极其艰巨的挑战。而SpaceX拥有可重复使用的运载火箭，每年可将数百万吨的有效载荷送入轨道。这些卫星将持续获得近乎无限的太阳能以满足能源需求，从而实现可扩展、可靠和可持续的人工智能增长。

美国有线电视新闻网（CNN）4日的报道分析称，在太空环境下建设人工智能数据中心具备多项优势：更易获取太阳能，天然低温有助于设备散热，同时无需占用宝贵的土地资源。德意志银行研究部门近日发布的一份关于太空数据中心的分析指出：“将这一构想变为现实无疑存在技术挑战，但这些挑战似乎更多属于工程层面的限制，而非物理定律的阻碍。”

报道还称，多家硅谷科技公司正积极探索实现路径。谷歌于去年11月宣布计划最早于明年发射两颗测试卫星，以验证太空数据中心的可行性。谷歌当时在声明中表示：“在合适的轨道上，太阳能电池板的发电效率最高可达地球上的8倍，且几乎可实现持续供电。未来，太空或许将成为扩展AI算力的最佳场所。”去年11月，总部位于华盛顿的AI初创公司Starcloud已借助SpaceX火箭发射了一颗搭载AI服务器的测试卫星。Starcloud联合创始人兼首席执行官约翰斯顿表示：“在太空中，你可以获得近乎无限且低成本的可再生能源。”他预测十年内所有新建的AI数据中心都可能位于太空，此举也有助于缓解当前各地对数据中心建设日益强烈的反对声音。

为何将目光从陆地转向太空

当马斯克将目光投向太空时，多家媒体关注到，全球人工智能竞赛的核心之一电力供应问题始终令美国头痛。CNN报道称，数据中心对电力和水资源的巨大需求，意味着人工智能技术的持续扩张亟需“基建替代方案”。“我们正逐渐超出发电能力（的极限）。”美国新泽西理工学院教授大卫·巴德分析称，“我认为，有必要将目光从陆地转向太空，以寻求部分解决方案。”据美国《财富》杂志报道，2024年美国数据中心的用电量已占全国总用电量的约4%，到2030年这一比例可能升至9%至12%。美国最大电网运营商PJM Interconnection预测，到2027年其电网将出现可靠性缺口几乎相当于费城全市的用电需求，停电风险显著上升。相比之下，低廉、可靠的电力供应正在成为中国人工智能发展的优势，而美国企业日益对此感到忧虑。

《日经亚洲评论》报道称，中国正通过大规模扩张发电能力进一步拉大对美国的领先优势。2025年，中国新增发电装机容量预计是同期美国新增容量的7倍。中国的发电装机总量早在2013年便已超越美国，且差距持续扩大。此外，中国正在建设数十座核反应堆，预计到2030年核电装机容量将超越美国。

总部位于香港的琅韬咨询集团分析师大卫·菲什曼分析称：“中国在扩建数据中心方面不会受到能源供应的限制。美国的决策与执行更为分散，难以将电力基础设施建设作为国家战略统筹推进。”

中国电信集团首席科学家、美国贝尔实验室院士毕奇告诉《环球时报》记者，中国2024年发电量在3400吉瓦左右。平均电价约为美国的一半，而且中国电站的建设周期较快，能很快地适应人工智能算力中心的发展需求。因此在发展人工智能的能源保障方面，中国有一定的优势。目前美国的优势主要体现在人工智能数学模型的突破和创新。

不过，美国《华尔街日报》报道援引分析师的话称，即便中国在大模型算力以及芯片性能方面暂时落后，也可凭借大量廉价电力，通过使用更多芯片来达到与美国科技公司相当的算力水平。去年5月，美国“特别竞争性研究项目”联合发布题为《中国人工智能基础设施激增》报告。报告指出，中国正由国家主导开展一项全面行动，构建支撑人工智能优势的实体基础架构。去年10月，OpenAI在致美国政府机构的信函中写道：“为实现2030年前超越美国、引领全球人工智能发展的目标，中国已在能源生产领域构建产业竞争力的基石。”

在技术上可行，在经济上不可行？

美国科技网站“Tech Buzz”报道称，马斯克提出构建轨道数据中心的这一时机绝非巧合。目前SpaceX的核心收入来自太空载荷发射，如今其旗下恰好拥有一家可能成为最大客户的人工智能子公司。未来太空数据中心势必将成公司推介的核心亮点。更广泛的人工智能基础设施竞赛已经为这一动向提供了背景：硅谷科技巨头每年投入数千亿美元扩建数据中心，却受制于电力供应、冷却成本与土地资源。即便太空数据中心仅具有边际可行性，也将为掌控发射基础设施的企业开辟巨额新收入来源。

马斯克的计划还引发了其他争议——这笔庞大的发射开销和综合成本账究竟能否算得过来？访谈主持人——美国支付服务运营商Stripe联合创始人帕特里克直言，电力只是人工智能数据中心建设中的一项成本，而太阳能也仅仅是发电方式之一。将硬件发射入轨、在严酷太空环境中维护以及更换故障部件的成本巨大。图形处理器（GPU）的维护问题尤为棘手。在大规模AI模型训练中，GPU往往故障频发，地面数据中心可在数小时内完成更换；而在太空轨道上，维护逻辑将彻底改变。

“Medium”报道说，太空数据中心在技术上或许可能，在经济上尚不可行。其中一大挑战在于硬件面临“过时陷阱”。卫星通常可以运行五到六年，但GPU的性能大约每两年翻一番。2026年发射的H100芯片到2032年将落后三到四代。为保持竞争力，太空数据中心需要每两到三年更新一次硬件。为达到这一能力，SpaceX每年需要发射33.3万吨至50万吨的卫星。而这仅仅是发射成本，尚未计入卫星的生产与制造。根据目前的估算，星链卫星单颗成本为25万至50万美元，尽管规模化生产令成本大幅下降，每年生产100万吨重的卫星仍将面临数百亿美元的成本。

毕奇告诉《环球时报》记者，太空环境对设备的可靠性要求大幅增加，将导致额外的设备成本及运维成本，此外还要加上与地面的通信成本，这样综合成本可能远高于地面数据中心。

毕奇表示：“从目前趋势来看，卫星算力能力的发展，会先从军事卫星的应用开始，逐步扩展到民用卫星。马斯克的宣传不排除有商业炒作的目的。从短期来看，这个计划的实际实施还是颇具挑战的。”