人工智能对能源的无限需求

人工智能对能源的无限需求

人工智能对能源的无限需求，正在重塑我们的能源行业，对全球可持续发展努力构成严峻挑战。

近年来，人工智能(AI)呈现出非常迅速的增长。虽然人们正在讨论道德不足，但这一讨论也涉及能源层面。人工智能的发展需要大量能源，而我们的世界可能还没有做好准备。随着人工智能技术的不断发展和扩张，其能源消耗也在不断增加。了解人工智能的能源需求至关重要，尤其是在全球努力减少碳排放和应对气候变化的背景下。

全球电力的生产和消费，尤其是基于化石燃料的发电，给地球带来了沉重的负担。碳排放是气候变化的主要驱动因素，增加了自然灾害的频率和严重程度，不可逆转地改变了生态系统。这使得企业和国家几乎不可能在2030年至2050年之间将碳排放量降至零。除此之外，人工智能的兴起正在创造能源消耗的新范式。

人工智能过度消耗能源

美国电力研究院（EPRI）发布的一份新白皮书揭示了人工智能对电力需求呈指数级增长的潜力。这份长达35页的报告预测，到2030年，美国数据中心消耗的总能源可能会增加一倍以上，达到166%。

这种需求增长的一个显著例子是，基于人工智能查询的能源消耗。EPRI报告估计，流行的人工智能语言模型ChatGPT的单个查询消耗约29瓦时(Wh)的电力。这大约是传统谷歌搜索查询的十倍，传统谷歌搜索查询每个查询消耗约3瓦时。对于涉及图像、音频和视频渲染的人工智能应用，对电力的要求要高得多，将其变成燃煤机车。

根据国际能源署(IEA)的数据，数据中心目前消耗了全球约1%的电力，随着人工智能技术的迅速普及，这一数字预计还将增加。2019年，人工智能和数据中心将加速发展，在5年内占全球能源需求的1%，这真是令人担忧。

美国数据中心能源消耗的地理分布不均衡。到2030年，弗吉尼亚州等州的数据中心预计将占全国数据中心负载的46%。俄勒冈州、爱荷华州、内布拉斯加州、北达科他州和内华达州等其他州也预计会随着新建数据中心而出现能源消耗的大幅增长。这种能源需求的集中带来了独特的挑战，需要采取战略性能源管理方法。

对全球能源资源的影响

人工智能对能源消耗的影响超出了美国国界。微软、英伟达和谷歌等大型科技企业正在全球范围内扩大其数据中心和制造设施。这种全球扩张增加了对能源资源的需求，包括电力和铜等原材料。人工智能技术所需的芯片和其他部件的需求不断增长，也导致了全球芯片短缺，加剧了供应链问题。

人工智能日益增长的能源需求正在增加整体能源消耗，并加剧环境挑战。更高的能源消耗导致碳排放增加，从而加速气候变化。如果人工智能的能源消耗继续不受控制，可能会加剧全球变暖的影响，使减轻气候变化影响变得更加困难。

人工智能与气候变化的交集

企业和政府做出的决策比个人的措施对气候变化的影响更大。科学界警告称，全球气温上升超过1.5°C可能导致不可逆转的气候影响。人工智能技术的能源密集型性质，对全球将气温上升控制在这一限度内的努力构成了风险。

最近的研究开始强调人工智能对环境的影响。例如，马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员发现，训练大型自然语言处理(NLP)模型产生的碳排放量，相当于五辆汽车在其整个生命周期内产生的碳排放量。这一发现强调了解决人工智能能源消耗问题，以防止气候变化进一步加剧的重要性。

数据中心能源效率和可再生能源

提高数据中心的能源效率和增加可再生能源的使用，是管理人工智能日益增长的能源需求的关键步骤。或者，可能需要在为时已晚之前采取措施。数据中心应采用更高效的冷却和电源管理系统，以减少其总体能耗。此外，投资太阳能和风能等可再生能源可以帮助抵消人工智能技术的碳足迹。

许多技术企业宣布向清洁能源迈进，但建厂速度却快得多。例如，谷歌承诺到2030年，其数据中心将全天候使用无碳能源运行。它还在许多不同的地方为Gemini建造了新的数据中心。同样，微软的目标是到2030年实现碳负排放，这意味着其排放的碳将远远少于其排放到环境中的碳。以微软的名义实现这一目标或许是可能的，但OpenAI对人工智能的能源需求是无止境的。

人工智能能源消耗的未来

预测人工智能未来的能源消耗需要考虑各种增长情景。EPRI已经对2023年至2030年美国数据中心的潜在用电量进行了多项预测。这些情景的范围从每年3%的低增长率到每年15%的高增长率。即使在低增长情景下，数据中心的能源消耗预计也将增加29%，到2030年达到每年1963TWh。

在高增长情景下，能源消耗量可能飙升至每年4039TWh，比当前水平增长166%。简而言之，这些值足以严重改变世界，我们可以从人工智能创造的后世界末日走向气候创造的后世界末日。

数据中心增长集中在特定区域也可能导致局部能源挑战。像弗吉尼亚州这样的州已经承担了很大一部分数据中心负载，其能源基础设施可能会面临越来越大的压力。确保平衡和可持续的能源供应需要政策制定者、能源供应商和技术行业的协调努力。

人工智能对能源的需求是一个日益严重的问题，需要引起重视并采取行动。随着人工智能技术不断发展并越来越融入生活的各个方面，其能源消耗将继续上升。解决这个问题需要采取多方面的方法，包括提高数据中心的能源效率、投资可再生能源，以及制定管理人工智能能源需求的长期战略。

了解并降低人工智能的能源消耗，对于确保人工智能技术的好处不会以牺牲环境可持续性为代价至关重要。随着世界努力应对气候变化的挑战，平衡人工智能的能源需求与减少碳排放的努力将是实现可持续未来的关键。

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