困扰美股“科技七巨头”的能耗难题,谁能解?

华夏能源网
07-05

随着全球科技竞争进入AI及智能时代,谁掌握了算力,谁就能掌握未来。

在人工智能技术引领下,美股“科技七巨头”也迎来新一轮高景气增长。但是,这些科技巨头一边拥有强大的算力战略资源,一边又为数据/算力中心引发的能源供应压力而烦恼。

国际能源署(IEA)数据显示,2022年,全球数据中心、人工智能等行业的耗电量达到460TWh,占全球能耗的近2%。其还预测,到2026年,该领域的用电量将达1000TWh,相当于整个日本的用电量。

还有两则更直观、更令人震惊的实例。不久前,模型微调平台Open Pipe创始人Kyle Corbitt曾估算,如果在美国一个州内使用超过十万个H100芯片,就会使整个电网瘫痪;而在5月1日,微软宣布将签下“有史以来全球最大的企业级清洁能源采购协议”,将投资100多亿美元开发可再生能源发电能力,以满足人工智能和数据中心日益增长的需求。

未来,同样的挑战必然会在中国上演。面对未来算力需求带来的能源压力,国内企业做好准备了吗?

近日,中国信息通信研究院、远景科技集团、合盈数据联合众多数字产业、新能源产业和金融机构合作伙伴共同编制了《数据中心全生命周期绿色算力指数白皮书》(简称《白皮书》),并在北京举办的“数能共振绿算领航”数据中心全生命周期绿色算力指数论坛上正式发布。

显然,绿色算力,已成为政府相关部门、发电巨头、数据运营商及金融界共同聚焦的产业趋势和新“风口”。

稳定的绿电供应从何而来

网络购物、天气查询、无纸办公……从日常消费到居家生活再到职场办公,都已经离不开算力的支撑。

随着数字经济的进一步发展,人们对算力的需求也越来越大。而数据中心作为算力的主要载体,承受的压力和面临的挑战也随之增加。其中,首要挑战就来自于能源和电力的供应。

在不久前顺利落幕的世界经济论坛第十五届新领军者年会(又称“夏季达沃斯论坛”)上,远景科技集团董事长张雷指出,人工智能本质上是能源。随着各类大模型的相继面世,一条人工智能界的“牛顿定律”日益明晰:智力就是能量。只要有足够的能量,能产生足够多的算力,就能产生智力。“智能”将像钢铁、飞机、汽车一样,成为一款产品,只要有足够的能量,人类就可以大规模地制造智能,这是对人类历史具有颠覆性的技术突破。

来自《白皮书》编制方之一合盈数据的CTO周天宇表示,“算力要发展,首先要解决电力问题。”

周天宇还特别提到,目前正在指数级发展的大模型,对电力的需求更迫切,传统化石能源很难可持续满足智能算力的长远需求。因此打造绿色数据中心是算力未来高质量、大规模、可持续发展的必经之路,这一市场,对稳定的绿电供应需求极大。

就目前而言,绿色电力主要来自风能和太阳能两大可再生能源,风光发电巨头在其中大有可为。

但在数据中心领域,远景希望扮演的角色不仅仅是电力的供应者或是风光储设备的供应商,还能够提供端到端的绿色电力系统解决方案。

远景智能副总裁赵楚泓在接受华夏能源网采访时表示,算力中心、数据中心实际上是一个“小的工业园”,虽然生产形态不一样,但内部在供电体系却极为类似。“我们采取‘源网荷储协同’的整体方案来实现电力和算力的最优配置。”赵楚泓说。

在电源端,远景可提供包括风电、光伏、储能在内的多元化的绿电支持,而在不具备绿电直接供给的地方,也可通过交易等方式来取得绿电,而在未来,也会引入包括氢能在内的更多类型的新能源。

据介绍,远景针对数据中心的能源解决方案主要基于其零碳产业园的实践。

早在3年前,远景就在内蒙古的鄂尔多斯落地了首个“零碳产业园”,随后又以此为样板,将这种模式应用到了赤峰、包头及欧洲等地。而远景的“零碳产业园”方案主要是针对高耗能的工业园区,为其提供稳定的绿电供应。

据介绍,远景的零碳产业园基于“三大创新体系”,第一个便是依托于可再生能源系统。目前,远景已经打通了风、光、氢、储各领域,能够通过协同和合作,来满足产业园源源不断绿色能源的供给。

绿色电力的“经济账”

如果说绿电稳定供应是数据中心能耗管理的基本保障,那么更深层的思考在于如何实现绿色电力的经济性。

发布会上,远景能源战略总监郑子浩介绍了远景通过绿色能源供应智算中心的整体架构,为零碳数据中心的实现提供了关键解决方案。

针对不同能源场景、算力用户需求以及配套基础设施条件,远景提供高可操作性、高稳定性、高经济性的绿色算力中心解决方案,全面满足算力用户对绿色、节能、稳定、高质量等多方面的需求。在为数据中心提供更高比例绿电供应基础上,该解决方案还旨在进一步降低算力成本,为我国AI算力的发展起到重要的推动作用。

针对数据中心的基础绿电需求,远景给出了“绿证支持的绿电方案”。该解决方案主要采用绿电上网、负荷购买绿电的方式来实现绿电供给;针对实时推理型数据中心,远景建议使用“绿电主供的高可靠方案”,采用高比例的风光储接入及直供来直接获取绿电,从而替代通过绿证间接获取绿电的方式,相比传统的火电,该方案不仅更清洁,还更加经济;针对训练型算力中心,远景则提出了“源随荷动的高经济性方案”,利用风光储相结合的方式,为算力中心提供全部的电力能源。

据悉,远景已在张家口等地区开展了一系列应用探索。通过绿电供应的数据中心算力成本较此前将有显著降低,并实现了园区绿电应用占比超过70%的目标。

在耗电成本方面,据赵楚泓乐观预测,绿色能源的价格也遵循摩尔定律,它可以是一个急剧下降的陡线。因此,从长期来看,在经济回报方面,使用绿电供应,完全能够支撑数据中心的长期可持续发展。

实际上,算力和电力的发展相辅相成。正如远景科技集团董事长张雷在今年夏季达沃斯上指出的,一场能源和人工智能的“双向奔赴”已经拉开序幕。一方面,生成式人工智能依赖强大的数据处理能力和巨大的存储容量,数据中心需要消耗大量电力,造成电力供应与电网的瓶颈;另一方面,人工智能在构建以可再生能源为中心的新型电力系统中发挥着关键作用,可以作为“超级智能体”,大幅提高能源效率。

在实践中,远景将领先的人工智能算法与大模型应用于新型电力系统的搭建中,实现源随荷动、源荷互动。风电、光伏发电侧可以实现秒级响应负荷变化,储能侧可根据需求进行实时响应,绿色氢能作为长时储能调节发电与用电侧需求。

比如,基于新型电力系统,远景在内蒙古鄂尔多斯和赤峰分别打造电池零碳产业园与绿色氢氨工程,成为新能源时代的“新基建”,开启新一轮绿色产业革命。

绿色算力投资亟待建立行标

建设数据中心,就相当于建设中国数据经济发展的“高速路”。而这一基础设施建设的两大特征,一是高能耗,另一个则是对资金规模的高需求。

据介绍,为满足国内智能算力从百EFLOPS至千EFLPOS的增长,需要配置数万亿的资金驱动智算中心,也有赖于发电系统、储能系统、输配电网络、算力网络等基础设施的建设及改造。

当如此海量的资金投放到向算力基础建设,金融机构的尽调、风控模式也遇到了新的挑战。

“最大的挑战是,我怎么证明一个数据中心是绿色的?”浦发银行投行部总经理牟军在《白皮书》发布现场表示。

也就是说,绿电时代对算力资产评价的标准将见变化。

远景赵楚泓认为,过去的评价标准放在数据中心行业是没有问题的,但如果放在“双碳”目标的框架中,则存在一定的局限性的。“第一,这些IT设备到底做了什么?这个是一个大问题。第二,所消耗的电到底是是灰电、蓝电还是绿电?电的质量也无法看到。”

中国信通院、远景与合盈数据等共同编制的《白皮书》在这一痛点问题上带来了解题思路。

《白皮书》在业界率先提出“基于全生命周期的绿色算力”的研究范畴和测算方法,指数体系涵盖安全高效、绿色低碳、管理智能以及全生命周期绿色管理四个维度,可全方面评估数据中心绿色低碳化程度。

正因如此,《白皮书》也为数据中心的投资方提供了投资参考。

牟军也表示,尽快建立相关行业标准十分重要。“一个相对公允指数,对于投资决策相当于是一个锚、一个标准、一个测算方法或者方法论。如果有一个相对标准的指数,对投资数据中心的推进更具指导意义,金融行业对绿色算力中心的投资热情会增加很多。”

本次中国信通院、远景与合盈数据等联合推出的《白皮书》,在绿色算力建设的进程中实现了一个里程碑式的进展,但对于绿色数据中心万亿级市场的星辰大海来说,这只是万里长征的一小步。

在《白皮书》发布现场,合作双方也进一步提到,未来将在推动绿色算力评估相关行业标准、地区标准的制定等方面继续展开合作。

绿色算力的行标一旦形成,国内的绿色数据中心产业也将实现飞跃发展。届时,困扰美股“科技七巨头”的难题,有望通过中国人的智慧迎刃而解。

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