AI 熱潮 引發能源轉型新危機

隨著人工智慧（AI）興起，矽谷科技巨擘不計成本地搶進AI領域，帶動大型資料中心如雨後春筍般應運而生，使電力需求幾乎在一夕之間激增。全世界許多地方都出現新增電力需求遠超過供給能力的現象，使AI業者必須苦等數年才能確保供電無虞，斷電及電價高漲的風險也隨之提高。

電力需求急劇增加，也使國家的能源轉型計畫，以及科技業者數兆美元的乾淨能源目標，都面臨顛覆的威脅。在某些國家，包括沙烏地阿拉伯、愛爾蘭及馬來西亞，要使計劃興建的資料中心全面運轉，所需的電力將超過再生能源電力的供給能力。

資料中心需求 十年翻倍

據一項官方預估指出，瑞典未來十年資料中心的電力需求將增加約一倍，2040年之前將再增加一倍。在英國，預估未來十年AI吸納的電力將增加500%。據高盛預估，美國2030年資料中心將吃掉全美8%的電力，遠高於2022年時的3%。

全球既有或正在新建的資料中心超過7,000處，遠多於2015年的3,600處。這些資料中心如果持續運作，一年共將消耗508太瓦小時（5,080億度）的電力，比義大利或澳洲一整年的發電量還多。預估到2034年，全球資料中心電力總消耗量將達1,580太瓦小時，相當於印度的總用電量。

這些還只是預估，而目前的「AI熱」將如何發展仍高度不確定。而且資料中心究竟需要多少電力，以及到底發電設施將增加多少，各種預估之間也存在諸多差異。

儘管科技業者指出，即使所有的擴張計畫都能落實，資料中心的用電量仍不到全球用電量的2%，但高盛4月的報告中則指出，到2020年代結束時此一比率將達4%，這也意味著用電量將急劇增加。

據NextEra能源公司預估，美國未來20年電力需求將成長40%，而過去年20年只增加9%。資料中心是促使電力需求加速成長的最大貢獻者，另外電氣化及製造業的電力需求也將激增。數據中心用電激增的主要原因，「就是AI」，包括訓練AI模組，以及推論過程，「用電量是以往的10-15倍」。

亞馬遜、微軟與Google等最大的雲端服務供應者已經宣布將完全使用綠能來運作資料中心的目標時程，亞馬遜是明年，微軟與Google則是在2030年之前。他們都表示正在利用科技方法以減少用電量，或更有效地使電網的供需更為平衡，包括提高晶片與伺服器的效率，安排設備時儘量降低冷卻需要，並且依據各地的電力供應情況來移轉用電負擔等。

能源缺口龐大 亟待解決

但OpenAI執行長奧特曼等人則表示，能源必須有所突破，以適應新的情勢。微軟與亞馬遜也對核能下注，亞馬遜最近便在賓州買下一處由核能提供電力的資料中心，並且不排除繼續做這種安排。微軟最近也承認，為了推動AI，使該公司在2030年前達到負排碳的長期目標受到影響。

Google全球數據中心電力主管柯瑞歐表示，「我們需要以數太瓦計的龐大傳統綠能，無論是風能或太陽能，而且全球皆然」，不僅限於AI的電力需求而已。1太瓦約相當於1,000座核電反應爐的發電量。他並指出，「當然我們自己要做到去碳化；但如果只獨善其身，而不顧及整個電網，這有道理嗎？」

現在的資料中心通常都有數以千計的輝達H100晶片，而每枚晶片的耗電量可達700瓦，是一台60吋螢幕電視的八倍左右，而用來訓練AI模組的資料中心需要更多晶片及電力。舉例而言，微軟用來開發OpenAI科技的資料中心，便使用數以萬計的輝達處理器；為了防止這些處理器過熱，還採用聯網方式，以及其他類型晶片與機器，耗電量因而更高。

矽谷的常識就是需要的電力只會增加，不會減少。例如輝達最新的B100晶片，耗電量接近H100晶片的兩倍。輝達表示，該公司將能以較少的晶片承擔更多工作；但輝達加速運算主管巴克承認，AI部署可能將會增加，因為「大家喜歡把自己的資料中心塞滿」。

AI發展也日新月異，且熱衷於邁向更大型AI模組。微軟於2020年用來訓練OpenAI的GPT-3系統所建立的超級電腦，共使用1萬枚當時最新型的AI晶片；2023年微軟的超級電腦則使用14,400枚輝達的H100晶片；正在設計中的下一台超級電腦，效率將再增強30倍。

維吉尼亞北部 用電大增

輝達執行長黃仁勳表示，許多國家將急於建立自己的「主權」AI系統，以維持競爭力，並且在國內自行處理數據。全球AI爭霸戰可能要看那些國家擁有足夠的資料中心及電力，來支持AI科技。果真如此，則美國勞登郡的處境將是全世界其他地區的願景，也點出其他國家將面臨的電力挑戰。

美國維吉尼亞州北部的勞登郡及附近地區，以往是以馬場及南北戰爭時的戰場而聞名，但過去15年區內許多田地與林地已被剷平，蓋起大量的資料中心，成為當今數據化生活的骨幹。

現在當地的風貌改變更大，也使電網的負擔加重。最新一座面積約20萬平方英尺、由數據銀行（DataBank）擁有的資料中心即將完工，這座中心的耗電量相當3萬個美國家庭的用量，但前提是必須有足夠電力。

當地的電力供應無法跟得上這座資料中心的電力需求。一家未具名的「科技巨擘」客戶租下了這座中心的所有設施，渴望藉由此地的運算資源以應AI之需；在數據銀行還未取得所需的電力供應之前，伺服器已經先行進駐。

數據銀行的經營者馬塞斯表示，「這都是伴隨AI而來的。他們需要儘速提供大量電力，立馬就要。就像是為AI開出電力的空白支票」。

維吉尼亞州民眾對資料中心的反對聲浪正在升高。威廉王子郡想改變行政區規劃，讓某些區域能讓資料中心的高度提高一倍，便遭到當地居民反對，他們強調資料中心產生的噪音破壞社區安寧，而且使供電更吃緊；「毫無節制地批准資料中心設立，卻根本不知道電從那裡來」。不過儘管有民眾反對，但郡議會經過表決後，最終還是同意數座最大的數位中心在當地設立。

馬來西亞柔佛 面臨困境

下一個正在醞釀中的資料中心重鎮，可能在馬來西亞的柔佛州，當地正在加速為資料中心鋪路。關鍵在於柔佛州距離新加坡這個老牌的資料中心要地非常近，但新加坡過去幾年來並未大力增加電力供給。

柔佛州新山市郊原本是個漁村，現在微軟、亞馬遜與普林斯頓數位集團（PDG）都在當地投資；距離新山市約40英里的士年科技園區如今正在大興土木，而PDG新建的數據中耗電量達1.5億瓦，周圍還環繞著其他業者的小型資料中心。預估未來兩年內柔佛州數據中心的用電量將達3億瓦。

但即使全球對資料中心需求若渴，但仍面臨重大限制，就是電力需求增加對氣候的衝擊。以士年納（Sedenak）科技園區為例，電力主要來自燃煤及天然氣電廠。儘管馬來西亞雄心勃勃擴張再生能源，包括在柔佛州建立一座發電量達5億瓦的太陽能電廠，但目前當地1/3以上的電力供應仍仰賴燃煤。馬來西亞大部分的資料中心目前尚未啟用，但預估單單是資料中心所需的電力，就超過馬來西亞2022年再生能源的總產出量。

另外，德州也是美國成長飛快的資料中心市場，主因德州擁有獨立且法規寬鬆的電網，使資料中心等待供電的時間大為縮短。微軟目前是德州用電量最大的資料中心業者；微軟能源部門副總裁霍立斯表示，在德州興建的資料中心只需一、兩年就能有電可用。

德州供電充裕 仍有隱憂

霍立斯指出，德州能供應大量太陽能電力，而且狹長地形使德州成為全世界最適合開發風電場的地點之一。不過德州的問題是天氣較熱，且供水受限，促使微軟與Google的資料中心無法採取「水冷卻」模式，因而使用電量平均增加5%。

德州電力供給表面上相當充裕，但仍有其限制。霍立斯表示，生產綠能所需的太陽能板及其他設備已經供給吃緊。德州電力可靠性委員會最近表示，低估了聖安東尼奧地區的電力需求，而微軟的大型資料中心園區就位於此地，未來有可能導致全州性連鎖停電。