10 月 27 日,OpenAI 官方表示,電力不僅是公共事業,更是一種戰略資產,對 AI 基礎建設至關重要。AI 是自電力問世以來最重要的科技,而電力將協助美國在 AI 領域保持領先地位。
OpenAI 強調,在 AI 時代「電力就是新石油」,更是打造 AI 基建的關鍵策略性資產;OpenAI 建議美國政府每年新增 100 GW(十億瓦)的發電規模。
根據美國能源資訊署(EIA)資料,100 GW 相當於 800 萬戶美國家庭十年的用電量。OpenAI 指出, 中國僅在 2024 年就新增 429 GW 的發電裝置容量,約占全球發電增長的一半以上。
相較之下,2024 年美國僅新增 51 GW,約為中國的八分之一。這種巨大的「電力落差」讓美國在 AI 競賽中面臨落後風險。
缺的不是GPU,而是電
根據綠色和平組織的統計,僅 ChatGPT 每天在全球的耗電量即高達 290 萬度,約等於 10 萬個美國家庭一天的用電量,尚未計入工廠導入 AI 或其他 AI 應用程式所需的電力。
另據「國際能源總署(IEA)」今年 4 月發表的「能源與人工智慧」報告,全球數據中心耗電在 2024 年約占總電力消耗的 1.5%,到 2030 年預估將超過 3%,電力需求將倍增,達到 945 TWh(太瓦時),與日本全國目前用電量相當。
一座 100 MW 規模的 AI 專用資料中心,其電力消耗可達 10 萬戶家庭的用電量;而正在建設中的超級資料中心甚至將達到 200 萬戶的用電規模。
這樣的成長速度遠高於其他工業部門,促使各國重新審視電力分配與基礎建設的需求。
目前以美國、中國與歐洲為主要資料中心耗電地區,約占全球資料中心總耗電量的 85%。IEA 預測,到 2030 年,美國在資料處理上的用電量將超過鋁、鋼、水泥與化學製品等高耗能製造業的總和。
AI 將成為電力需求成長的最大來源,約占美國整體電力成長的近一半,使原本趨緩的用電需求重回高成長軌道。
電力需求「平穩成長」的時代已結束
為應對快速攀升的 AI 用電需求,Google、微軟、亞馬遜等科技巨頭紛紛轉向核能與再生能源。
IEA 指出,自 2030 年起,「小型化模組核反應爐(SMR)」預期將投入應用;再生能源如太陽能與風力,也將透過儲能與電網整合提供較穩定的電力。
面對 AI 資料中心的集中性與高能需求,許多地區電網已出現壓力。IEA 警告,若無法即時擴建電力基礎設施,將有 20% 的新建資料中心計畫可能延宕,進而影響整體數位轉型及 AI 發展進程。
另外,高盛預測到 2030 年,全球資料中心的電力需求將較 2023 年大幅增加 175%,比其先前 165% 的預測再上修 10%。這個增量,相當於再增加一個全球前十耗電國的用電量。
資料中心首次成為電力行業增長的主要推動力,顯示電力需求「平穩成長」的時代已經結束。
尤其是 AI 伺服器機架的功耗極高,為傳統雲端伺服器的 10 倍以上。電力供應的挑戰將持續數十年,而美國電網的平均使用年限已達 40 年,難以應對此需求高峰。
審批流程、輸電建設,以及燃氣輪機等關鍵供應鏈問題,導致新建天然氣電廠的併網週期長達 5–7 年,無法滿足快速成長的需求。
美國前總統川普已注意到這個問題,他以雷厲風行的手段縮短官僚流程,使資料中心電網接入的審查時間縮短至 60 天內。
資料中心電力需求增加約 60%,必須透過新增電力來源因應;換言之,新建的資料中心必須同步覓得新增的電廠。在環境適合下,太陽能、風能搭配天然氣發電,是最快提升電力供給的組合。
Google大方擁核,積極支持SMR新創
不過,太陽能與風能的發電效率較低,且受天候限制,因此無法完全承擔資料中心的用電需求;核能發電遂成為資料中心基載電力的最佳解方。
以 Google 為例,近期宣布與全美最大再生能源業者 NextEra 合作,重啟愛荷華州一座停擺五年的核電廠。該廠發電容量 615 MW(百萬瓦;作比較,我國核三廠單機組為 951 MW),預計 2029 年重新供電。
重啟工程估計耗資逾 16 億美元,將成為美國第三座恢復營運的核電廠。Google 也已與 NextEra 簽署 25 年購電協議(PPA),成為主要購電方。
此外,Google 今年 5 月也與核能新創公司 Elementl Power 展開合作,在三個地點共同開發小型模組化反應爐(SMR)。
依雙方協議,每座反應爐將增加至少 600 MW 的發電容量;未來將接入當地電網並開放商業購電選項(PPA),使 Google 能直接採購低碳電力,減少對傳統電網的依賴,同時降低碳排。
10 月 14 日,Google 宣布支持核能新創公司 Kairos Power 在美國設立 7 座小型核反應爐,預計在 2035 年前合計提供 500 MW 的供電量,用於 AI 資料中心供電。
Google 承諾購買 Kairos Power 所建 7 座反應爐生產的電力;這些反應爐將採用最新的第 4 代熔鹽反應技術。此舉有助於該公司在 2030 年前實現首座商業用核反應爐投入運轉,並在 2035 年前擴增數量。
OpenAI 執行長 Sam Altman 早已意識到電力是發展 AI 的關鍵;早在 2021 年,他便投資核能新創 Helion Energy 3.75 億美元,發展核融合技術。
沒有電力,就沒有國力與算力。電力是國家基礎建設最重要的一環;在 AI 時代,電力的重要性再度被提高。全球各國發展 AI,電力不足是迫切的危機。
