弗吉尼亚州劳顿县——在通往弗吉尼亚州北部庞大的数字数据中心集群的输电塔的高处，线路工作人员正在做着能源世界中最可怕的工作之一。
经过特殊训练的技术人员一直在拆除带电的、未绝缘的高压电线，这些电线的电压高达23万致命电压。他们正在用先进的电缆取代它们，这种电缆可以将电力传输提高50%。
该州最大的公用事业公司Dominion Electric负责输电的副总裁马修·加德纳(Matthew Gardner)说，除非迫不得已，否则你是不会这么做的。该公司拥有并运营着这些线路。
自治领说它必须这么做。
在杜勒斯国际机场(Dulles International Airport)的郊区，美国最大的数据中心群正在从Dominion的线路中汲取电力。生成式人工智能流量的爆发，以及对更多人工智能流量的预期，导致用电量飙升。
自治领选择了罕见的“热线”替代者。它根本无法关闭现有的输电线，这些输电线为不断增长的数据中心提供全天候的电力需求。Gardner在接受采访时表示:“这些项目的完成对我们未来的增长至关重要。”
从成立到达到目前的电力输送水平，Dominion花了115年的时间。Gardner说:“在数据中心的推动下，增长速度如此之快，我们的系统负载将在未来15年内翻一番。”
在这里和美国各地的其他数据中心集群，由于美国数字经济的下一阶段，电网行业正在努力从化石燃料发电向可再生能源发电的历史性转变，突然面临着前所未有的需求预测，而没有整体的游戏计划。
目前，美国电网行业已经远远跟不上乔·拜登总统的零碳发电目标，这一目标要求降低灾难性气候事件的风险。鉴于拜登领导下联邦政府在清洁能源方面的支出规模，2024年的总统竞选就像是对气候政策的全民公投。根据最近的研究，如果公用事业公司主要依靠天然气和燃煤发电来满足需求，人工智能驱动的能源需求将对减少碳排放构成新的障碍。
电力研究所(EPRI)首席执行官阿尔沙德·曼苏尔(Arshad Mansoor)表示，公用事业公司、电网规划者、数据中心运营商及其客户应该共同努力开发清洁能源。
在提交给能源部长詹妮弗·格兰霍姆(Jennifer Granholm)能源顾问委员会的一份报告中，EPRI敦促美国“向数据中心运营的无碳电力来源过渡，向备用电源的低碳技术过渡”。
数据中心vs气候变化?
在不输掉对抗全球变暖的斗争的情况下满足电力需求，突然改变了美国电网的规划和政策。
为了说明数字技术对电力的贪婪需求，EPRI指出，今天在笔记本电脑浏览器上进行简单的搜索消耗大约三分之一瓦的电力。但随着电力需求的急剧增长，先进的人工智能技术和高性能计算正在训练软件算法从大量数据文件中创建答案。
EPRI的报告总结称，如今，通过ChatGPT进行复杂的生成式人工智能问题需要3瓦的功率，是简单搜索量的10倍。谷歌补充说，具有类似生成人工智能功能的谷歌搜索可能需要9瓦的功率。
EPRI表示，根据人工智能的发展速度，数据中心的电力需求可能会在短短六年内从美国电网输出的4%左右飙升至9%以上。
Mansoor在接受采访时表示:“没有人能很好地理解生成式人工智能将如何影响社会的方方面面。”他说:“因此，我们现在说的任何话，很可能在六个月后都是错误的。”
旧金山能源研究公司“能源与环境经济”(E3)收集了13项分析，分析了在不同假设下，数据中心的扩张可能需要增加多少电力输出。
预计到2030年新增装机容量为2万兆瓦至10万兆瓦。还有很多未知因素，包括“智能”生成人工智能会有多聪明，人工智能芯片能提高多少效率，以及紧张的电网是否能真正提供数据中心所需的电力。
E3高级合伙人、该报告的合著者库沙尔·帕特尔(Kushal Patel)表示:“仍然存在大量不确定性，”尤其是在最高预测方面。“未来可能不会更确定，”他补充说。
穆迪投资者服务公司(Moody 's Investors Service)在最近的一份研究报告中警告称，如果一些公用事业公司最终过度建设为数据中心服务的基础设施，消费者可能会面临更高的成本。
10万兆瓦的发电量大致相当于美国全部94座核反应堆6年发电量的总和。
总部位于德克萨斯州的数据中心建造商Aligned Data Centers的首席创新官菲尔·劳森-尚克斯(phil Lawson-Shanks)表示，尽管影响无法衡量，但增长正在到来，因为人工智能应用的潜在利润已经在以亚马逊网络服务(Amazon Web Services)、微软(Microsoft)、谷歌(Google)、meta、苹果(Apple)和TikTok为首的超大规模互联网云基础设施公司中创造了一场领先的短跑。
“我不太愿意用这个词，但这几乎是一场军备竞赛，”他说。
“他们说，‘好吧，我不知道有多少，但我知道我需要电力，’”EPRI的曼苏尔说。“‘我需要尽我所能去建造。’”
新能源的成本
E3指出了医疗保健行业对人工智能电力需求的潜在规模。
据该公司估计，美国大约有3.2万名放射科医生，他们的中等年薪为35.4万美元。E3研究人员表示，如果人工智能能够学会准确分析x射线、超声波和核磁共振成像图像，并取代10%的放射科医生，那么这种替代带来的收入每年可能超过10亿美元。
这将为大量耗能的超级计算机买单。
E3指出，由于将风能和太阳能连接到电网需要很长时间，而且两党在联邦输电政策上存在分歧，数据中心最快的新电力来源是燃气发电。
北达科他州的官员们看到了蓬勃发展的数据中心业务的前景——基于与主要科技公司的讨论——这是一个利用该地区高产油田开采的部分天然气的机会。北达科他州商务部专员约什·泰根说，该州官员正在寻找方法，开发更多的燃气发电，为数据中心供电，并将多余的电力出售给电网。
电网运营商和公用事业公司正以电力可靠性面临威胁为由，推迟一些化石燃料电厂的退役。E3分析师表示:“这些回滚与客户的环境目标和投资相冲突，并威胁到国家和公用事业的减排目标。”
根据E3的说法，例如，一个典型的1000兆瓦燃煤电厂的退役推迟一年，就会向大气中排放380万吨二氧化碳。据E3计算，这将抵消3000兆瓦公用事业规模太阳能装置的碳减排效果。
我们能做些什么呢?
Gardner说，当务之急是，公用事业公司需要更多地利用先进的输电电缆和“电网增强技术”，比如动态线路额定传感器，它可以告诉电网运营商何时可以输送更多的电力，而不会使电缆过热。
EPRI分析师建议，数据中心运营商可以在可再生能源最充足的白天或晚上同步人工智能操作。或者大型人工智能客户可以帮助资助先进的24/7无碳电源的试点安装。
在7月30日的会议上，能源部长顾问委员会敦促公用事业公司、监管机构、数据中心用户和建设者共同努力，加快风能、太阳能和电池的发展。长期技术包括小型模块化反应堆(smr)、长期电网电池、氢气中心、燃料电池和化石电厂碳排放的地下储存。
爱达荷国家实验室(Idaho National Laboratory)的高级电网战略家安迪·博赫曼(Andy Bochman)强调的是小型核反应堆。
Bochman说:“这样一来，类似规模的小型堆就可以一对一地取代燃煤和天然气发电厂。”“这必须通过尽快扩大风能、太阳能和微电网的储能来补充。”
“作为一个行业，我们将被迫关注自我发电，直到电网能够赶上，”校准数据中心的劳顿-尚克斯说。
EPRI的Mansoor说，超大规模运营商拥有巨大的财务资源。他们可以与公用事业公司合作，在数据中心建立试点发电厂，这可以消除支持氢或碳捕获等新兴技术的一些财务风险。
“到2030年，我们可以有10个小型反应堆和10个碳捕获和储存项目投入使用，”曼苏尔说。
他继续说，在天然气和煤电厂可能会有10个碳捕获和储存装置。
大数据中心用户会投资吗?“他们在说话，”曼苏尔说。
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