21世纪经济报道记者 赵云帆 报道
人工智能(AI)的未来是星辰大海,但什么是它的苟且现实?
早前,人们以为AI的瓶颈是算力芯片即将到来理论极限——即便是量子计算机,当前也因为并不擅长纯逻辑运算,而被排除在大量部署算力系统之外。
但现在人们发现,比起可以堆叠扩充产能的算力芯片,能源供给才是最终决定人工智能高度的关键。
而核能,是目前各界能想到的,唯一完美适配AI电力需求的能源类型。
然而,在是否要利用核能来供给AI用电需求的问题上,全球最聚焦AI领域的两个国家——中国和美国,却在当下出现了分歧。
AI的电力瓶颈
AI有多耗电?从加密货币时代开启开始,人们就对矿卡“电老虎”的形象有深刻的认知。
2022年ChatGpt横空出世,有人曾计算,GPT-3一次训练的耗电量就达1287兆瓦时。若按照新能源车的平均电耗,这些电量足够两百辆普通新能源车绕地球赤道一周。
不过,AI与电力开始频繁地被放到台面上来讨论,时间并不太久。
直至2024年年初,特斯拉总裁埃隆·马斯克在博世举办的采访环节中,首次在业界鲜明地提到了对AI能源需求的担忧。
“AI算力的限制是可预见的,我在一年前就预测到了芯片短缺。”马斯克表示,并且话锋一转,称到明年,将没有足够的电力来运行所有的芯片。
有人测算,如果按照当前AI发展的速率,全球AI与数据中心等关联计算的增长速度将达到15%。
激进的测算认为,AI耗电在全球电力消耗中的占比,将从2023年的2%左右,提升到2030年的10%。
而能满足如此大消耗的电能来源,在排除环境不友好的火电,以及能源稳定性较差的风、水、光伏等一系列绿电之后,仅仅剩下了排放极低,输出稳定性极佳的“核电”,成为了唯一的选项。
马斯克的话,就像是硅谷科技巨头对核能投资的预言。
今年9月,甲骨文董事长兼创始人埃里森(Larry Ellison)宣布,公司已经获准建造三座小型核反应堆设备(SMR)。
“人工智能的电力需求变得疯狂,迫使甲骨文寻求从下一代核技术中获取电力。”埃里森透露。
他还表示,公司已经确定了核电厂的位置,并获得了建造SMR的许可。
美国否决AI+核电
甲骨文之后,美国硅谷AI巨头,不约而同地瞄准利用核电设施为算力中心供电。
今年9月20日,微软公司宣布,与美国星座能源公司签订一条长达20年的供电合同,供电站为一所此前已经停止运行的萨斯奎哈纳河畔的三哩岛(Three Mile Island)核电站。
这桩交易被称为美国历史上出现的最大单笔金额的购电协议。但协议的背后,却令人回忆起了一桩陈年往事。
1979年3月,三哩岛核电站因辅助给水系统故障,造成部分堆芯熔毁,核燃料泄漏。随后数十年中,卫生部门对当地进行了广泛的癌症筛查,核泄漏清理工作则延续14年时间。
这一起事件也因其作为全球史上第一起反应堆堆芯熔毁事故,被命名为“三哩岛事件”。后续该事件还被拍成了纪录电影。
无独有偶,全球最大的云服务公司亚马逊此前也宣布,斥资6.5亿美元在泰伦能源(Talen Energy)旗下的萨斯奎哈纳核电站附近建设一个发电能力达 960 兆瓦的数据中心园区。同时,亚马逊和泰伦能源双方除了签订一份电力购买协议外,还约定由泰伦能源进行核电设施扩建。
但是,这桩核电大交易在美国政策局势风云变幻的最近,却遭到了美国联邦能源管理委员会的否决。
当然,亚马逊并没有放弃核能补给云计算的畅想。今年10月,亚马逊再次宣布与美国西北能源达成协议,计划斥资5亿美元开发并建设4个小型核电站。
今年8月,在一次采访中,马斯克曾向大众呼吁,核电没有人们想象的那么可怕,现在人类也有能力控制核电站事故导致的灾难,其尝试为科技企业大力发展核电,扫平舆论障碍。
然而,在未来保守人士主导的美国政策体系下,对核能安全性的担忧,对化石能源的重新依赖等因素,是否会导致美国科技巨头对核能的探索戛然而止?这尚属未知数。
中国AI拥抱核电
从另一个角度,由于AI算力耗电必须与能源供给、能源供给相匹配,因此仅从短期来看,也只有美国——以及中国,才拥有大力发展核能以支持AI的潜力。
而中国与美国相反的是,虽然后者仍然保有94座传统核电站,占到全球核电站数量的五分之一,但正在新建的核电站却不多。
相比之下,全球目前兴建核电站最多的国家为俄罗斯与中国。其中俄罗斯发展核电与其铀资源保有量较高密不可分,而中国则主要是依靠核电来补给光伏、水电、风电之外的稳定能源来源。
生态环境部发布的数据曾预测,到2025年,全国数据中心用电量占全社会用电量的比重将提升至5%,到2030年全国数据中心耗电量将接近4000亿千瓦时。
而该数据在目前AI训练需求指数级增长的前提下,仍可能略显保守。
在美国科技巨头纷纷布局SMR的同时,我国也在进一步加大已然处于较快增速的核电项目审批速度上。
今年8月19日,国务院常务会议一口气审批了包括江苏徐圩一期工程在内的5个核电项目。在中国历史上,这一节奏几乎绝无仅有。
目前,我国在运行的核电站数量为55座,在全球国家中名列前茅。但与此同时,核电在我国整体发电中所占的比例不到5%。相比之下,核电发展程度最好的法国,其核电的能源占比为70%。
“我们以前在核电技术上,能力上的短板,包括事故的影响,导致我们整体还是偏保守的。但是现在我们的技术能力已经达到比较强的层次了,因此有能力,也有动力去大力发展核电。”近期有核能行业高管如此告诉21世纪经济报道记者。
近日,记者还从相关人士处了解到,为应对新能源车、AI算力带来的大量耗电需求,我国已经确立了提升核能在总体能源结构中的占比。预计在2030年之前,核电占比有望迅速提升至8%到10%,乐观的情况下,核电占比在2050年将达到20%以上甚至更高。
但是,在审批速度加快的同时,一方面是激增的核电设备需求,一方面却是天然核电设备产能瓶颈。
“从产业链的角度,核电设备可细分为主设备,管材、仪表,阀门,泵,压力容器、制冷等。而包括构成主设备的零部件成百上千,每个部分的制造都有专门的人员、设备。只要一个环节的产能跟不上,整体的产能就容易遭到比较大的限制。”前述人士在提及核电设备产能问题时,又告诉记者。
换句话来说,核电是“非标制造”行业中的又一颗明珠,但让“非标制造”快速提升产能,几乎又是不太可能做到的事情。
“我们甚至希望国家在推动一些行业发展的时候,更够更为循序渐进一点,不要一下子就全部都推动出来。”前述人士告诉记者,业内目前已经在思考利用各种方式突破产能瓶颈,从而能迎合当下核电审批效率的快速提升。