第III部分 · 硬件与基础设施

能源:谁来为吉瓦买单?

第10章9 分钟阅读更新于:2026年9月

10.1人工智能的能源账单

10.2水、电力与碳足迹

除了这些影响,还要加上对电网和电费账单的冲击。在美国,数据中心的扩张可能使平均电费到2030年上涨约8%,在电网饱和的地区(例如弗吉尼亚州北部)涨幅还要大得多。由此引出一个公平问题:周边居民是否要在自己的电费单上,为 AI 巨头的能源胃口买单?

除了这些效应,还有两个盲区。第一个是电网稳定性:为了不依赖已经饱和的电网,一些运营商在现场自建发电设施(燃气、太阳能、电池,甚至专用核电),这一趋势被称为“表后”供电,它又反过来带来排放与公平方面的问题。第二个是物质层面的足迹:制造数以百万计的芯片和服务器要消耗关键矿产(铜、稀土),并且随着硬件的不断更新换代,产生越来越多的电子垃圾。因此,人工智能的足迹并不只是它今天烧掉的那些电。

瓶颈。 最具结构性的问题是一种时间上的错位,一些分析机构(如 Uptime Institute)从2026年起就对此发出警告:

图10.1. 能源“剪刀差”。建一座数据中心,远比建一座为它供电的电厂快得多。多位专家认为,这一时间差是未来几年人工智能扩张在物质层面的主要制约。

需要指出的是:各国的处境并不相同。例如在法国,电网运营商(RTE)估计,凭借已经基本实现低碳化的电力结构,能够消化各数据中心项目的预期需求(约 4 GW)。

10.3解决方案:能效、核能、可再生能源

10.4气候之争

一方面,人工智能给本已吃紧的电网带来了一项全新而巨大的负荷,有可能延长对化石能源的依赖,并把账单转嫁给公民。另一方面,它的支持者强调其对气候的潜在贡献:优化电网,加速新材料的发现(更好的电池、碳捕集),改进气候建模,或推动核聚变等研究取得进展(这些主题将在第14章讨论科学时再次出现)。

那个概括了一切、也是本章标题由来的问题,至今悬而未决:谁来为吉瓦买单? 是从中获利的企业,还是全社会?科学与经济上的收益,是否足以抵偿这一足迹?在2026年,还没有明确的答案,但有一点可以肯定:能源已经与芯片一样,成为人工智能发展轨迹的头号限制因素。


本章要点(第10章)

  • 数据中心的用电量(2024年约 415 TWh)预计将增长一倍以上,到2030年达到约 945 TWh,相当于日本的用电量。
  • 除了电力之外,人工智能还给水(冷却)、碳(应急燃气轮机)以及周边居民的电费账单带来压力;2026年,美国一些州(纽约州、加利福尼亚州)已开始就此立法。
  • 一个瓶颈正在逼近:建一座数据中心只需3年,而建一座电厂(尤其是核电站)要久得多,由此形成需求与供给之间的“剪刀差”。
  • 三种解决方案:能效(更好的芯片、量化、小模型)、核能(巨头纷纷签约,但周期漫长)和可再生能源(蓬勃发展,但具有间歇性)。
  • 气候之争尚无定论:一边是电网上的新增负荷,一边是加速能源转型的潜力。能源已成为人工智能的首要限制因素。

第III部分到此结束。我们已经看到了驱动人工智能的燃料(算力、硬件、能源)。第IV部分将探讨人工智能与其他颠覆性技术相遇的几大融合领域:区块链、量子计算和机器人技术。