本文來自微信公衆号:最話 FunTalk(ID:iFuntalker),作者:何伊然,編輯:劉宇翔,頭圖來自:視覺中國
人們對 AI 的恐懼似乎是深藏在骨髓裏的。
近期大熱影片《沙丘 2》的故事背景是在遙遠的未來,人類與 AI 爆發戰争,雖然人類慘勝,但消滅 AI 後,人類不再相信人腦以外的智能技術,選擇了靠 " 香料 " 來供養有特異功能的人,進行複雜計算和星際導航。
雖然到目前爲止,AI 的能力還遠未到與人類一戰的地步,但人們已經憂慮它的威脅,那就是:它可能吞噬掉這個星球的電力。
在今年 3 月美國得州休斯敦市舉行的 " 劍橋能源周 " 上,微軟創始人比爾 · 蓋茨表示,AI 消耗的電力是驚人的,電力是決定數據中心能否盈利的關鍵因素。無獨有偶,在今年的達沃斯論壇上,OpenAI 首席執行官奧特曼直言," 大家仍然沒有意識到技術對能源的需求,如果在能源方面不能取得突破,就不可能實現技術目标。"
相比起蓋茨和奧特曼,其他科技大佬給出了更爲悲觀的預期。特斯拉 CEO 馬斯克認爲,未來幾年内 AI 行業将由 " 缺矽 " 變爲 " 缺電 "。英偉達的創始人兼 CEO 黃仁勳近期更是表示,AI 的盡頭是光伏和儲能。
那麽 AI 到底有多耗電呢?數據可能更直觀。去年 10 月,荷蘭國家銀行數據科學家亞曆克斯 · 德弗裏斯在一篇論文中估計,到 2027 年,整個人工智能行業每年将消耗 85 至 134 太瓦時(注:1 太瓦時 =10 億千瓦時,即 850 億至 1340 億千瓦時)的電力。這相當于阿根廷、荷蘭和瑞典各自一年的用電量,約占全球當前用電量的 0.5%。
三四年新增約一個國家的用電量,而當前全世界除幾個國家外,其他國家、地區的電站建設都已趨于平緩。一邊是 AI 呈指數級上升的耗電量,一邊是平緩的供電量。資本市場看到了賺錢的機會。
3 月上旬,做私募的朋友告訴我,"AI 訓練大模型,就是電力黑洞,已經有很多資金建倉電力股。AI 耗電的輿情起來,暴漲不可避免。"
但,AI 的耗電耗能水平,真的到讓人類恐懼的地步了嗎?
一、并不缺的電力
科技行業的能耗一直爲人所诟病。
在币圈最火爆的那兩年,爲了低成本 " 挖礦 ",礦場紛紛在山區裏的水電站紮根,不少早已廢棄的水電站因爲比特币而重獲新生。不過,币圈終歸是少數人的狂歡。随着 AI 廣泛介入人類生活,AI 節節攀升的電力需求遠遠超過了币圈。
數據中心、超級算力中心都是名副其實的 " 吞電怪獸 "。根據國外研究機構的報告,ChatGPT 每天響應大約 2 億個請求,需要消耗超過 50 萬度電力。目前,一戶普通的美國家庭的平均每天用電量爲 29 度,也就是說,ChatGPT 每天用電量相當于 1.7 萬個美國家庭每天的用電量,年耗電量 1.8 億度電。
這個數字雖然非常可觀,但可以比較的是 2023 年美國僅風力發電量就超 4500 億度,同比增長 15%,占全美發電總量的 12% 以上,能滿足 4300 多萬戶家庭一年的用電量。這還僅僅是風電。
去年,美國能源情報署發布的長期年度展望中估計,美國目前電力需求的年增長率不到 1%。按新能源公司 NextEra Energy 首席執行官約翰 · 凱徹姆(John Ketchum)的估計,在人工智能技術的影響下,這一電力需求年增長率将加快至 1.8% 左右。
波士頓咨詢集團的報告則顯示,2022 年,數據中心用電量占美國總用電量(約 130 太瓦時)的 2.5%,預計到 2030 年将增加兩倍,達到 7.5%(約 390 太瓦時)。這相當于約 4000 萬個美國家庭的用電量,即全美三分之一家庭的用電量。該集團還預計,生成式人工智能将至少占美國新增用電量的 1%。
從這個角度來說,即使數據中心、AI 新增用電量并不小,但還遠不到毀天滅地的地步。
須知,雖然被嘲諷基建進展拖拖拉拉,但美國的電力建設速度其實非常快。2000 年,美國風力發電量隻有 50 多億度,到 2010 年已高達 956 億度;5 年後這個數據又翻了一倍,來到 1900 多億度,2023 年到 4500 億度,23 年間翻了 90 倍,相當于新建二十多座大型核電站。
可能美國的電網相對拉垮,近年來每年冬天幾乎都面臨大規模斷電風險,但從發電角度,美國的發電增長速度并不落後。
此外,除了陸上風能電廠,美國海上風能資源也非常豐富,每年潛在發電量超過 44 萬億千瓦時,可供開發的發電量爲 7.2 萬億千瓦時,比現在全美每年的發電總量還高出 3 萬億千瓦時。
而美國境内有 450 家與風能相關的制造工廠,特别是五大湖地區聚集了大量的風能設備制造企業,通用電氣是美國最大的風力渦輪機生産商,市場占有率超過四成。
僅美國風能的發電量、發電潛力,就足以應對 AI、數據中心的用電量。比起美國,中國的再生能源發電量就更爲巨大。2023 年中國風電發電量達 8090 億千瓦時,同比增長 12.3%。
"AI 再耗電,中國的體量和能力足以支撐,現在不進行大規模開發,是因爲沒需求。" 一位風電行業人士告訴《最話》," 可規劃的容量足夠大,AI 要是有大量電力需求,我現在就能上項目開幹。"
而在成本方面,國際可再生能源署報告指出,過去十年間,全球風電和光伏發電項目平均度電成本分别累計下降超過了 60% 和 80%。上述業界人士也介紹說," 光伏的綜合成本跟火電差不多,風電一半區域的綜合成本比火電低了。"
再生能源發電成本之所以能大幅下降,正如國際可再生能源署所稱的 " 很大一部分歸功于中國創新、中國制造、中國工程 "。而目前國内的電廠建設甚至消化不了龐大的産能,必須打開海外市場。目前,中國風電、光伏産品已經出口到全球 200 多個國家和地區,累計出口額分别超過 334 億美元和 2453 億美元。
" 我們一直在考慮電力輸出,先出口設備,之後再考慮在當地建設風力發電站。" 上述人士說。
那麽,再生能源足以滿足需求的情況下,黃仁勳、比爾 · 蓋茨、馬斯克、奧特曼爲什麽還要呼籲全社會要提高對電力短缺問題的重視程度呢?
二、押注核聚變
2015 年,奧特曼向一家名爲 Helion Energy 的公司投資了 950 萬美元。
Helion Energy 成立于 2013 年,該公司宣稱正在開發一種磁慣性聚變技術,通過非中子聚變産生氦 3 和聚變能,實現低成本的清潔電能供應。它是第一家實現超過 1 億攝氏度核聚變反應的私營企業。
目前主流的石油、天然氣、煤電不符合矽谷多年來自诩的綠色環保主張,太陽能、風能模式已經不夠性感,并且确實有缺陷," 由于可再生能源存在不穩定性,受天氣影響,可能發生間歇性缺電,而數據中心、AI 訓練對穩定性要求較高。"
于是,矽谷大佬們把目光轉向了核能。奧特曼說," 我認爲 OpenAI 和 Helion Energy 的目标非常一緻。如果我們能推動技術成本和能源成本一路走低,就能用越來越少的錢讓 AI 系統變得強大,所有人的生活質量都将得到提高。"
相比較現在以核裂變爲主導的核電站,核聚變被認爲更加清潔、更加安全、更加高效的能源。
首先,核聚變的燃料和廢料不具備很強的放射性,不像現在的核電站廢料有巨大放射性,需要數百年甚至更長的時間才能自然衰變。
其次,核聚變隻能在極端條件下發生,反應堆發生故障的後果也就是停機斷電,不會釀成福島核電站核污水洩露這樣的大危機。
最重要的是,研究認爲核聚變每千克燃料産生的能量是核裂變的 4 倍,比燃燒石油和煤炭産生的能量高出近 400 萬倍。
在很長時間,核聚變因爲技術存在難以突破的難題而長期處于發展瓶頸期,業内甚至調侃核聚變技術應用日期會永遠是不久的将來。近幾年,高溫超導材料、聚變本身技術進步,讓可控核聚變從前沿的科學研究逐步變成了似乎可能落地實現的工程問題。
以上種種,讓核聚變在電力需求日益增長的現在成爲了一條頗有想象空間的創業賽道。
歐美投資者迅速挖掘商機。最近三年,可控核聚變投資領域在全球融資超過 60 億美元,新成立可控核聚變公司超過 40 家。
2021 年,奧特曼一口氣向 Helion Energy 追加 3.75 億美元投資,他還表示:" 從根本上說,當今世界,你随處可見的兩個限制性商品是智能和能源。"
目前,Helion Energy 正在建設其首個反應堆項目 " 北極星 "。按最樂觀預計," 北極星 " 将在今年内成爲世界上第一個展示淨發電量的聚變發電機。
2023 年 5 月, Helion Energy 宣布和微軟簽署合作對賭協議,公司會在 2028 年之前建成世界上第一座核聚變發電廠,投産後将在 1 年内至少向微軟提供 50MW 的發電量,否則會支付罰金。
協議背後顯然有奧特曼的影子。
對于一個大型發電廠來說,50MW 的裝機容量并不大,但是核聚變實現商業化運營絕對會是能源賽道跨時代的一步。
有專家認爲,目前大模型訓練成本中 60% 是電費,能源開支已經嚴重制約着大模型的叠代升級。Helion Energy 承諾,未來會将發電成本降低到每千瓦時 1 美分。與之相比,在有政府可再生能源補貼的情況下,美國目前平均發電成本還達到了每千瓦時 10 美分。
如果對賭成功,Helion Energy 有望在微軟和 OpenAI 的加持下,在 AI 能源供應商賽道上占據先機。核聚變把能源價格打下來,困擾 AI 發展的能耗成本和穩定的電力供應從上遊就有了解決辦法,AI 全面擁抱社會生活也有了資源上的支撐。
Oklo 是奧特曼押注的另一家核能初創公司。
Oklo 由兩位畢業于麻省理工的核工程博士創建,和奧特曼有着良好的私人交情和相似的發展觀念。Oklo 緻力于設計和部署下一代核能快堆技術,該技術利用自然物理現象進行運行和自調節,使用高豐度低濃鈾燃料,力求反應堆在不換料的情況下運行數十年。
按照設想,Oklo 将形成售電、燃料回收兩類商業模式,目标受衆包括數據中心、工業、社區、工廠、公用事務等領域。
2023 年,Oklo 宣布和奧特曼成立的空殼公司 AltC 合并。Oklo 有望今年在紐交所借殼上市,籌集 5 億美元資金。目前,Oklo 還沒有實現任何收入,第一家工廠計劃在 2026 年上線。Oklo 稱,如果一切進展順利,将能給全球持續供應超過十億年的能源需求。
奧特曼曾表示,人工智能和綠色能源是實現人類社會美好未來的關鍵要素,他願意在這兩個領域做任何推動性嘗試。
三、先炒了再說
奧特曼的理想是美好的,可實際真的如此嗎?
核聚變初創企業面對的現實難題遠比 AI 要複雜。在各個國家,核安全都是重中之重的敏感議題。即便是在美國,幾十年來核能行業都沒有迎來過爆發式增長期。目前,全美共有 93 個在運行的商業反應堆,峰值是 1990 年的 112 個,核能占美國總發電量的 19%。
2022 年,聯邦核管理委員會以沒有提供足夠的安全信息爲由拒絕了 Oklo 愛達荷州的發電廠設計申請,美國空軍也撤銷了微型反應堆試點項目合同。Oklo 承認,獲得監管機構認可比尋找潛在客戶的難度要高得多。
在多數情況下,核能研究與應用仍是政府主導的社會行爲,私人企業介入相關領域高度受限。
有消息人士稱,微軟内部甚至部署了一個團隊,專門使用美國核能監管文件訓練 AI,目标是打造能幫助減少核電站建設審批時間和成本的專用大模型。
這相當于讓 AI 想辦法給自己開一張能源許可證,細思極恐。
但即使 AI 想辦法獲得聯邦核管理委員會的許可,前路依舊不平坦。比起技術已經成熟的核裂變," 核聚變是聖杯,是神話中的獨角獸。"
世界上最著名的核聚變研究裝置是由六十多個國家和地區參與的國際熱核聚變實驗堆(ITER)。該項目位于法國南部,2006 年正式啓動,原定 2016 年投入運行,然而進展一拖再拖,目前仍在組裝階段。
舉全球之力的實驗堆在建設運營上都舉步維艱,隻有幾十個人的初創公司要推進核聚變全面商用,并将産能納入電網,在現實層面上怎麽看都顯得有些不切實際。
傳統電力行業對于矽谷熱捧核能也流露出了冷眼态度。有分析人士稱,一座小型核電站修建成本都得按數十億美元計算,現有的融資規模根本不足夠支撐電廠正式投運。即便啓動,核聚變反應堆短期内輸出的電量遠遠抵不過爲其投入的成本。
從經濟利益上來說,矽谷并不能達成省錢增效的目的。此外,核反應堆建設的每一步都必須得到審批通過,每一項内容都需要耗費大量時間進行論證,并不符合科技圈習慣的快速叠代節奏。
不少人認爲初創企業爲了渲染公司的前景,避重就輕回避了行業的普遍難點。2021 年,歐洲核聚變研究組織 EuroFusion 首席執行官在采訪中就不屑地表示: " 私營公司說他們将在十年内商業化運行核聚變。這隻是爲了吸引資助者。"
平心而論,Helion Energy 和微軟的協議是非常激進的賭局,核聚變到現在都沒有造出來過可以産出更多電力的裝置,在實驗室裏都是勉強達成狀态,商業化隻給 5 年顯得過于苛刻了。
近幾年,各行各業似乎都到了發展瓶頸期,投資者很難找到合适的項目。核聚變的故事非常滿足矽谷對高潛力行業的渴望,還和時下最熱門的 AI 有強關聯性。
和消費科技相比,盡管在核聚變領域押注失敗的風險要大,但行業領頭羊都願意賭一把帶來的信心效應是無窮的,能吸引更多資金、人才投入核聚變領域。而核聚變初創企業業務模式和思路仍比傳統核工業更快、更靈活,和院校出身的創業團隊深度捆綁,可以讓矽谷更順滑地介入一直和自己不夠對付的能源領域,探索新的業務增長點。
即便核聚變沒有搞成,哪怕找到了新的結合點與突破口,也不算打水漂。即便核聚變沒有搞成,芯片大賣、AI 更被人所熟知,就當做了次大宣傳。橫豎都不虧。
而在普遍沉寂的大環境裏,科技大佬們的 " 缺電論 " 就宛如一聲驚雷,炸響了無數投資人,無論是一級市場的投資人,還是二級市場的 " 賭徒 "。
對于在中國資本市場以 "AI 訓練大模型是電力黑洞 " 爲名炒作的玩家來說,AI 到底會不會造成電力危機、核聚變到底可不可行,其實無關緊要。超導、核聚變概念已經炒過一輪,那麽 " 電力黑洞 " 就成了新的炒作概念。
正如我那位私募朋友所說,"AI 訓練大模型的耗電量,那就是市夢率啊,就和 2015 年炒新能源汽車一樣,先炒了再說。"
他總結說," 如同牛頓時代的郁金香狂熱,郁金香開什麽花,重要嗎?"
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