美媒刊文：美国老化电网已无法负荷AI计算，须学习中国建立国家高压输电走廊
观察者网2024-09-25 13:29
【文/观察者网 齐倩】“我们必须向中国学习，建立全国性的高压输电走廊。”
9月24日，美国《华盛顿邮报》刊发署名文章，美国麻省理工学院学者丹妮拉·鲁斯与前美国能源部分析学者尼科·恩里克斯联合呼吁美国政府加快对老化电网的更新换代，因为在人工智能耗电量剧增的现在，“美国可能已经无法匹敌中国的集中式能源系统”。
在这篇题为《为了在人工智能领域与中国竞争，我们需要更多电力》的文章中，两名作者首先指出，在竞争日益激烈的世界中，“先进、有效地使用人工智能”对于美国在与中国和其他对手的竞争中保持优势至关重要，但“人工智能需要大量的电力。”
文章举例称，简单的ChatGPT-4查询耗电量是谷歌搜索的10倍以上。两者的区别在于复杂性：GPT模型使用1.76万亿个参数来预测句子中的每个单词，谷歌只使用400万到1000万个参数来对满屏的网页进行排名。
文章提到，美国新建的“超大规模”数据中心园区消耗大量电力。亚马逊在匹兹堡郊外的开发项目的耗电量超过75万户家庭的用电量；微软和OpenAI正在规划的“星际之门”园区，其用电量将超过300万户家庭。
“美国老化的电网将无法应对人工智能日益增加的负荷，”文章称，这些“超大规模”数据中心园区通常需要在人口密集区或附近地区，在那里，“我们的电网已经到达极限”。
文章将用于驱动单个计算（如GPS 路线、医疗测试或网络安全系统）的每个电子比作一辆汽车。“今天，汽车必须在复杂的铝制电网上行驶，这些电网相当于乡间小路，其中许多拥挤不堪，没有州际公路。”
文章指出，美国当前的电力传输系统有一个多世纪的历史，由全美各地的3200家地方和地区公用事业单位拼凑在一起，甚至难以承载现有的用电负荷。因此，在能够使用最先进的微芯片和运行最先进的人工智能模型之前，美国需要州际输电走廊来为数据中心传输足够、可靠的电力。
美媒称，美国老化的电网将无法应对人工智能日益增加的负荷 《华盛顿邮报》
据两名学者所说，他们去年采访了150多位人工智能专家。这些专家一致认为，美国过时的电网容量阻碍了美国发展：一旦美国的计算机服务器达到极限，车载GPS将突然卡壳；协助做胆囊手术的机器人会暂停计算；甚至关键的网络安全和基础设施系统也可能受到影响。
为了强调事态紧急性，两名学者紧接着拿中国电网与美国对比。文章称，美国需要10到20年的时间才能获批并开始建造新的输电线路，效率远远落后于中国。中国已是世界上发电速度最快的国家。
当前，中国各地区电网已在很大程度上完成整合，可以在五年内建成新的输电线；中国现有电力系统，其速度和规模可能对美国构成挑战；从2014年到2021年，中国建设的跨区域电网容量是美国的80倍；过去11年间，美国新建了三十年来仅有的两座核反应堆，而中国建造了近40座；2022年至2023年期间，中国增加的太阳能发电量超过了世界其他地区的总和……
“我们必须创新，以确保我们能够为人工智能的集中计算提供动力。”两名学者在指出问题后，提出了三项建议。其一，开发更高效的人工智能软件和更好的计算机芯片；其二，加快推进输电系统升级，从法律层面激励公用事业单位提高效率，应用几种安全、可靠、低成本的“电网增强技术”。
“最后，我们必须向中国学习，建立全国性的高压输电走廊。”文章指出，为实现这一点，美国政府应从各大科技公司收取一部分资金，与中央和各地公用事业部门的资金集中起来，用于跨地区高压输电走廊建设。同时，美国政府应为这些走廊提供联邦贷款，并加快审批程序。
两名学者在文末指出：“本世纪头十年，美国的经济增长在很大程度上来自于我们在科技领域的全球领导地位。人工智能是下一波浪潮。当前，美国有人才、投资者基础、企业和研究机构来编写最先进的人工智能模型。但如果没有一个强大的数据‘高速公路系统’，我们伟大的技术进步将局限在偏僻的小路上。”
浙江省送变电工程公司工作人员正在线路铁塔上验收 新华社
近来，美国社会各界开始关注人工智能电力供应。据国际能源署，美国2700个数据中心在2022年消耗的电力占该国总电力的4%以上，而到2026年，他们的消费量将达到6%。
另据彭博社报道，本月早些时候，美国一议员就美国电力供应危机警告称，如果无法满足人工智能等新兴技术对电力的需求，美国很难在技术竞赛中击败中国。马斯克此前也预警，“很快人们将会看到没有足够的电力来运行人工智能芯片”，人工智能算力的飞速提升已经带来了芯片短缺问题，接下来将是电力短缺。
彭博社称，目前对人工智能数据中心的供电方式主要是通过长距离电线输电，但美国电线短缺，公用事业单位可能需要数年时间才能将其设备加入电网。美媒CNBC也报道称，人工智能数据中心对电力的需求将在未来十年激增，而燃煤电厂正迅速“退役”，导致电力供应下降，可能给美国电网带来压力。
当地时间9月23日，美国星座能源公司首席执行官乔·多明格斯在接受采访时同样提议道：“为了满足人工智能日益增长的电力需求，美国应该效仿中国。”他指出，对于需要尽快供电的数据中心来说，这些延误将阻碍其发展，而考虑到现在人工智能对国家安全的重要性，尽快给数据中心供电一事极具紧迫性。
相较之下，我国特高压输电工程不断取得突破。据《科技日报》此前介绍，随着经济社会快速发展，民众需求持续旺盛，中国已有的500千伏输电主网架已经面临远距离、大容量输送能力不足，走廊资源紧缺等瓶颈制约，亟待转型升级。在这一背景下，2006年8月，国家发改委正式核准首个特高压工程。
特高压输电技术，是指交流电压等级1000千伏及以上、直流电压等级±800千伏及以上的输电技术。特高压也是国家电网高层在公开场合频频提及的构建未来全球能源互联网必须的“骨干网架”，可借此实现全球清洁能源的大规模、大范围配置。
据新华社消息，截至2023年底，我国共建成特高压交流线路19条、特高压直流线路20条。特高压线路的输电长度超过4万公里，建成以来，总输送电量超过3万亿千瓦时。
与此同时，为应对人工智能带来的能耗危机，中国数据中心企业已开始自建变电站。《中国能源报》上月报道称，秦淮数据集团在河北怀来、山西灵丘、江苏南通三大片区规划的供电总容量为1585兆伏安，当前已有10座变电站投入运营，供电总容量达1355兆伏安。此外，中国的数据中心企业还在寻求与电力公司紧密合作，探索虚拟电厂、需求侧响应等新型合作模式，确保电力供应的稳定。
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