富比士：AI 的能源缺口將讓天然氣需求暴增

當 NVIDIA 推出了新的晶片時，人們彷彿預見了一個全新的 AI 時代，但人們卻忘了這背後其實代表更多、更龐大的電力需求。每一個新的 AI 伺服器可以裝 8 個 GPU，每個 GPU 需要 700w；而 NIVIDIA 最新的 Blackwell B200 晶片耗電量甚至達 1,200 瓦。富比士發出了一篇新的專題報導，認為現在 AI 的能源需求增長過於猛烈，目前可能只有天然氣來得及填補 AI 運算造成的能源缺口。

在 2010 年至 2018 年間，全球資料中心的能源使用量約占全球能源消耗的 1% 至 2%。一次 Google 搜尋需要消耗 0.3 瓦時的電力，而 Chatgpt 一次搜尋則需要 2.9 瓦時──將近 10 倍的耗電量，光是一個 Chatgpt 就是如此，更何況未來可預期的全球設備 AI 算力需求將瘋狂增長。

為了追上 AI 未來的算力需求，我們還會繼續蓋出幾十座新的伺服器運算中心、而這些運算中心還需要幾十座新的發電廠供電。即便風力跟太陽能已經在逐步發展，但很明顯地電力增長的需求還難以被成長的風力與太陽能滿足。富國銀證券的分析師 Michael Blum 在一份新的報告中表示，到 2030 年，人工智慧將會需要每年 700 太瓦時的電力──這個電力需求超過了現今的德國總電力消耗、還需要美國的電力再成長 16% 才有辦法餵養 AI 耗電怪獸。

Blum 在報告中說明：「可再生能源擴張的速度不足以滿足 AI 的用電需求，人們不得不建造新的天然氣發電廠，以期能夠彌補 AI 產生的電力缺口。」他們的團隊分析，假設天然氣能夠滿足 40% 的 AI 用電增長需求，那就代表在 2030 年時，每天都需要 70 億立方公尺的天然氣專供 AI 使用──甚至在某些高運算的時候需要 160 億立方公尺。根據國際能源署的估計，2022 年全球天然氣消耗量約接近 4 兆左右，每日消耗量接近 110 億。等於到時候 AI 的天然氣需求增長可能達到現今消耗量的 63.6%──甚至可能更高。

▲ 從 1998 到 2022 的年度天然氣消耗量。（Source：Statista）

需要鄰近電廠的資料中心

美國的各地區因應稅制、法律、補助等原因，大型資料中心並不是均勻分布的，目前美國擁有最多座資料中心的地方是華盛頓特區旁北維吉尼亞州的「資料中心區」，該處目前持續在建設 75 座新的資料中心、這些資料中心需要 1300 百萬瓦時的新電力供應。其次還有鳳凰城、矽谷、芝加哥、達拉斯。在美國直接能把天然氣能源弄到「資料中心區」的天然氣管道營運商是威廉姆斯，該公司擁有從墨西哥灣到東北部共一萬英哩長的管道系統，另外管道有經過資料中心建社區的還有加拿大的安橋、金德摩根等公司。

由於環保主義的抬頭與興起，要在美國本土建設新的天然氣管道越發困難，也因此這些公司在無法擁有新管道的狀況下，不得不選擇降低資本支出，並將其用於股息。不過好消息是，美國參議員 Joe Manchin 在耗費多年的政治斡旋下，終於成功在西維吉尼亞州創建新的管道，也無異於為該處創造了建設新的資料中心的可能性。

目前的天然氣價格是 25 年來的低點，約為每百萬立方公尺 1.75 美元（2024 年 3 月 29 日），相比於 2022 年的 9.50 美元狀況已經完全不同。在 2022 年俄烏戰爭後，歐洲各國不得不購買美國的液化天然氣，以取代俄羅斯的天然氣進口；不過在暖冬效應與可再生能源接入歐洲電網、看來歐洲對於天然氣的需求降低後，拜登才宣布暫停天然氣出口。

▲ 目前的天然氣價格走勢。（Source：Yahoo Finance）

歐盟對天然氣的需求為何增加？

有分析認為這會導致歐洲盟友跳腳，但事實上歐盟現階段，並沒有受到拜登的天然氣暫停出口禁令影響（且能源部長承諾這只是暫時的），美國一天會生產 1,050 億立方公尺的天然氣，按照接下來的狀況美國本土必然會有更多的天然氣發電需求。這也會導致天然氣價格將會持續上揚，過往因為供給過量而導致的天然氣低價將會「一升不復返」。美國預計在十年內將天然氣出口提升至每日 240 億立方公尺──這還只是目前已經批准的數量，不過在歐盟能源緩解的狀況下，應該也是歐盟的公司本身對 AI 的電力需求將大幅提升的緣故。

相比於傳統的煤礦火力發電，天然氣發電造成的二氧化碳排放更低。在美國，廣大的土地造成了美國發展可再生能源的困難──要把遠方的風力或太陽能電廠發電輸送到人口稠密的區域難度太高。而小型核電廠的運作還在早期模式，而核融合發電更是遙遠，根據法國原子能委員會的說法強調，即便核融合技術穩健發展，距離商業運轉至少也要 20 到 30 年──微軟與 OpenAI 的 Sam Altman 都投資了不少金額到核融合新創 Helion 手上，代表他們也知道能源的需求提升已經迫在眉睫。

我們曾經擔憂過加密貨幣的電力需求可能引發能源危機，但相比於人工智慧可能會引發的能源匱乏問題，加密貨幣的電力需求很快就會成為歷史。而倒楣的俄羅斯，大概就沒辦法從這波天然氣需求中賺到錢，最後仍然是擁有大量天然氣礦藏的美國獲得最大利益。

（首圖來源：pixabay）