【人工智能】2030年算力电力新增需求或超2.5万亿度

发表时间：2024-05-16 10:48

2023年4月19日，2023华为全球分析师大会在深圳召开，华为副董事长、轮值董事长、CFO孟晚舟发表了主题演讲。演讲中她谈到，数字化已经成为越来越多国家、企业和组织的共同话题。数字技术，将驱动生产力从“量变到质变”，并逐步成为经济发展的核心引擎。随着数字化的深入，预计到2030年全球：
通用计算能力将增长10倍，
人工智能算力将增长500倍。

到2026年中国：通用算力年递增18+%，AL算力递增52+%
科普一下，算力分为通用算力（基础算力）、智能算力和超算算力三大板块。其中，
通用算力/基础算力：基于CPU芯片的服务器提供，用于支持如云计算和边缘计算等基础通用计算。
智能算力：基于GPU、FPGA、ASIC等AI芯片的加速计算平台提供，主要用于人工智能的训练和推理计算。
超算算力：由超级计算机等高性能计算集群提供，主要用于尖端科学领域的计算。
AL算力增长迅猛：年度复合增长率超52.5%
根据工信部数据，截至2022年底，中国的算力总规模已达到180EFlpos，存储总规模更是超过了1000EB。而中国信通院的研究报告《中国算力白皮书（2022）》则显示，在全球算力规模中，中国已与美国并驾齐驱，分别占据了33%和34%的市场份额。中国位居第二。根据行业预测，中国算力正在经历一个高速增长的阶段。
据IDC和浪潮公司联合发布的《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》，预计到2026年，智能算力规模将进入每秒十万亿亿次浮点计算（ZFlops）级别，达到1271.4EFlops。也就是说，2021-2026年期间，预计中国智能算力规模年复合增长率达52.3%。根据当前中国AI技术和市场规模的发展速度，52.3%的复合增长率显然已经低估。
AI算力核心在电力供应：AI电力危机正在走来
AI有多耗电？
人工智能大模型的竞争，核心在两块，一块是GPU，一块是电力。其实可以简单理解为，AI算力就是无数台技术及服务器24H不停的运算，因此需要稳定的电力供应，我们可以在脑海中想象这样一幅画面——在数据中心或智算中心，成千上万台服务器和芯片整齐列阵、昼夜不停地运转。
算力中心的运营成本中约一半是用电成本，电力供给的降本增效是获得低价算力的关键所在。可见，算力的发展离不开电力的增长，2023年以来，全球科技巨头纷纷聚焦能源对的算力影响，
OpenAICEO萨姆·奥特曼：公开表示，“人工智能行业正在走向能源危机”，并在2015年和2021年投资了可控核聚变企业HelionEnergy；
埃隆·马斯克：直言“人类处在有史以来最大的技术革命边缘，算力芯片紧缺之后，最迟明年（2024）将会出现电力的短缺”。
显然，算力爆发式增长，其瓶颈归根到底还是电力。根据国际能源署(IEA)预测，全球数据中心的用电量可能从2022年的460太瓦时(也就是4600亿KWH,TWh-相当于10亿千瓦时)飙升至2026年的1050太瓦时（1.05万亿KWH）.而英伟达总裁黄仁勋更是预言“未来10年，深度学习计算能力将提高100万倍”，不得不说，未来电力将成为制约算力发展的第一因素。
2030年：AI电力新增需求将超过2.5万亿度
算力电力需求增长迅猛。我国算力的耗电量也在快速增长，根据国家能源局数据，2022年全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时，占全社会用电量约3%。按照当前AI发展趋势，盘古智库预计2035—2040年间中国用于智算中心的电力将远超全社会用电量的十分之一，实际耗电量将超过16000亿千瓦时。
由此可见，孟晚舟2023年的预测，到2023年中国算力（通用算力和智能算力）的电力需求增长10倍和500倍并不是空穴来风。早这个说法，通用算力的电力需求到2023年将达2.7万KWH，显然盘古智库的预测太保守了。2023年全国的电力需求才9.2万亿KWH,风电和光伏2023年的发电总量加起来才1.103万亿KWH。
AI算力建设加速：东算西数电力哪里来？
中国算力中心建设正在大规模建设
根据行业公开数据显示，我国建设了8大算力枢纽，具体到全国各城市来看，算力的建设也正成为各城市的关键的基础设施建设内容。

▲“东数西算”工程八大算力枢纽及国家超算中心、部分智算中心的分布。根据公开资料整理。图/新京智库制图

▲部分智算中心分布。根据公开资料整理。图/新京智库制图
我们也注意到，基于算力的需求在迅速增长，不少智算中心的建设都规划多期，不断扩容其计算能力，像武汉人工智能计算中心，先后完成了规划中的两期建设200PFlops目标，但由于算力很快饱和，因此，当前正在加速扩容至400PFlops。
从算力枢纽不难发现，算力需求基本分布在中东部区域，而这些地方未来新增电力供应的压力巨大，本身自身的电力供应已经进展，哪里还有富余电力稳定供应。算力的需求快速增长，给AI为核心的算力产业提出了新的挑战，如何提供稳定的电力供应！
AI算力电力供应有几个特点，一个是量大，二个是增长迅速，三个是电源稳定，从中国当前电力战略规划来看，火电控制发展，水电有限发展，核电有序发展，唯有新能源电力属于大规模发展，而且从当前新型电力系统战略定位看，新能源是未来AI算力电力供应的最佳选择。
没有其他任何一种电源具有风电等新能源的发展潜力和规模，以当前建设的4.5亿KW风光火储一体化的沙戈荒大基地新能源电力为例，大基地建成后每年可新增电力供应约1.1万亿Kwh（按照4.5亿风光火的建设规模测算），而这个规划完成最早也需要2027-2028年才能完成建设。
三北风电不愁没用处：AI电力保障的最佳最大贡献者
刚才计算，十四五-十五五规划的4.5亿千瓦沙戈荒风光火一体化大基地建成后电力供应也才1.1万亿度左右，与AI算力的市场未来几年新增需求超2万亿度的数字相比，这4.5亿千瓦装机还仅仅是个开始。
风电是算力电力供应的最大贡献者。
根据国家能源局2021年对未来新能源电力的政策来看，未来新增电力的电源结构中，80%来自于可再生能源，风电及光伏在可再生能源的比例应该不低于90（可再生能源中），从当前的风光可再生能源的发电比例来看，风电未来发电比例至少不低于60%（2023年，风电光伏两者发电量比例为3：1，风电占75%），即使未来光伏的装机比例高于风电，也就是说，未来新增的发电量至少有55%的电力来源于风电。
风电还是算力电力供应的最佳供应者。
根据行业规划，算力电力的需求每年新增加权增速不低于35%（按照2020年增长到现在的10倍），算力中心的电力供应必须是稳定的电源供应，基于新增电源来自可再生能源的战略发展要求，风电显然是最佳供应者。对比光伏对工业白天用量需求吻合的特性，风电出力24H全天候的优势更有竞争力，而且未来风电大型化的趋势其造价的下降空降会持续凸显。无疑风电的未来很大一部分将会成为算力电力的最佳供应来源。
布局新青甘宁：沙戈荒算力中心新能源电力供应基地需提前布局
随着AL算力及通用算力的迅猛发展，风电近几年也开始进入算力电力供应链的行列。
2021年，国内最大的算力中心风电光伏新能源项目-张北基地开始建设，规划风电400万千瓦，光伏150万千瓦，为京津冀算力中心提供绿电，预计2025年全部建成投产，供应电力120亿度。
4月11日，运达股份与联泰集群、哈密市人民政府共同签订了算力产业2000P智算中心耦合新能源投资项目战略合作协议，三方合作共同合作在伊吾县打造哈密市2000P智算中心耦合120万千瓦风力发电项目。以此支持和推动新疆“东数西算”工程建设，加快绿色、低碳、高效的智算中心建设。

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