Xavier Blot

Program Director of MSc in MET

在上篇中我们就几则近期能源领域的企业公告进行了讨论，初步了解了其决策背后的逻辑，下篇中我们将具体从数据层面分析未来全球能源需求趋势。

对行业的分析离不开对美国的关注，因为美国占据了全球约50%的计算能力，这一比例远超其他地区，而欧洲和中国各占约15%。

根据全球能源政策中心（Center on Global Energy Policy）的一项研究，数据中心行业已经占美国电力消耗的4%，并可能在2030年接近10%。类似的规模估算也体现在电力研究院（Electric Power Research Institute）的研究中。在增长率最乐观的情景下（年增长率为15%），电力消耗将从2023年的约150 TWh增长到超过400TWh。

若行业扩张速度较慢，或实现进一步提高能源效率，电力消耗则可能在200至300 TWh之间，与麦肯锡（McKinsey）的预测一致。

▲电力消耗平均历史数据及未来预测——McKinsey

这在国际层面上意味着什么？

在国际范围内，数据中心仅占全球电力需求的约1.5%，这一比例不到其他电子设备（如手机、电脑等）的一半。尽管数据中心使用量的增长是毋庸置疑的，但其增速仍低于其他推动能源转型的因素。

根据国际能源署（AIE）的预测，电力消耗到2030年将增加近6760 TWh，这一增长主要归因于电动汽车的普及，其次是空调的使用增加，最后是工业的发展。

▲2023-2030 年全球最终电力需求增长（按既定政策情景下的用途划分）

国际能源署的基础情景预计，到2030年数据中心的电力需求增长将占电力总需求增长的不到10%，与海水淡化技术的电力需求增长水平相当，但远低于空调额外需求的1200 TWh。按照10%的比例计算，6760 TWh的10%约为680 TWh，加上当前的400 TWh，总量将略高于1000 TWh，这与之前提到的研究结果一致。

数据中心未来的能源需求轨迹将如何发展？

这一问题难以明确回答，但在面对媒体报道的相关预测时，有三个关键点需要谨记：

1. 预测不（仅仅）是趋势变化

过去几个月发布的许多估算需要以极大的谨慎态度对待。这些估算通常只是将近期趋势外推至未来5到10年，却未必充分考虑到深层变革的动态。例如，Nat Bullar的一篇文章很好地指出了在预测能源增长周期时常见的这一局限性。

部分研究方法甚至直接暴露了预测局限性，比如EPRI的结论是基于“由专家评估得出的结果”。相比之下，国际能源署（AIE）的研究似乎更加严谨，并明确说明了直到2030年前预测中的不确定性范围为+150 TWh / -100 TWh。

2. 历史是否会重演？

关于数字化能源需求“爆炸性增长”的讨论已经多次出现，但每次行业都通过优化需求避免了危机。回顾历史，2010年至2018年间，数据中心的计算能力翻了三倍，而其电力消耗却几乎保持稳定，从194 TWh略微增长到200 TWh左右。这得益于多项硬件改进和大规模扩展的转变，尤其是“超大规模”数据中心的建立，它们提供了更高效的能源优化。同时，软件层面的效率提升也同样显著。数字化的发展并不简单等同于数据流量的增长，服务的扩展未必需要消耗更多的能源。这一历史经验值得铭记，因为它充分展示了该行业在实现大规模效率提升方面的惊人能力。

▲2010-2018年全球数据中心能源使用驱动因素的趋势

3. 全球趋势，地方过渡

尽管如此，数据中心能源需求的影响仍不容低估，尤其是因为它们具有极高的空间集中性。截至2023年，数据中心已经占到美国五个州电网消费的10%以上，甚至占到爱尔兰电力消费的20%以上！这种集中化可能在局部地区引发供应约束，迫使能源结构发生转变。

这种趋势使得从供给方增加低碳生产能力以及从需求方推动数据中心的能源效率创新变得不可或缺。