作者 | 森序

来源   |  零碳知识局

近年来，美国科技公司在耗电量方面，特别是与 AI 相关的耗电量，呈现出了显著的增长趋势。这一趋势主要由 AI 技术的快速发展和广泛应用所驱动，特别是像 ChatGPT 这样的大型 AI 模型的兴起，对电力资源的需求大幅增加。

ChatGPT 每天需要处理超过 2 亿次请求，其电量消耗高达每天 50 万千瓦时。这一数字是美国一个家庭平均每天用电量（约 29 千瓦时）的 1.7 万多倍。据此推算，ChatGPT 一年的电费高达 2 亿元人民币。

据芯片巨头 Arm 公司 CEO 哈斯预测，到 2030 年，AI 数据中心将消耗美国 20% 至 25% 的电力需求，相比今天的 4% 大幅增加。

根据国际能源署的预测，到 2026 年，全球数据中心的总耗电量将从 2022 年的大约 460 太瓦时增加到至少 1000 太瓦时。在美国，数据中心已成为电力消耗的重要来源，其耗电量占全国总电量的比例预计将从 2022 年的 4% 左右上升到 2026 年的 6%。

为了应对 AI 及数据中心日益增长的电力需求，美国电力公司和发电厂也在加大发电能力。

2024 年上半年，美国新增了约 20.2 吉瓦的公共事业级发电能力，创下了自 2003 年以来同期最高纪录。预计到 2024 年底，新增发电量将达到 42.6 吉瓦，几乎是当前水平的一倍。

高盛预计，到 2030 年末，AI 将推动数据中心电力需求增长 160%。为了支持 AI 数据中心，美国电力类公用事业公司需要在新一代发电产能上投资约 500 亿美元。

AI 技术的快速发展导致对电力资源的需求大幅增加，这对电力供应和能源结构提出了新的挑战。

为了应对这一挑战，美国电力公司和发电厂正在加大发电能力，不少大型科技公司也正在加快能源转型的步伐。

聚焦地热能

近年来，清洁能源发电量在全球范围内持续增长，特别是在太阳能和风能领域。据美国能源信息署（EIA）和其他权威机构的预测，未来几年清洁能源发电量将保持快速增长。

近年来，美国太阳能发电装机容量显著增加。其中，2023 年美国新增 35.3GW 的光伏装机，与 2022 年的 23GW 相比增长了 52%。

据预测，2024 年美国太阳能发电量将增长 75%，从 2023 年的 1630 亿千瓦时增长到 2025 年的 2860 亿千瓦时。

2024 年上半年，美国新增发电量的 60% 来自太阳能，显示出太阳能发电在清洁能源中的主导地位。

风能也是美国重要的清洁能源之一。尽管没有太阳能那么快速增长，但风能发电量仍保持稳定增长。预计到 2024 年底，美国风电装机容量将达到 156 吉瓦。

风力发电量预计将从 2023 年的 4300 亿千瓦时增长到 2025 年的 4760 亿千瓦时，增长 11%。

而这一次，大型科技公司对可再生能源发电的目光，逐渐向地热能聚焦。

地热能作为一种绿色低碳可再生能源，具有储量大、能源利用效率高、运行成本低和节能减排等优点。

相较于太阳能和风能等间歇式能源，地热能具有全天候稳定供电的特点。这有助于解决数据中心等大规模用电设施面临的电力需求波动问题，确保电力供应的稳定性和可持续性。

据预测，到 2050 年，地热能有望为美国提供高达 120 吉瓦的可靠、灵活的发电能力，并满足美国预计电力需求的 16% 以上。在全球范围内，地热发电全生命周期的二氧化碳排放潜值较低，具有显著的环保优势。

研究机构估计，谷歌在 AI 方面每天消耗 62.4 吉瓦时，每年消耗 22.8 太瓦时的能源。

2022 年，全球数据中心消耗约 460 太瓦时的电量，相当于全球总需求的 2%。随着生成式 AI 的飞速发展，到 2026 年，这一数字可能膨胀至 620 至 1050 太瓦时。

这一数字不得不促使谷歌加快并扩大其清洁能源布局。

2021 年，谷歌与总部位于休斯敦的清洁能源初创公司 Fervo Energy 开始合作开发下一代地热能源。这一合作旨在通过创新技术提高地热能的利用率，为谷歌的数据中心提供稳定、可靠的清洁能源。

Fervo Energy 利用独特的水平钻探技术和地下光缆传感器，精准定位地热能开发的合适位置，并将冷水泵入地下深处，产生的蒸汽带动涡轮机旋转，从而产生电力。这种技术显著提高了地热能的开采效率。

根据美国能源信息署的数据，内华达州是美国地热能使用比例最高的州，地热能占其总电力生产的约 10%。

现如今，谷歌在内华达州 Winnemucca 附近的地热发电站已投入商业运营，其三口油井可向电网输送约 3.5 兆瓦的电力。

目前，谷歌在内华达州的数据中心也取得了突破性进展，开始使用 100% 地热能供电。

谷歌能源与气候高级总监 Michael Terrell 发文称，这一项目的成功实施再次向 2030 年全面使用无碳能源的运营目标迈进。

近期，谷歌还与巴菲特旗下伯克希尔哈撒韦的子公司 NV Energy 建立了清洁能源合作关系。

据了解，Fervo Energy 将开发一座全新的地热发电厂，为 NV Energy 公司提供高达 115 兆瓦的电力供应规模，随后再由 NV Energy 公司将电力资源销售给谷歌。这一举措旨在满足谷歌数据中心不断增长的电力需求，并推动可再生能源在 AI 领域的应用。

此外，谷歌还计划在犹他州南部的 Cape Station 设施进行进一步开发，预计全天候产生约 400 兆瓦的能量。

这些项目将采用先进的钻井技术和地热发电技术，提高地热能的开采效率和利用率，为谷歌的数据中心和办公园区提供更加清洁、高效的能源支持。

谷歌表示正在考虑在全球其他数据中心使用地热能源，作为无碳技术的组合。他们希望地热发电技术能够成为一个契机，推动全球范围内的清洁能源转型。

瞄准地热能的不仅仅有谷歌，Meta 也是其中一员。

8 月 29 日，Meta 宣布与初创公司 Sage Geosystems 建立合作伙伴关系，共同开发新一代地热发电厂。如果项目顺利推进，这些发电厂将为 Meta 在美国的新数据中心提供无碳污染的能源。

Sage 将运用其自主研发的压压地热系统（Geopressured Geothermal System, GGS），该技术通过热干岩的方式，形成闭环水系统，将水注入地下热岩中，再将加热后的水抽取回地表，从而高效利用地热能。GGS 技术利用现有的油田技术，能够在更广泛的地区提供地热电力，极大地提升了地热能的可用性。

此次合作 Sage Geosystems 将为 Meta 的数据中心提供高达 150 兆瓦（MW）的地热基荷电力。这一规模的电力供应将显著缓解 Meta 在能源需求方面的压力，并为其数据中心的稳定运行提供有力保障。

该项目首个阶段计划于 2027 年上线运营，双方计划在 2027 后的 36 至 48 个月内将发电能力扩大到 150 兆瓦，以支持 Meta 越来越多的数据中心。这一项目的实施将显著增加美国地热能的使用，并推动清洁能源在数据中心领域的应用。

据统计，Meta 在可再生能源项目上的投资已超过 12000 兆瓦，成为全球最大的可再生能源企业买家之一。Meta 还承诺在 2030 年前实现整个价值链的碳中和，这一雄心勃勃的目标将推动其继续加大在可再生能源领域的投入和创新。

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