IEA：全球能源领域的人工智能的机会与挑战

人工智能（AI）的出现正在彻底改变全球能源格局。 技术创新 带来了前所未有的挑战，提出了有关可持续性的关键问题。 *数据中心* 推动了这场革命，但它们的能源消耗激增，加剧了生态担忧。 在技术进步和环境责任之间保持平衡 仍然是一项艰巨的任务。 *在技术部门、能源行业和决策者之间的协作战略* 是在这些动荡水域中航行的关键。

人工智能对全球电力消费的影响

数据中心的能源消费 正在以指数级增长，尤其是在人工智能（AI）兴起的背景下。到2024年，这些基础设施的电力消费已经占全球电力消费的 1.5%，约合415太瓦时（TWh）。这一增长每年以12%的速度增长，远远超过了电力需求的整体增加。

随着全球投资在2024年接近 5000亿美元 ，数据中心的发展引发了对其电力需求的担忧。国际能源署（IEA）预测，到2030年这一消费量将在现有基础上翻倍，达到近945 TWh，相当于日本目前的总电力消费。

数据中心的兴起与未来预测

美国在数据消费中占据主导地位，占全球总消费的45%，其后是中国（25%）和欧洲（15%）。在这一动态中，到2030年，美国的数据中心可能占据电力需求增长的近一半。到2035年的预测显示，情况变化极大，悲观情景预计为700 TWh，而超乐观情景则为1700 TWh。

为满足人工智能所需的能源来源

为了应对这一需求增长，需要采取多元化的 能源 实际措施。国际能源署强调了可再生能源和天然气的主导作用，同时指出小型模块化反应堆（SMR）和先进地热能等新技术的重要性。这一能源转型必须得到适当基础设施的支持，否则许多项目可能会面临重大延误。

预计到2035年，可再生能源将满足数据中心需求增长的约一半。同时，特别是在美国，天然气的使用预计将增加175 TWh，而核能，尤其是在中国、日本和美国，将继续发挥关键作用。

人工智能在能源行业转型中的作用

除了对能源的需求，人工智能在转换能源行业方面具有显著潜力。例如，在石油和天然气行业，人工智能优化了勘探、生产，甚至维护，降低了甲烷排放，并促进了关键矿物的勘探。

在电力行业，人工智能改善了对可变可再生能源的需求预测，并实现了更好的电网平衡。它能够快速检测故障，将停电时间减少30%到50%，这是一项巨大的优势。此外，智能管理可能在不需要新线路的情况下释放额外的175 GW的传输能力。

成功整合人工智能面临的挑战

尽管人工智能的前景广阔，但在其全面融入能源行业方面依然面临一些障碍。数据的访问和质量问题、需要合适的数字基础设施以及法规障碍都阻碍了其采用。网络安全显得尤为重要，它在提高防御能力的同时，也给攻击者提供了先进的攻击工具。针对公共服务的网络攻击在四年内增加了四倍。

挑战还存在于供应链上，尤其是在像镓这样的关键矿物方面，这在先进组件的设计中至关重要。供应的集中性要求我们提高警惕，尤其是在全球市场紧张的情况下。

跨行业合作作为未来之路

国际能源署总结道，技术和能源部门之间需要深入对话和协作。智能基础设施的整合和数据中心位置的优化是必不可少的。所有这些都需要操作灵活性和简化的许可流程。人工智能是一个强大的工具，可以通过优化能源系统实现显著的排放节省，但这些好处并不一定得到保证。

人工智能的利用方式将取决于其用户的选择，无论是公司、政府还是社区。国际能源署致力于提供分析和数据，以帮助制定可持续能源的未来路径。

要深入了解人工智能在能源领域的挑战，敬请查看关于 与人工智能有关的信息污染的新阈值 的文章。

关于IEA的常见问题：人工智能对全球能源部门的机遇和挑战

人工智能对全球能源消费的主要影响是什么？
人工智能被视为全球能源消费增加的主要动力。根据国际能源署，受人工智能驱动的数据中心的电力消费预计到2030年将超过945 TWh，占全球电力需求的显著份额。

数据中心如何影响与人工智能相关的电力需求？
数据中心消耗的电力极为惊人，典型数据中心的能耗相当于100,000个家庭的总消费。随着对这些基础设施的持续投资，它们的能源消耗自2017年以来以每年12%的速度增长，远远超过了电力需求的整体增长。

人工智能如何优化现有的能源系统？
人工智能可以通过优化电网管理、通过更快的故障检测减少停机时间，并改善对可变可再生能源的需求预测，显著提高电力网络的效率，从而更好地整合可再生能源。

人工智能在能源部门的全面整合面临哪些挑战？
主要挑战包括数据访问和质量问题、数字基础设施不足、限制性法规以及网络安全的担忧，使得人工智能在能源部门的全部潜力难以发挥。

可再生能源和天然气在应对因人工智能导致的能源增长中扮演什么角色？
国际能源署指出，可再生能源和天然气将对满足数据中心日益增长的电力需求至关重要，预计可再生能源将在2035年前提供近50%的需求增长。

人工智能可能带来的技术能源发展的创新有哪些？
人工智能有潜力加速发现新的能源技术，如先进电池、合成燃料催化剂和碳捕集材料，但在能源创新中的应用仍然远未达到生物医学等其他领域的水平。

人工智能在能源部门可能带来的网络安全风险有哪些？
尽管人工智能可以改善抵御网络威胁的能力，但其也可能为攻击者提供先进的网络攻击工具。过去四年中，针对公用事业的攻击数量增加了三倍，这对能源基础设施的安全构成了严重担忧。

像美国和日本这样的国家如何受到与人工智能相关的能源需求增长的影响？
特别是美国，预计电力需求将显著增加，数据中心将在2030年前占据需求增长的近一半。在日本，这可能占该国总电力需求的超过一半。