中国算力崛起.四|美国算力吃掉电网 香港如何应对电力危机?
以人工智能(AI)驱动的智算产业狂飙突进,全球首富、电动车Tesla及火箭公司SpaceX行政总裁马斯克(Elon Musk)多次指出,AI的尽头是算力,算力的尽头是能源。算力竞赛比拼了技术,也带来了能源和环境的危机。行政长官李家超刚刚发表的《2026年施政报告》提到,将以“高效算力、稳健电力、低碳转型”为核心方向,支持智算产业健康发展。很多人都问,现有的能源效益,是否足以应对算力的挑战?
“中国算力崛起”系列深度报道之四
美国争电抢水
国家绿电筑基
电力直接转化为计算能力的过程耗电量巨大。一个由数万张顶级芯片组成的AI运算集群,光是芯片运转本身,每小时就需要消耗数万度电,相当于数万个普通家庭一整天的用电总和。其次是冷却散热系统能耗,芯片若不即时散热,硬体甚至会因过热烧毁。为了降温,智算中心必须无休止地运行冷却设施。
在一些国家,算力中心的兴建,已经导致民生对能源的需求与技术发展出现剧烈冲突。美国智算中心高度集中,其中位于弗吉尼亚州北部的劳登县被誉为“全球数据中心小巷”,光这一个地区就承载了全球约三成的数据中心流量。有报告指出,当地的电力公司为了给庞大的数据中心铺设新的电网与变电所,在2024至2025年间,将高达43亿美元的电网连接成本,变相转嫁到了普通居民的电费帐单上。《彭博社》的一项调查也显示,在2020至2025年,资料中心附近地区的批发电力成本上涨了高达267%。同时,传统水冷数据中心每天消耗数百万加仑的淡水,在得州等干旱地区直接与农业及居民争夺宝贵的水资源。
反观中国,能源体系供给充沛,不但不会以牺牲民生为代价,而且具备绿色属性。在“西电东送”、“东数西算”战略之下,西南地区每年数千亿度的清洁水电,以及西北地区规模巨大的风电与光伏绿电,得以远距离输送到经济发达的东部沿海地区。其中,单是内蒙古和新疆等地的绿电装机容量便已突破亿千瓦级别,为东部沿海地区提供了稳定的绿色电力基座。国家能源局统计,截至5月底,中国发电装机达到40.1亿千瓦,居于全球首位。
算力规模狂翻
电力面临挑战
国家幅员广阔、天然资源丰富,为智算产业的崛起提供了强大的基础。相较之下,香港就没有这般优势了。根据中电资料,今年上半年售电170.38亿度,当中数据中心占7.1%,推算达12.09亿度,以中电碳排放强度 (每度电产生0.34公斤碳排放) 计,已产生逾41万吨排放。三人家庭每月用电量约275度,以此推算,数据中心行业半年的用电量已相当于近37万户家庭全年用电量。那么,香港会不会像美国一样,面临算力中心吃掉电网的窘况?
在电力供应方面,中电控股首席执行官蒋东强曾向传媒表示,中电在北部都会区已有三个变电站,供电能力相当于四至五个科学园规模,足以应付未来数年需求。至于电费,环保团体“绿惜地球”环境事务经理陈永杰接受《香港01》访问时也指出,未来三至五年电力供需相对稳定,相信香港电费不会突然飙升。再者,香港电力市场受到《管制计划协议》的监管,电费主要受到燃料附加费和电力公司的财务回报(现为固定资产平均净值的8%)和营运成本等因素的影响,所以不会突然大起大落。不过,陈永杰也提醒:“各界对后续的用电预测缺乏精确数据,应将评估本港用电需求的时间轴拉得更长远一些。”
9月16日,特首李家超公布的香港《“一五”规划》表明,全力提升算力基础设施;《2026年施政报告》也承诺,将以“高效算力、稳健电力、低碳转型”为核心方向,优化香港数据中心运作及城市级算力布局,支持智算产业健康发展。其中,沙岭数据园已经动工,预计至2032年的算力规模可以达到目前的36倍,即由每秒5,000PFLOPS增加至18万PFLOPS。不过,创新科技及工业局局长孙东也坦言,本港算力中心发展面临土地、水、电、环境等因素的挑战,在“能源使用效益”(PUE)方面更是严峻。
对接国家标准
严控能效极限
陈永杰解释,全球数据中心产业普遍采用PUE作为测量智算中心用电效率的指标。PUE的数值越接近1.0,代表用于冷却和配电的浪费电力越少。香港立下2050年实现“碳中和”的承诺,然而高耗能的智算中心建设,无疑将为实现减碳目标带来沉重考验。如何在算力建设与绿色转型之间寻求平衡?陈永杰认为,可透过四大途径推进算力设施的节能减排。
首先,跟随国家标准,设定PUE数值上限。目前香港数据中心平均的PUE大约落在1.6左右,可以应针对既有的数据中心,设定合理的改造过渡期,引导营运方逐步提升整体能效水平。内地已于去年部署修订国家标准《数据中心能效限定值及能源效率等级》,并颁布全国数据中心的能效目标,规定新建数据中心的PUE不得高于1.25。
其次,要求数据中心采用若干比例的可再生能源。内地正是如此,规定可再生能源的用量必须与PUE挂钩,各地更会公开数据中心在节能上的良好表现,以资表扬。以香港数据中心行业在2023年的用电量(即19.8亿度)推算,如果能把PUE值降至1.3,用电量即可降低3.7亿度,减少逾14万吨碳排放。陈永杰相信,“若能进一步对接国家标准,相信整体规范与执行效果会更加完善。”
再次,进一步完善和更新现有的法律法规。陈永杰指出,环境局在2015年牵头制订的《节能蓝图2015-2025+》已于去年届满,未见更新,而且内容亦未有探讨数据中心的能源使用和温室气体排放管理。另外,环境及生态局和机电工程署于去年修订的《建筑物能源效益条例》,规定自今年9月20日起,所有数据中心必须每五年进行一次能源审核;陈永杰则认为,为了更好地促进能源的更新,可以适当缩减审核的时间。
预防电子垃圾
健全循环处置
最后,设计分级制度也有利于香港算力中心的低碳。目前内地已开始尝试对建筑物或相关设施进行等级划分。这既能建立明确且透明的比较基准,让公众与市场能直观地了解该设施的节能表现与能效水平,也有利于推动数据透明化——值得香港参考借鉴。
除此之外,联合国近期有报告预警,AI基础设施的短生命周期正给环境造成严峻考验,预估到2030年,每年将产生250万公吨电子垃圾,相当于丢弃近250座艾菲尔铁塔。陈永杰认为,香港在积极兴建智算设施之际,必须前瞻性地预先规划五至十年后的设备回收与处置方案。国家已意识到智算硬体规范化回收的紧迫性。生态环境部修订的《废弃电器电子产品处理污染控制技术规范》已于3月在全国实行,官方更专门组建国家级平台“中国资源循环集团”,直接主导废旧金属与智算中心IT设备的规范化拆解与资源再利用。
反观香港,香港主要透过通用的《废物处置条例》,将智算中心淘汰的伺服器、旧电脑与网络器材等纳入法定管制。尽管数字政策办公室推出了《绿色数据中心实务指引》,要求营运商淘汰旧代芯片与伺服器时遵循“绿色弃置”标准,优先转赠或交由持牌处理厂进行资源化回收,但它只是一份没有法定约束力的参考文件,所能起到的实际效用存疑。面对即将到来的设备淘汰潮,香港仍需进一步完善长远处置规划,并在硬体报废与回收链条中严防数据安全漏洞,才能确保算力产业无后顾之忧。
9月18日,孙东在记者会上透露,鉴于国家要求新建数据中心的PUE指标不得高于1.25,当局目前正在咨询业界,希望年底提交报告,对未来数据中心的PUE作出明确规范。当局态度积极、方向正确。然而,虽说“算力尽头是能源”,但“能源”绝不只是创科局的事;同样,面对未来庞大的电力供应挑战,那又是否只是本地两家电力公司的事?