美國似乎在迎來核電的復興。大模型與AI，及其帶來的智算基礎設施大規模建設，正在催生對可持續算力的新的焦慮。核能似乎是它們能找到的短期相對可行的解決方案之一。

亞馬遜AWS這兩天正在招聘首席核工程師，為其數據中心用電制定核電路線圖，招聘要求還特別強調了要在小型模塊化（SMR）技術上有豐富經驗。微軟去年就已經招到了該技術領域的核技術總監，這兩天剛和核電巨頭星座能源（Constellation Energy）達成協議，重啟三里島核電站（Three Mile Island）。谷歌和甲骨文都準備建造1GW以上的數據中心，正在考慮的能源解決方案中包括模塊化核反應堆。

算力用能也逃不開杰文斯定律。計算效率的提升，不但不會減緩計算用能的增長，反而會加速它進一步增長。算力越是高效低廉，技術創新就越迅速與深入，市場應用范圍就越廣，規模就越大，帶來的能源消耗也就越高。工業革命以來煤炭、電力、石油的利用，都遵循了杰文斯定律。

照明是最典型的案例之一。從1850年到1900年，隨著資源價格下降，油氣照明的成本下降為原來的1/10，但照明用能規模擴展了近5倍。1920年代，照明進入了電氣時代，它的能源消耗規模短期內陡然下降，照明成本也進一步下降。但很快，它就迎來了規模應用爆發，從1945年到2006年的六十年間，它的成本進一步下降為原來的1/10，用能規模則擴展了近10倍。

算力的盡頭是電力，下一個盡頭是建立“共享能源經濟”

算力也將如此，無限的算力，可能需要無限的電力。這就是算力可持續問題。整個算力的產業鏈的每一個環節，都在使得它成為一個迫切問題。

美國科技巨頭碳中和目標正在失守

在大模型時代之前，美國科技巨頭在碳中和目標上顯得非常高調。RE100是一個全球性的倡議，旨在鼓勵并支持企業致力于實現100%使用可再生能源電力的目標，目前有400多個成員。美國科技巨頭在列，主導了全球綠電采購協議市場。去年，亞馬遜的協議采購（PPA）規模最大，接近9吉瓦（GW），Meta達到了3吉瓦，谷歌、特斯拉與微軟也在1吉瓦左右。

算力的盡頭是電力，下一個盡頭是建立“共享能源經濟”

但是，這還遠遠不夠。美國科技巨頭在算力可持續方面的努力，嚴重滯后于AI的發展。這兩年，它們的年化資本支出，從1380億美元同比增長到2290億美元，近1000億元投入到算力基礎設施建設上，也就是AI優先。

這導致它們的碳中和的理想與現實之間的落差開始拉大。谷歌從2019年到2023年，碳排放增加了48%；微軟2023年比2020年增加了30%；亞馬遜碳排放自從2019年增加了40%。谷歌今年已經破了防，不好意思再提碳中和；微軟此前還宣傳要在2030年實現負碳，也就是把歷史上排放過的碳都收回來，估計也要低調一些。

谷歌與微軟希望能以更嚴格的標準來衡量實際使用的無碳能源，大致可以劃入24/7無碳能源派。由于基于地理位置的碳排放與基于市場的碳排放的差異越來越大，谷歌還呼吁要在“在地理和時間上更細致的范圍2核算”等。Meta與亞馬遜顯然不認同這一觀點，是典型的“排放優先”派，也就是先排了再說，然后通過其他手段把它抵消掉，包括新建綠電發電廠、采購綠電協議，或者更多綠證。但這種做法遭致越來越多批評，它沒有帶來直接的綠電的增量效用，而且物理上還是往大氣中排放了越來越多的溫室氣體。

目前，美國科技巨頭對碳賬戶標準的角力還在繼續。溫室氣體核算體系（Greenhouse Gas Protocol）預計將于2025年完成調整初稿并征求意見，于2026年下半年正式發布。但這一核算體系目前的資助方是都是美國科技巨頭，包括貝索斯地球基金、Meta與微軟。中國也應該有一家巨頭參與進去，共商共建兼顧全球可持續與中國利益的統計、披露標準。

實現共享能源經濟的新型電力系統

美國科技巨頭的單打獨斗正在碎片化地解決電力尤其是綠電對AI發展帶來的束縛。它們的數據中心與當地電力公司進行耦合，以核電為主；建立獨立的備用電源，以天然氣為主；還在嘗試地熱與氫能等新的能源儲存方式，以及早期投資核聚變等未來的能源應用。

巨頭們的最新動向，是結成投資聯盟。微軟與中東主權財富基金，共同成立成千億美元規模的基金，解決迫在眉睫的數據中心部署和電力“卡脖子”問題。

如果電網不改變自己，或者太慢，美國巨頭等不及了，就會自己想辦法改變電力系統。數據中心長期有效實現算力可持續，最終需要整個能源電力系統的低碳化，并在此技術上構建出一套稱上的“共享能源經濟”的新型電力系統。

全球都在推進可再生能源的規模部署，中國各省市電網的碳因子將在未來十年內大幅下降。但伴隨著將來電力系統中可再生能源占比的提高，未來的電力系統將變得越來越異構、多元與分散。這對同時保持整個電力系統的彈性與穩定性帶來挑戰。美國加州為了應對這個炎熱的夏季，電網中傳輸著至少十種不同來源的電子，它在一天的峰谷波動就達到了30%。其中，太陽能就在白天貢獻了最多的綠電，但在其他時間段需要儲能及大量依靠燃氣發電或外部輸入。

簡言之，這是一個非常動態、碎片化，需要高度協調的新型電力系統。目前，加州已經可以做到每年實現100天的100%綠電供應。這是未來電力系統演變的方向，中國也在抓緊建設。青海目前新能源發電量過半，在2022年時候做到了全年35天的100%綠電。

盡管大模型的發展似乎正在趨緩，但美國科技巨頭寧愿過度投資，也不愿意錯過投資。它必須加快發展AI，但它最大的現實問題是傳統電力系統從立項、審批、建設到上網的各個環節推進緩慢。美國已經多年沒有新建核電站，新建要經過審批、環評、建設、投產，正常時間下來要十年八年，這也是為什么美國科技巨頭此前都是“拆東墻補西墻”，與民爭電；即使是風與光發電也需要六七年的時間。中國的速度明顯會快一點，但至少也要三四年，這與大模型每個月都在推陳出新的節奏并不協調。

美國科技巨頭正在加強游說。上周，美國政府剛剛成立了一個專責小組，促進AI基礎設施的建設，包括在聯邦政府的權責范圍內加速數據中心和電力部署的審批。成效如何，還有待觀察。

數據中心既要快速擴張，又要獲得穩定和廉價的電源，還要減低碳排放，有望推動共享能源經濟模式的出現。美國的電力系統市場化程度相對較高，未來，數據中心與電網可以從當前的“被動負載”模式，轉變為協作共贏的模式，電網和數據中心的電力資源將得以完全整合，即電網資源為數據中心供電，而數據中心的備用資源，則為電網的可靠性和靈活性做出貢獻。中國則在嘗試源網荷儲的一體化。

而AI自身將是這一“共享能源經濟模式”最重要的加速和使能技術。