1. AI发展推动电力消耗翻倍增长
人工智能（AI）是一种具有高度颠覆性的通用技术，随着AI的发展，全球算力需求预计将在未来几年继续以指数级速度增长，我们正处于电力需求激增的初期阶段。参考互联网的发展，现阶段AI发展和1995年的互联网、1980年的个人电脑以及1900年的电力发展轨迹类似。用于训练AI模型所需的计算能力呈指数增长，以OpenAI的GPT-4（于2023年3月发布）为例，其训练所需的计算资源估计是前一版本GPT（2020年6月）的100倍。
训练基础性AI模型需要大量的计算资源，因此，也需要大量的电力。与此同时，推理过程同样电力消耗巨大，且呈现出愈加明显的增长趋势。根据SemiAnalysis的数据，一次传统的谷歌搜索大约需要0.3Wh的电力，而与之相当的ChatGPT请求则需要2.9Wh，增加了约十倍之多。如果每一次谷歌搜索都使用大型语言模型，每天将额外消耗80 GWh的电力，年消费量则高达29.2TWh。尽管这代表着惊人的电力需求，但仅仅是未来状况的冰山一角。未来AI的使用案例将越来越强调计算密集型功能，如图像、视频及声音生成，这些应用的能耗将更高。
2. 数据中心扩张拉高全球电力需求
根据公开数据统计，2020年至2022年间，微软、谷歌、亚马逊和Meta四大科技公司的年电力需求增长了58%，达到了90TWh（相当于能够供630万个家庭年用电需求）。这种增长主要是由数据中心的扩建所推动，微软目前大约每三天建立一个新的数据中心。数据中心作为大量电力的消耗主体，预计在未来十年内整体电力需求将增加三倍。
根据国际能源署（IEA）统计，目前全球有超过8000个数据中心，其中约33%位于美国，16%位于欧洲，10%位于中国。以美国为例，在2023年，其数据中心建设增长率达到25%，预计数据中心市场规模将保持两位数的增长率。随着数据中心的不断增多及其计算需求的加剧，电力需求将迅速增长，特别是超大规模云服务提供商（如微软、谷歌、亚马逊和Facebook）将向电网施加数千兆瓦的额外需求。根据EPRI统计，现阶段美国的数据中心目前年电力消耗约为100 TWh，预计到2030年将增加300TWh-510TWh。同时，到2030年，数据中心电力消耗将占美国总电力发电量的7.0%-9.1%，而目前这一比例为4.0%。
3. 数据中心+可再生能源+储能配建成为解决方案
在碳中和的背景下，面对数据中心建设的高速增长，以新能源+锂电池储能技术为核心的能源供应解决方案正在逐渐被越来越多的数据中心建设及运营商所采纳。以国内为例，储能与数据中心的结合正在逐步展开探索，尤其是在政策的推动下，绿色电力直供和源网荷储的应用日益增多。
绿色电力直供是利用太阳能、风能等可再生能源直接发电，从而实现电力供应的绿色转型。例如“全国一体化算力网络”项目及林格尔数据中心集群的绿点直供示范项目。该项目规划了300MW风电+60MW光伏+259.2MWh储能系统。预计到2025年，该项目将在为中国移动、中国电信、中数云科及并行科技等四家数据中心提供绿色电力直供服务的同时，年均减少二氧化碳排放约63.5万吨。
源网荷储是一种新型的电力运行模式，涵盖电源、电网、负荷和储能的整体规划。与数据中心结合时，形成以算力节点为基础的源网荷储一体化管理体系，统一规划源、网、荷和储的运行链条，确保数据中心安全、低成本地获取电力。在政策的推动下，数据中心与源网荷储的融合日益加深。例如，张家口合盈数据（怀来）科技产业园基于“源网荷储”一体化的选址策略，在张家口张北县、蔚县、沽源县三地同步建设了300MW光伏+240MW风电+怀来官厅水库500kV及200kV微电网储能，在张家口的可再生能源发电项目中获取稳定绿色电力，2025年项目全部建成后，总IT容量可超过1000MW，承载京津冀算力网络枢纽节点实时性算力需求。
海外市场中，以美国科技公司为主的企业已成为投资和部署储能的主导力量。根据SEIA统计，截止2024年，谷歌已经成为美国第一大储能投资企业，其投资的储能项目主要用于数据中心的储能电池改造，以及以可再生源为主要电源的数据中心电力供应配建。与此同时，谷歌还宣布了一项高达200亿美元的投资计划，包含了风电+光伏+储能的数据中心绿色能源解决方案，该解决方案计划每100MW数据中心将会配置同等规模的可再生能源发电机组以及2h-4h的储能系统解决方案。
然而，在实际中，数据中心与大型储能系统的结合仍然面临多重挑战。数据中心耗能巨大，并且需要24小时不间断运营，对供电可靠性和电能质量有极高要求。与传统柴油发电机提供备用电源服务相比，主要基于锂电技术的储能系统短期内尚难以实现长时间持续供电，而其他长时储能技术在大型项目中的经济性也不理想。同时，安全问题同样是数据中心配备储能时必须考虑的重要因素。近年来，因储能电池引发的火灾和安全事故屡见不鲜，这不仅对储能行业的发展造成了影响，也对数据中心的运营和发展构成了直接风险。
现阶段，数据中心配建储能系统的方案更多是通过新型电力系统或微电网，以“绿电直供”或“源网荷储”的形式，增强对不稳定可再生能源的利用，从而推动数据中心的用能稳定以及低碳发展。这种策略不仅优化了能源使用的方式，还为数据中心提供了一种解决自身供电可靠性和电能质量需求的有效途径。
4. 新兴市场发展迅速
新兴市场发展迅速，近年来，以马来西亚、泰国为主的东南亚地区已成为数据中心增长的热土。根据公开数据显示，从2021年至2023年，马来西亚的数据中心行业批准投资额迅速增长，达到1147亿林吉特（约1858亿元人民币）。仅2024年，美国的大型云服务公司对东南亚地区的云及数据中心基础设施的投资承诺已达到数十亿美元。
马来西亚能在数据中心建设上取得显著成就，得益于丰富的可再生能源、快速发展的数字经济生态系统，以及良好的基础设施。马来西亚拥有22条海底电缆和14个登陆站，能够有效连接东亚、南亚和大洋洲。这一优势使得在马来西亚建设数据中心可以显著缩短数据传输距离，降低延迟，确保高效的数据交互，满足周边地区的数据服务需求。此外，马来西亚国家能源公司还于去年推出了“绿色通道路径”计划，为数据中心运营商提供便捷的、环保的解决方案。该计划大幅简化了数据中心入驻流程，将项目交付时间由36至48个月缩短至仅12个月，从而推动了投资者的积极参与。与此同时，马来西亚在土地成本方面具有显著优势，目前马来西亚的数据中心建设也主要集中在吉隆坡、赛城和柔佛州。吉隆坡和柔佛州的土地成本仅为美国北弗吉尼亚州的1/4，整体数据中心建设平均成本约为$8.40/W。
海外科技巨头也纷纷加码东南亚。例如：亚马逊云（AWS）在马来西亚启动云基础设施建设，并计划到2038年投资超62亿美元，泰国也将迎来50亿美元投资；微软宣布在马来西亚和泰国建设新数据中心；谷歌宣布在泰国投资10亿美元、在马来西亚投资20亿美元，以建设新数据中心并扩展其云基础设施。根据Omdia的预测显示，未来三年东南亚将在全球新建数据中心容量中排名第三，仅次于北美和西欧。
随着技术的不断进步，人工智能的发展或将演变成一场能源之间的较量，而储能作为可再生能源的优化器，有望展现出更多潜力，推动数据中心在能源利用上的可持续发展。
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