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IPP评论是国家高端智库华南理工大学公共政策研究院（IPP）官方微信平台。10月14日，《外交政策》杂志发表了哥伦比亚大学国际与公共事务学院教授杰森·博多夫（Jason Bordoff）和哥伦比亚大学国际与公共事务学院非驻院研究员贾里德·邓蒙（Jared Dunnmon）共同撰写的文章。该文章认为，美国在人工智能（AI）领域的领导地位正面临挑战，而能源供应则成为了关键因素。
文章指出，AI技术的蓬勃发展对计算能力提出了前所未有的需求，进而导致了巨大的能源消耗。为了保持在AI竞赛中的领先地位，美国需要在未来十年内打造1太瓦的新清洁发电能力才可在与中国的竞争中保持领先地位。
因此，作者建议，美国应简化发电与输电的审批流程，并平衡公众利益与其他政策目标。下一届政府应该在保护现有纳税人利益不受损害的同时，推动发电设施的清洁化转型。此外，还应允许科技公司灵活应对电力需求的增长并深化与盟友的合作。
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图源：Foreign Policy杰森·博多夫（Jason Bordoff），《外交政策》杂志的专栏作家，哥伦比亚大学国际与公共事务学院全球能源政策中心的创始主任，国际与公共事务专业实践教授，哥伦比亚气候学院的共同创办院长荣誉教授，曾担任美国国家安全委员会的高级主任以及前总统巴拉克·奥巴马的特别助理。贾里德·邓蒙（Jared Dunnmon），哥伦比亚大学国际与公共事务学院全球能源政策中心的非驻院研究员，曾担任美国国防部国防创新单位的人工智能技术总监。好莱坞的惊悚片很少能撼动历史的轨迹，但倘若奥斯卡设有此类专项奖项，《中国综合症》（The China Syndrome）无疑会成为有力的竞争者。这部问世于45年前的影片，以加利福尼亚州核电站的一场潜在灾难为核心，描绘出反应堆核心可能穿透地心、直抵中国的骇人图景（片名由此而来）。![]()
1979年上映的《中国综合症》（The China Syndrome）讲述了一位记者揭露了一座核电站的安全隐患。而在12天后，美国三哩岛核事故（Three Mile Island Accident）发生，引发公众对核能安全的极大担忧。影片上映不到两周，宾夕法尼亚州三哩岛核电站便发生了部分核熔毁事件，艺术意外地预示了现实。此事件迅速扭转了公众对核能的看法，有效遏制了美国核能发展的步伐。然而，近半个世纪后，人工智能的崛起——谷歌CEO桑达尔·皮查伊（Sundar Pichai）誉之为“超越电与火的深远变革”——正逐步实现那些曾被视为不可能之事。上月，微软携手Constellation Energy宣布将斥资16亿美元，重启三哩岛核电站的剩余功能性反应堆，以此助力科技巨头在AI领域的深耕细作。当地时间9月20日，微软与美国星座能源公司（Constellation Energy）签署购电协议，微软将在未来20年购买三哩岛核电站生产的所有电力。图源：Wikimedia CommonsAI技术的蓬勃发展对计算能力提出了前所未有的需求，进而催生了庞大的能源消耗。在全球竞相挖掘AI经济与军事潜力的背景下，随着中国的迅速崛起并紧追美国步伐，一种全新的对中国影响力的忧虑正逐渐取代昔日的核能恐慌。为了在AI竞赛中占据领先地位，下届政府应设定一项宏伟目标：在未来十年内，打造1太瓦的新清洁发电能力，尤其注重全天候运行的清洁能源，此举将令美国当前的发电能力接近翻倍。实现此目标不仅是应对气候变化的必要之举，更是应对AI带来的国家安全与经济挑战的迫切需求。然而，对电力需求的激增，尤其是为了推动人工智能的蓬勃发展，无疑给已经老化的电网带来了新的挑战。用户单次向ChatGPT或其他大型语言模型发起查询所消耗的电力，可能高达典型谷歌搜索的十倍之多。谷歌每年用于人工智能训练的电量为23亿度，相当于美国一个州首府所有家庭一年的用电量。图源：新华社电力研究所预测，至2030年，数据中心将占据美国总电力负荷的约9%，相较于目前的4%有显著增长。高盛（Goldman Sachs）更是预测，到2030年，人工智能革命所需的全球电网增量电力，将相当于当前日本全国的发电量。这一电力需求的急剧增长，与当前电气化进程中电力需求显著攀升的现象相互交织，尤为显著地体现在汽车、供暖系统及工业流程逐步减少对化石燃料依赖的过程中。普林斯顿大学研究团队明确指出，若美国旨在2050年前达成净零排放目标，其电力消耗量或将跃升至当前水平的两倍乃至三倍。构建这些庞大的额外电力基础设施面临重重挑战，原因在于美国已逐渐丧失实施此类项目的“肌肉记忆”。在经历了多年的稳健增长后，电力需求在过去二十年间趋于稳定。在美国，新建一条高压输电线路的平均耗时超过十年，而当前等待接入电网的可再生能源项目数量已是现有电力系统规模的两倍有余。尤为值得关注的是，在科技产业蓬勃发展的加利福尼亚与弗吉尼亚等州，电力公司因输电与发电能力受限，已拒绝更多数据中心接入电网的申请。同时，当地社区日益增多地表达对新建数据中心项目的反对意见，主要顾虑包括噪音污染、环境影响以及对现有电力基础设施造成的压力。![]()
美国最大的电网运营商PJM Interconnection在7月底警告称，由于新一代的电源和电网建设滞后于需求，电力供需趋于紧张。图源：新华社更糟糕的是，在预计需求激增之前，电网运营商和监管机构就已警告称，尽管美国陈旧的电力系统已经在进行调整，以应对间歇性太阳能和风能水平的上升，但还没有为不断增长的用电量做好准备。这些对可靠性的担忧在今年夏天表现得很明显，当时美国最大的电网运营商在所谓的容量市场上举行了一次拍卖，以确保电力在需要时可用——这是电网的一种保险政策——而价格是2023年类似拍卖的9倍。尽管挑战重重，科技巨头如亚马逊、谷歌、Meta与微软已明确表示：无法获得为AI所需的电力是无法接受的。电力短缺对于这些企业的未来发展构成了生存性威胁，相比之下，过度投资计算能力似乎成了微不足道的代价。因此，这些企业正不惜代价地探寻更多电力资源。对于亚马逊而言，这一决心体现为六个多月前在宾夕法尼亚州收购一座核电站。然而，通过收购现有发电设施，亚马逊实则是将该厂的零碳电力从其他用户手中转移而来，这将促使电力公司寻求替代方案以填补空缺。微软方面，确保电力供应则意味着重启一座闲置的核电站，但在美国，此类资源本就稀缺。相比之下，这一选项在日本与德国或许更为可行，两国自海啸引发的福岛核灾难后相继关闭了核电站。值得注意的是，德国基督教民主党（Christian Democrats）作为反对党，上周刚刚发声呼吁保留核电站，以应对该国高昂电价问题。在美国建设新的太阳能和风能项目之前，首要面临的是项目选址与必要输电线路的许可障碍。此外，可再生能源的间歇性与电力供应的不可预测性，也使其难以满足AI领域的电力需求。尽管先进的核能技术展现出令人鼓舞的前景，但这类项目从规划到大规模应用，往往需要超过十年的时间，而科技企业则急需在未来数年内获得稳定的电力供应。在短期内，天然气或已成为迅速满足美国日益增长的电力需求的少数可行方案之一。尽管科技公司积极寻求提升环保形象，但已有迹象显示，为维持AI竞赛中的竞争力这一迫切需求，气候承诺会让位于公司发展。具体而言，谷歌近期放弃了其实现碳中和的立场，而人工智能领域的电力需求正是这一决策背后的主要驱动力。太阳能等可再生能源存在可靠性问题，但配备储能系统即可在无阳光的情况下供应AI电力需求。图源：Wikimedia Commons这些动态同样影响着美国科技公司对于数据中心选址的决策。尽管它们倾向于在国内设立数据中心，但电力短缺的风险可能会成为决定性因素。若国内无法满足日益增长的电力需求，这些科技公司或将目光投向海外，寻找能源和资本更为充裕的地区，如中东等地。这一转变，无疑将引发一系列国家安全问题，包括技术可能流向竞争对手，以及在冲突或紧张局势下对AI系统的访问限制。因此，如果不解决其电力基础设施问题，它将面临失去关键AI投资和技术外流至其他地区的风险。目前，美国在AI基础设施领域占据领先地位，其数据中心数量远超全球其他国家。然而，中国正以惊人的速度追赶，并展现出强大的国内电力生产能力与扩展潜力，无论是可再生能源、核能、煤炭还是其他各类能源，且中国在环境或其他方面的限制相对较少。若美国未能显著提升国内电力生产能力，中国有可能削弱其在该领域的领导地位。![]()
据相关报道，中国目前可再生能源发电装机量是世界其他国家和地区总和的两倍。图源：新华社
为了确保美国在短期和长期内拥有支撑AI领导地位所需的能源基础，下一届政府应采取五个步骤：实际上，许多针对生成式人工智能系统的查询，都可以利用远低于最先进系统所需计算能力的模型来完成。通过更高效地将查询分配给较小的模型，能够显著减少预期的能源消耗。此外，近年来AI芯片和数据中心架构的飞速发展已经显著地提升了能源效率。例如，谷歌（Google）和英伟达（Nvidia）等公司的尖端芯片在功耗方面展现出了2到5倍的性能提升。为了推动这一趋势，政府应该通过支持研究和大规模政府采购项目，来向节能人工智能软硬件系统发出市场信号。其次，政府应当致力于简化新能源基础设施的建设流程，以推动其更为顺畅地展开。参议员乔·曼钦（Joe Manchin）与约翰·巴拉索（John Barrasso）近期协商通过的许可改革法案，就是一个很好的开始。然而，要全面改革许可制度，仍需许多工作要做，同时还要尊重环境审查的必要性与部落社区的权益。上月，拜登总统在环保人士的反对声中，依然选择支持一项法案，该法案旨在加速芯片制造设施建设，避免繁琐冗长的环境审查流程。此举深刻揭示了促进经济发展与保护生态环境、尊重社群权利之间所存在的复杂关系。《2024能源许可改革法案》（Energy Permitting Reform Act of 2024）旨在加速和简化能源基础设施许可流程。图源：新华社该模式往往通过经济激励措施鼓励公用事业公司对新型基础设施进行资本投资，此举有望提升电力公司建设新基础设施及高效利用现有基础设施的积极性。具体举措包括部署电池蓄存可再生能源，并采用先进的导体替换老旧输电线路，从而成倍的提升输电效率。同时，监管机构还应保护现有的纳税人免于承担 AI 所需的额外发电厂和输电线路的成本。传统上，电力公司的资本投资成本会由全体电力用户共同分担，但现在电力公司可考虑向新建数据中心的企业征收更高电价，以降低对既有用户资本投资回收的依赖。此外，科技企业亦可选择自建独立于电网的发电厂，以满足其特定需求。第四，为确保电网可靠性的同时，满足国内日益增长的人工智能需求，还需从稳固电力供应中汲取更多能量，而非依赖风能与太阳能等间歇性能源，鉴于当前储能技术尚未取得重大突破。因此，下届政府应鼎力支持先进核能技术的研发、示范与普及，这类技术不仅有望降低成本、减少废料与安全隐患，还能简化项目许可流程，推动其以更具竞争力的价格实现建设。首要任务是改革核能监管委员会，以适配此等发展需求。此外，先进地热能源作为另一极具潜力的领域，同样值得深入研究并适当放宽许可限制。近期，一些创新技术借鉴了美国在页岩油气钻探方面的专业知识，极大地便捷了从地球深处开采高温能量以用于发电及其他用途的过程，并显著降低了成本。鉴于新建可再生能源或核能项目的选址与许可过程耗时较长，如果企业在短期内为满足AI对稳定电力的迫切需求，而选择建设新的天然气发电厂，下届政府就应与国会紧密合作，确保这些发电厂严格遵守环保署最新制定的规定，即在2035年前实现90%的二氧化碳捕获率。此举的成本将远低于数据中心因二氧化碳排放量增加而带来的社会成本，亦远低于科技公司从AI革命中预期获取的巨额经济利益。同时，这一要求将使安全、清洁的国内能源——未来所需的其他关键技术——与天然气平等竞争。第五，下届政府应将优先考虑与伙伴国家的外交和接触，这可以为全球人工智能领域内的美国公司开辟新机遇，并加速盟国在人工智能创新领域的步伐。同时，需采取措施削弱中国对全球人工智能生态系统的影响，并有效防范网络安全威胁及非法技术转让的风险。针对如日本这样的资源有限的大型能源进口国而言，它们或许会发现，相较于投入巨资运输液化天然气以扩大电力供应，更为经济高效的方式是在美国或加拿大建立数据中心，并通过海底电缆实现数据传输。若美国公司无法在海湾国家，如沙特阿拉伯或阿联酋，投资发展AI能力，这些国家或将转向中国公司寻求技术与投资支持。今天，美国在AI领域的领导地位依旧稳固，这得益于其强大的人才储备、雄厚的资本支持、卓越的学术研究和蓬勃的创新企业。然而，为持续巩固这一领导地位，美国亟需大幅简化其发电与输电流程。
为确保公众支持并兼顾其他政策目标，新一届政府应构建一个多目标并进的政策框架：既要保护现有电力用户的利益不受侵害，又要推动新建发电设施实现清洁化转型，同时赋予科技公司灵活应对日益增长的电力需求的能力；简化审批流程、推广下一代清洁能源系统、深化与盟友的合作。这些举措不仅旨在有效应对气候变化的严峻挑战，更是为了在未来的AI时代中巩固美国的经济繁荣与国家安全。
编译｜张乐词 诺丁汉大学马来西亚分校政治与国际关系学院博士候选人往期推荐
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