數(shù)字化是推動(dòng)全球邁向更清潔、更智能、更具韌性的能源體系的核心動(dòng)力。然而，現(xiàn)行電網(wǎng)架構(gòu)并非為可再生能源而設(shè)計(jì)，它們?nèi)砸匀济弘姀S等集中式電力來源為主。如今，可再生能源多分布在不同區(qū)域，且發(fā)電量隨時(shí)間波動(dòng)，使預(yù)測變得更加困難。

作者

Daniel Paska

愛立信可持續(xù)發(fā)展政策總監(jiān)

打造數(shù)字能源生態(tài)體系

若要實(shí)現(xiàn)減碳并逐步淘汰化石燃料，我們必須推動(dòng)重工業(yè)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域電氣化，同時(shí)提升包括可再生能源在內(nèi)的清潔電力占比，加速淘汰以化石燃料發(fā)電的能源結(jié)構(gòu)。

這也凸顯了推進(jìn)電網(wǎng)及電力行業(yè)全面數(shù)字化的重要性。在建立高效控制機(jī)制、優(yōu)化電網(wǎng)管理的基礎(chǔ)上，更有效地支撐各項(xiàng)綠色能源目標(biāo)。如果終端用戶的數(shù)字化程度同步提升，并加強(qiáng)用戶、配電企業(yè)與發(fā)電企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享，將有助于真正打造完整的數(shù)字能源生態(tài)體系。

在許多方面，這與電信行業(yè)的實(shí)踐十分相似。即通過預(yù)測網(wǎng)絡(luò)流量優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理。同樣的數(shù)字化原則也適用于電網(wǎng)，其中“數(shù)據(jù)”則是核心。若要從電網(wǎng)獲取足夠且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就必須依賴更先進(jìn)的連接能力和 AI 技術(shù)。

近年來，隨著 AI 的快速應(yīng)用和數(shù)據(jù)中心的加速擴(kuò)建，外界普遍擔(dān)憂信息通信技術(shù)行業(yè)的用電量可能大幅增長。面對這一趨勢，應(yīng)以科學(xué)且可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)回應(yīng)疑慮?；诖耍瑦哿⑿裴槍π畔?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1301/" target="_blank">通信技術(shù)行業(yè)、AI 與數(shù)據(jù)中心的用電進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

在巴西舉行的最新聯(lián)合國氣候峰會上，能源、制造和交通行業(yè)的轉(zhuǎn)型與減碳策略，以及可再生能源部署的重要性，將成為關(guān)鍵議題。各國也將提出涵蓋 2025 至 2035 年的國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)（NDC），作為落實(shí)《巴黎協(xié)定》的延伸，并將影響未來全球氣候轉(zhuǎn)型的速度。

數(shù)字化

是否會加劇能源消耗？

真正理解數(shù)字化對能源系統(tǒng)的影響，是制定有效政策與投資決策的前提。隨著數(shù)字化加速，ICT 行業(yè)，尤其是電信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心的用電需求預(yù)計(jì)有所上升。然而，其增長幅度很可能低于許多研究報(bào)告的預(yù)測，而 AI 技術(shù)與服務(wù)的未來發(fā)展速度仍存在不確定性。

回顧以往，多數(shù)關(guān)于 ICT 行業(yè)的研究事實(shí)上都高估了未來電力需求，因?yàn)樗鼈兗僭O(shè)“數(shù)據(jù)越多，就需要成比例增加的電力來傳輸與處理”。然而，愛立信的研究顯示：從 2007 年到 2023 年，全球數(shù)據(jù)流量增長約 80 倍，而行業(yè)電力使用量僅增加約 1.4 倍。可見數(shù)據(jù)傳輸與耗電量之間并不存在等比例關(guān)系。

愛立信也對 ICT 行業(yè)至 2030 年的用電量和潛在碳足跡進(jìn)行了估算。預(yù)計(jì)行業(yè)整體用電將從 2024 年的 1,070 太瓦時(shí)（TWh）上升至約 1,245 TWh。近年來，數(shù)據(jù)中心是推高 ICT 行業(yè)能耗的主要因素，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用電增長相對較低。

AI 的電力消耗

究竟多大？

AI 的能源需求長期受到關(guān)注。目前的系統(tǒng)在訓(xùn)練階段需要大量電力，對硬件的要求也不斷提高。然而，AI 未來的技術(shù)路線及其能源效率提升幅度仍存在高度不確定性。

盡管 AI 的能耗不可忽視，但隨著能源效率不斷提升，外界對 AI 用電量呈指數(shù)級增長的擔(dān)憂已有所緩和。根據(jù)愛立信估算，2023 年底全球約有 1,200 萬個(gè) AI GPU 運(yùn)行，其耗電約為 21 TWh，占數(shù)據(jù)中心整體用電約 8%，占整個(gè) ICT 行業(yè)不到 1%。預(yù)計(jì)到 2028 年，AI 將占數(shù)據(jù)中心電力消耗的約 25%。這進(jìn)一步凸顯提升數(shù)據(jù)中心能源效率的必要性。

雖然目前及可預(yù)見的未來，AI 用電將持續(xù)增長，但由于受限于 AI 硬件供應(yīng)，其能源需求不太可能出現(xiàn)指數(shù)型暴漲。同時(shí)，AI 芯片與能源相關(guān)設(shè)備持續(xù)提升效率，新一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)也將 AI 與能源效率納入規(guī)范。隨著更節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器部署，企業(yè)將逐步淘汰老舊、高能耗的設(shè)備。

評估現(xiàn)有 AI 用電預(yù)測的可靠性也至關(guān)重要。根據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)，AI 芯片能源效率大約每三年提升一倍；最新型號在執(zhí)行 2008 年同類芯片同等運(yùn)算量時(shí)，能耗已降低近 99%。IEA 也預(yù)測，更高效的服務(wù)器與 AI GPU 將在 2030 年前陸續(xù)推出，進(jìn)一步提升整體能源效率。

在能耗方面，生成式 AI（如大型語言模型 LLM，包括 ChatGPT、Google Gemini）與專用型 AI 差異明顯。生成式 AI 需依賴龐大數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，能耗極高；而專為特定任務(wù)設(shè)計(jì)的模型僅需較小規(guī)模的數(shù)據(jù)集，能源足跡較低，因而更加節(jié)能。

以歐洲能源行業(yè)為例，公用事業(yè)公司需要支持電網(wǎng)管理與控制的專用型、節(jié)能型 AI 方案，這類 AI 可在邊緣計(jì)算或本地?cái)?shù)據(jù)中心運(yùn)行，無需生成式 AI 所需的大規(guī)模算力。類似架構(gòu)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法也廣泛用于電信網(wǎng)絡(luò)控制，其能耗遠(yuǎn)低于大型語言模型。

5G SA 的重要性

數(shù)字化投資與未來監(jiān)管政策制定必須建立在準(zhǔn)確的信息與假設(shè)基礎(chǔ)上。ICT 行業(yè)的能耗也是公用事業(yè)與政府決策的重要考量，因此可靠預(yù)測十分關(guān)鍵，對能源行業(yè)的數(shù)字轉(zhuǎn)型效果更是影響深遠(yuǎn)。

如前文所述，數(shù)據(jù)是能源系統(tǒng)優(yōu)化與 AI 控制的重要基礎(chǔ)。能源數(shù)據(jù)必須在終端用戶、配電企業(yè)和發(fā)電企業(yè)之間順暢流動(dòng)，以支持預(yù)測、調(diào)度與靈活性管理，而可靠的連接能力是前提，因此 5G SA 具有關(guān)鍵作用。在 5G SA 架構(gòu)下，基站等無線組件雖然采用 5G 技術(shù)，但核心網(wǎng)仍依賴舊的 4G 架構(gòu)。盡管速度和帶寬優(yōu)于 4G，但 5G 的核心能力無法完全釋放。

相比之下，5G SA 同時(shí)使用 5G 基站與完整 5G 核心網(wǎng)，速度、帶寬與可靠性全面提升，可支持能源行業(yè)數(shù)字化所需的各類先進(jìn)服務(wù)，并構(gòu)建長期可演進(jìn)的數(shù)字生態(tài)，包括網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算、5G 語音、RedCap 終端、關(guān)鍵通信（TCC）、網(wǎng)絡(luò)能力開放（Network Exposure），以及更強(qiáng)大的固定無線接入（FWA）等能力。

從這個(gè)意義上說，5G SA 不僅是連接能力的升級，更是全球能源轉(zhuǎn)型的底層關(guān)鍵技術(shù)。

結(jié)論

隨著第30屆聯(lián)合國氣候變化大會（COP30）的臨近，能源與 AI 已成為全球最重要的話題之一。巴西作為主辦國也將其以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)視為吸引科技企業(yè)投資數(shù)據(jù)中心的核心優(yōu)勢。發(fā)展表明連接能力數(shù)字化在公用事業(yè)、電網(wǎng)、交通、建筑與工業(yè)領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型中扮演著不可替代的角色。若想成功淘汰化石燃料、推動(dòng)社會減碳，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施必須成為優(yōu)先投入項(xiàng)目。

穩(wěn)定而長期的政策框架，是確保相關(guān)技術(shù)發(fā)揮最大效益的關(guān)鍵，同時(shí)也為大規(guī)模投資與創(chuàng)新提供必要的可預(yù)測性。此外，科技行業(yè)需持續(xù)提升數(shù)據(jù)中心、AI 方案與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的能效水平，并在整個(gè)價(jià)值鏈落實(shí)凈零承諾，才能真正有效降低排放。數(shù)字化與連接解決方案應(yīng)當(dāng)與清潔技術(shù)、電網(wǎng)建設(shè)和可再生能源部署同等重要。

唯有通過連接與數(shù)字化，我們才能構(gòu)建真正低碳的能源系統(tǒng)，以高能效數(shù)據(jù)中心、負(fù)責(zé)任的 AI 用電和大規(guī)模可再生能源部署為核心驅(qū)動(dòng)力。換言之，數(shù)字化不是能源轉(zhuǎn)型的附屬選項(xiàng)，而是支撐整個(gè)低碳轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。

博客原文標(biāo)題《5G、AI與數(shù)字化將如何驅(qū)動(dòng)未來能源轉(zhuǎn)型》