AI时代的新石油电力

当生成式AI席卷全球，算力成为国家与企业竞争力的绝对指标时，支撑庞大算力背後的基础建设「电力」，成为AI时代的「新石油」。为深入探讨此一关键议题，本文特别专访资策会MIC资深产业分析师陈奕伶与王怡方，由大环境的资料中心耗电挑战谈起，剖析AI如何反向成为节能推手，一窥未来能源多样性的可能发展。

最简单、也最根本的探问，就是AI是不是已经成当前能源与电力发展的主要挑战？直面这问题时，资策会MIC资深产业分析师陈奕伶则提醒我们，要用更大的框架来看待它。她首先提醒我们，在探讨AI时代的电力问题时，必须先认知到整体能源消耗模式的根本性改变。过去我们谈论的耗电设备，多半聚焦於智慧型手机、个人电脑(PC)或电动车等分散式的终端应用。然而，随着大型语言模型与生成式AI的崛起，运算需求开始高度集中於云端资料中心，这种「集中式电源需求」对电网带来了前所未有的巨大压力。

图一 : 资策会MIC资深产业分析师陈奕伶

AI算力巨兽的诞生

根据资策会MIC的观察与数据整理，分散式电力需求的规模相对有限。以全球普及率极高的智慧型手机为例，全球约50亿至60亿支手机一年的总耗电量大约落在20到30太瓦时(TWh)；而个人PC的耗电量约为150到200太瓦时；电动车的全球消耗量同样落在100到200太瓦时区间。

相较之下，预测至2025年，全球资料中心的总电力消耗将??升至485太瓦时。这个数字意味着，单单是资料中心的用电量，就已经超越了全球个人PC加上电动车的总和。若再对比需要24小时运转的传统家电如冰箱与空调，资料中心的能耗虽尚未达顶峰，但其爆发性的成长曲线已令各国政府与电力供应商严阵以待。

更为严峻的是，传统资料中心与AI资料中心在耗电本质上存在着显着差异。过去以CPU与云端服务为主的资料中心，其规模或许需要数百兆瓦(MW)的电力支应；但如今的AI资料中心大量建置高功耗的 GPU，在相同面积的土地上，其电力需求可能直接翻倍，甚至跃升至吉瓦(GW)等级。这种在短期内爆发的庞大集中式电力需求，导致周边电网的变电站、??线与供电能力陷入极度紧张的状态。当电力基础建设的扩建速度远远跟不上AI发展的步伐时，电力短缺与电网不稳便成为AI产业发展的最大瓶颈。

当算力与电力合一 CSP巨头朝向能源自给

陈奕伶并分享美国目前的现况。她指出，在美国这个AI发展的绝对前线，电网供电吃紧的问题已迫在眉睫。对於投资规模动辄数百亿元的AI资料中心而言，「等待」是极度奢侈的成本。一台台装满昂贵GPU的AI伺服器机柜一旦就位，若因缺乏电力而无法运转，将造成庞大的资金闲置与折旧损失。由於传统电力公司铺设高压电网、扩建变电站往往需要耗费三至五年的时间，这对於追求「快步迭代」的云端服务供应商(CSP)与AI巨头来说，是完全无法接受的时程。

为了解决「後端IT设备Ready，却无电可用」的窘境，科技巨头也被迫展开能源自给行动。最为显着的现象便是「现地发电(On-site Generation)」的兴起。例如，知名企业家马斯克旗下的xAI资料中心，为了尽速上线运作，直接将大量的天然气发电机透过货柜车运送至现场，进行独立的现地发电以支持资料中心维运。甚至有业者将飞机的涡轮马达改装为发电设备，搭配大型储能电池应用，以弥补电网并网来不及的落差。

「他们都不想停下来等电力公司拉线过来，所以就自己发电。未来这些CSP业者可能会变成最大的电力公司，因为他们不断在全世界签署太阳、地热等各种绿电，甚至亲自与业者合作开发新的发电技术。」 资策会MIC资深产业分析师

这种现象不仅改变了电力的供应模式，更重塑了选址逻辑。在寻找稳定电力来源的过程中，美国德州因拥有广大的土地与密集的天然气管线网络，成为现阶段AI业者建立资料中心的热门首选。相较於易受天候影响的纯绿电(如太阳能、风力)，天然气发电能提供资料中心24小时不间断的稳定基载电力，避免因瞬间断电导致的系统当机与云端服务中断。

双管齐下 节能与硬体架构升级

在积极「创能」与寻找新电源的同时，资料中心内部也正在进行节能架构的变换。这个变换主要专注在两大方向：冷却技术的升级与电力系统架构的转换。由於GPU运算会产生极高热能，传统气冷已无法满足需求，液冷技术应运而生。液冷不仅能有效解决散热问题，更能大幅降低资料中心整体冷却系统的电力消耗。

在电力系统架构方面，为因应机柜功率的不断攀升，资料中心正逐渐过渡至800V DC供电架构。若维持传统的低压(如220V)供电，在相同功率下将产生极大的电流，这不仅需要更粗厚的汇流排，电流流经时产生的废热更是惊人的能源耗损。改用高压供电不仅能减轻汇流排的负载压力，更能减少发热，从源头降低能源浪费。此外，电力设备中功率IC的转换效率更是锱铢必较。一线龙头大厂的高阶电力设备在能源转换效率上往往优於白牌产品，对於耗电量极大的资料中心而言，哪怕只是提升1%到2%的转换效率，长期累积下来的电费节约与系统稳定性提升都极为可观。

AI解开能源??锁的反向赋能

若仅将AI视为消耗电力的怪兽，无疑是见树不见林。事实上，AI在消耗庞大能源的同时，也正转化为优化整体能源调度的最强大武器。透过先进的演算法与全球云端网络的串联，AI正以前所未有的效率解决能源浪费问题，产生显着的正向经济效益。

以Google在台湾的资料中心为例，便充分展现了AI调度的智慧。Google会利用台湾夜间离峰、电价较低且电力需求较少的时间带，预先制造大量的冰水储存；待白日气温升高、资料中心开始全速运转且整体电网负载吃紧时，便释放这些冰水进行降温，藉此实现错峰用电与节能。更进一步地，CSP业者能利用 AI监控全球各区域资料中心的负载与当地电网状态。若某区域当下绿电充沛且系统负载低，AI便会自动将运算任务转移至该区域执行，完美实现全球算力的负载平衡与能源最隹化。

这种反向赋能的效益不仅停留在资料中心内部，更已跨越边缘端，深入智慧制造与商业建筑。在制造端，工厂导入AI後，能即时分析并规划最隹排程。例如，AI会演算出哪些制程应安排在夜间离峰时段进行，进而动态调整产线的每一个节点，将能源配置发挥到极致。在建筑领域，办公大楼的空调冷却系统往往是耗电大宗。过去依赖「老师傅」凭经验或使用Excel试算表来设定空调叁数，无法即时应对极端气候与环境变化。如今，营建业者导入AI算力模型，由AI代理进行24小时即时监控与运算，精准给出不同季节、不同时段下最省电的温度叁数。

台湾的能源韧性布局与产业新蓝海

面对全球电力版图的剧变，台湾作为半导体与AI伺服器制造的重镇，建立强大且稳定的「能源韧性

」与「能源弹性」已是国家战略层级的核心课题。资策会MIC资深产业分析师王怡方指出，所谓的韧性，是指国家与企业的能源来源不能单一化，必须具备多样的选项，以确保在面临断电或极端气候冲击时能迅速恢复；而弹性，则是指在遭受冲击的当下，能立即切换至备用方案的灵活度。

图二 : 资策会MIC资深产业分析师王怡方

在政策面上，国际间已采取积极作为。美国白宫於2024年3月明确要求AI与云端业者必须具备「自

建、自带或购买」足够电力的能力；日本政府则发布「Welcome Zone Map」，引导业者将资料中心建置於电网容量充裕的地区以加速审核。至於台湾，经济部亦於年初修订《能源管理法》，规定契约容量达 5MW以上的大型资料中心在建厂前，必须向主管机关提出能源使用规划并接受审查。

王怡方进一步表示，为了建立具备弹性的分散式电网，国际上正盛行「随??即用光电(PiPV, Plug-in PV)」。英国已将其纳入国家战略并提供补贴，韩国亦编列预算推广至十万家户。然而，台湾因地狭人稠，一般民众多居住於集合式住宅大楼，屋顶型太阳能的建置需取得住户共识，推行难度较高；目前较具可行性的仍是中南部的透天厝建筑。此外，建立活络的分散式电力交易市场，让民间自发电力能自由买卖给需要的企业，也是未来突破瓶颈的关键。

「我们现在谈的能源选项一直是滚动的状态。面对庞大的用电趋势，建立能源韧性与弹性，将带动相关产业链的蓬勃发展，这是政策支持下必然的结果。」

 资策会MIC资深产业分析师 王怡方

四大受惠产业与终极能源的展??

图三 : 台湾能源韧性与弹性：四大产业链爆发性成长

在建立能源韧性与弹性的浪潮下，台湾有四大产业链将迎来显着的爆发性成长：第一是「储能产业」，受惠於政府鼓励工业区与科学园区厂商自建表後储能系统的补助政策，需求将大幅攀升；第二是「能源管理服务业」，因应法规要求用电大户必须导入专业节能诊断团队，相关服务将应运而生； 第三是

「绿电零售业」，国际大厂为达成RE100承诺，急需精准计算并采购光电与风电，绿电零售将扮演关键的媒合与最隹化角色； 第四则是「重电产业」，为了精准调度电力与强化电网韧性，包含智慧电表、变压器与配电盘等国家级设备更新需求强劲，国内指标大厂的订单早已满载。

最後，当论及台湾未来能源的多样性时，不可避免地会触及「小型核子反应炉(SMR)」的发展。针对此一敏感议题，王怡方持谨慎保守的态度，证实政府目前确实将SMR视为研发选项之一并投入前瞻计画，但距离真正落地可能还需要十年以上的时间。陈奕伶亦补充说明，美国目前虽有能源部主导的SMR商业化测试，但多建置於无人的沙漠地区；SMR体积虽小，却衍生出与大型核电厂相同的核废料处理难题，甚至因距离社区更近，更容易引发民众的「邻避效应(NIMBY)」与安全疑虑，相关法规的完备仍有一段漫漫长路。

王怡方也强调，AI时代的电力挑战并非单一的死结，而是促使产业链升级与电网重构的催化剂。正如AI伺服器持续寻找更隹的散热材料一般，全球能源技术也处於滚动式的激烈创新中。或许在核能之外，未来会有更加安全、洁净且高效的发电技术横空出世。可以确定的是，唯有积极拥抱能源转型、布局智慧微电网，并善用AI的优化能力，台湾方能在这场AI算力与电力的双重竞赛中，稳站不可取代的关键地位。