AI consumes more electricity? Existing predictions are too conservative! The U.S. Department of Energy predicts that power demand for data centers will increase by about 2-3 times before 2028

市场还是太低估吃电狂魔 AI 了。

1 月 3 日，巴克莱分析师 William Thompson 及其团队发布报告，分析、总结了美国能源部（DOE）发布的约 70 页国会授权研究报告预测。美国能源部预测，从 2023 年开始，美国数据中心的电力需求（不包括加密货币）将每年增加约 13-27%，到 2028 年时将达到 325-580TWh（1 太瓦时 = 10 亿千瓦时），占美国总电力需求的 6.7%-12%。按照这一预测，从 2023 到 2028 年，美国数据中心的电力需求有望增长 2-3 倍。

巴克莱表示，这一增长预测远高于许多机构预测的 15%，也高于巴克莱在此前报告 Powering AI: Calibrating US Data Center Energy Demand 中预期的 14-21%。不过，巴克莱在这一报告中指出，由于数据中心部署、设备类型、运营实践和冷却系统的快速变化，预测存在不确定性。

此外，美国能源部还预计，未来几年，美国数据中心用水量增长将超过电力需求增长。目前，直接用水量已经从 2014 年的 210 亿升飙升至 2023 年的 660 亿升，到 2028 年预计将增长约 2-4 倍。

数据中心能源需求增长超出市场预期

美国能源部报告显示，美国数据中心在 2023 年的电力消耗为 176TWh，占美国总电力需求的 4.4%。预计到 2028 年，电力需求将增加到 325-580TWh，占美国总电力需求的 6.7%-12%。

根据能源部的研究，AI 服务器是电力需求增长的主要驱动力。

根据报告，AI 服务器的电力需求预计从 2023 年的约 40TWh 增加至 2028 年的约 165TWh（低估值）至 325TWh（高估值），增长约 4-8 倍。研究表明，到 2028 年，AI 训练消耗将超过 AI 推理需求，占 AI 服务器总能耗的 50-53%，因为更多高功率 GPU 将用于 AI 训练。

至于传统服务器的电力需求，美国能源部预计变化不大，从 2023 年的约 60TWh 增至 2028 年的约 60TWh（低估值）至 70TWh（高估值）。

数据中心用水量增长将超过电力需求增长

能源部研究还表示，美国数据中心的直接用水量（主要与冷却相关）从 2014 年的 210 亿升飙升至 2023 年的 660 亿升，到 2028 年预计将增长约 2-4 倍，达到约 1450-2750 亿升。

有趣的是，报告还提出，直接用水强度（每千瓦时的水用量）预计将从 2023 年的约 0.38L/kWh 增加至 2028 年的约 0.45-0.48L/kWh。巴克莱假设这反映了水冷却冷却器的比例变化——用以应对 AI 数据中心日益增长的能量密度。

值得注意的是，报告的预测未包括近 800 亿升的间接用水量，间接用水是用来生产电力的水，例如用于核能、煤电厂的蒸汽等。如果算上这部分用水量，还将增加大约每千瓦时 4.5 升的水消耗。