Bank of America Merrill Lynch elaborates on AI power demand, cooling demand, and challenges facing the US power grid

美銀美林在最新發布的研報中表示，隨着 AI 技術的飛速發展，美國電網的電力需求將面臨着前所未有的增長，預計 2023 年至 2030 年，美國電力需求將以 2.8% 的年複合增長率 (CAGR) 增長。

美銀美林認為，這一增長主要受到 AI 數據中心的擴張、工業增長、電動汽車的採用以及建築電氣化等四大因素的推動。其中，數據中心電力需求尤為突出。

美銀美林預計，到 2030 年，數據中心的電力需求預計將以 11% 的複合年增長率增長。這相當於全球電力需求的約 1-2%，即 240-340 太瓦時 (1 太瓦時等於 10 億千瓦時)。

此外，美銀美林預計，AI 的電力使用量將在 2023 年至 2028 年間以 25-33% 的年複合增長率增長，這一增長將對數據中心的設計和運營帶來挑戰。

而數據中心開發商也越來越關注到電力問題。例如，亞馬遜網絡服務公司 (AWS) 在 2024 年 3 月簽署了一項協議，將在賓夕法尼亞州的一個核電站旁購買一個數據中心，並有可能從該廠獲得高達 960 兆瓦的專用電力。微軟雲正在都柏林建設一個 170 兆瓦的天然氣發電廠，為其價值 9 億歐元的數據中心提供基礎負載電力。

AI 冷卻需求

美銀美林在報告中指出，隨着數據中心功率密度的提高，傳統的冷卻方法可能不再適用。例如，85% 的數據中心的最大機架功率密度小於 30 千瓦，而對於高於 20 千瓦的功率密度，可能需要採用液體冷卻解決方案。

這種技術涉及將冷卻劑直接輸送到芯片，每個芯片都有兩條管道（一條熱管，一條冷管）。

此外，美銀美林表示，隨着數據中心向更高功率密度的轉變，電力和熱管理內容的需求也在增加。例如，英偉達液冷供應商維諦技術預計，每兆瓦的電力和熱管理內容機會將分別增加 18% 和 740%。

美國電網面臨挑戰

美銀美林認為，除了數據中心，工業需求也是推動美國電力需求增長的重要因素。例如，美國製造業設施的支出在過去 12 個月內增長了 60%，反映了製造業建設的增長。

此外還有電動汽車的普及和建築電氣化。例如，2023 年，電動乘用車佔美國總銷售量的 7%，預計到 2030 年，美國電動車隊將佔總數的 13%；全電住宅的平均電力消耗比普通住宅高出 127%。

美銀美林表示，隨着美國電力需求的增加，數據中心和電網的運營商需要尋找更有效的電力和熱管理解決方案，以支持這一增長。