美银美林详解AI电力需求、冷却需求和美国电网挑战

美银美林在最新发布的研报中表示，随着AI技术的飞速发展，美国电网的电力需求将面临着前所未有的增长，预计2023年至2030年，美国电力需求将以2.8%的年复合增长率(CAGR)增长。

美银美林认为，这一增长主要受到AI数据中心的扩张、工业增长、电动汽车的采用以及建筑电气化等四大因素的推动。其中，数据中心电力需求尤为突出。

美银美林预计，到2030年，数据中心的电力需求预计将以11%的复合年增长率增长。这相当于全球电力需求的约1-2%，即240-340太瓦时(1太瓦时等于10亿千瓦时)。

此外，美银美林预计，AI的电力使用量将在2023年至2028年间以25-33%的年复合增长率增长，这一增长将对数据中心的设计和运营带来挑战。

而数据中心开发商也越来越关注到电力问题。例如，亚马逊网络服务公司(AWS)在2024年3月签署了一项协议，将在宾夕法尼亚州的一个核电站旁购买一个数据中心，并有可能从该厂获得高达960兆瓦的专用电力。微软云正在都柏林建设一个170兆瓦的天然气发电厂，为其价值9亿欧元的数据中心提供基础负载电力。

AI冷却需求

美银美林在报告中指出，随着数据中心功率密度的提高，传统的冷却方法可能不再适用。例如，85%的数据中心的最大机架功率密度小于30千瓦，而对于高于20千瓦的功率密度，可能需要采用液体冷却解决方案。

这种技术涉及将冷却剂直接输送到芯片，每个芯片都有两条管道（一条热管，一条冷管）。

此外，美银美林表示，随着数据中心向更高功率密度的转变，电力和热管理内容的需求也在增加。例如，英伟达液冷供应商维谛技术预计，每兆瓦的电力和热管理内容机会将分别增加18%和740%。

美国电网面临挑战

美银美林认为，除了数据中心，工业需求也是推动美国电力需求增长的重要因素。例如，美国制造业设施的支出在过去12个月内增长了60%，反映了制造业建设的增长。

此外还有电动汽车的普及和建筑电气化。例如，2023年，电动乘用车占美国总销售量的7%，预计到2030年，美国电动车队将占总数的13%；全电住宅的平均电力消耗比普通住宅高出127%。

美银美林表示，随着美国电力需求的增加，数据中心和电网的运营商需要寻找更有效的电力和热管理解决方案，以支持这一增长。