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環(huán)球零碳

碳中和領(lǐng)域的《新青年》

來(lái)源：Getty Images

撰文 | 張雷

編輯 | 小瀾

→這是《環(huán)球零碳》的第1819篇原創(chuàng)

12月19日，遠(yuǎn)景科技集團(tuán)董事長(zhǎng)張雷受邀參加中央廣播電視總臺(tái)“報(bào)時(shí)中國(guó)經(jīng)濟(jì)”新能源專場(chǎng)活動(dòng)，發(fā)表題為《AI與能源的共生未來(lái)》的主旨演講。

張雷指出，能量與智能是一體的。人工智能，某種意義上幫助能量形成了自主意識(shí)。過(guò)去，能量通過(guò)人類(lèi)完成新陳代謝與延續(xù)；這一次，通過(guò)人工智能，能量正在形成自我閉環(huán)、自我膨脹與擴(kuò)張。而這只是未來(lái)永續(xù)能源需求的開(kāi)始。

張雷在演講中還提出一個(gè)極具沖擊力的判斷：到2050年，人工智能算力對(duì)全球電力的需求占比可能超過(guò)35%，成為人類(lèi)歷史上最大的能源消耗形態(tài)。

張雷還表示，回顧人類(lèi)文明史，每一次文明躍遷都對(duì)應(yīng)能源供給的大幅提升。AI不只是算力革命，而是一次文明級(jí)能源革命。未來(lái)能量不再主要用于制造鋼鐵、汽車(chē)等物理產(chǎn)品，而是用于構(gòu)建“超級(jí)智能”和更高階文明形態(tài)。

以下為演講全文：

今天我想談一談對(duì)人工智能的一些思考?，F(xiàn)在全球的科技界、商業(yè)界，人工智能是最熱的話題。其實(shí)，這對(duì)我們?cè)谧拿總€(gè)人尤其重要。

有朋友跟我說(shuō)，在美國(guó)，能源界已經(jīng)被納入人工智能板塊，今年人工智能的股票漲勢(shì)還不如你們能源行業(yè)漲得好，很多賣(mài)燃?xì)廨啓C(jī)的公司市值都到了幾千億美金。

這就是人工智能和能源在資本市場(chǎng)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)。

很多人其實(shí)對(duì)于人工智能也充滿了憂慮，一些朋友說(shuō)這里面泡沫是不是很大？我是這么看，或許人工智能的股票有泡沫，但人工智能的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還是方興未艾。

為什么我有這么一個(gè)有信念的結(jié)論？因?yàn)槲矣羞^(guò)關(guān)于能源跟文明的思考。我看到，今天人工智能對(duì)于能源的需求是真實(shí)的、強(qiáng)勁的，而且碰到了能源前所未有的瓶頸。這一點(diǎn)是我們信心所在。

我們可以回顧一下人類(lèi)能源跟文明的發(fā)展關(guān)系：工業(yè)革命之前，人類(lèi)的文明只緩慢增長(zhǎng)了大約3倍——我們用GDP來(lái)衡量。為什么呢？因?yàn)槟莾汕昀铮覀兊哪芰抗┙o只增長(zhǎng)了3倍。

但是工業(yè)革命一開(kāi)始，全球文明就不一樣了。在這二百多年里，我們的文明總量增長(zhǎng)超過(guò)100倍。關(guān)鍵在哪里？就在于煤炭、石油、天然氣、可再生能源，讓我們的能量供給增長(zhǎng)了100倍。

大家看到這個(gè)等號(hào)沒(méi)有？有多少能量，就等于帶來(lái)多少文明的繁榮、經(jīng)濟(jì)的繁榮。

所以，當(dāng)我看到人工智能帶來(lái)前所未有的電力短缺時(shí)，此刻，我對(duì)未來(lái)充滿憧憬。我們正站在一個(gè)人類(lèi)前所未有的文明繁榮的門(mén)檻上，這將為我們打開(kāi)一個(gè)想象之外的世界。這是我的基本判斷。下面我談幾個(gè)觀點(diǎn)。

第一，未來(lái)人工智能將成為人類(lèi)文明、甚至人類(lèi)之外的文明使用能源最多的形式。

為什么這么講？再回到能源跟文明的關(guān)系。人類(lèi)文明一路走來(lái)，什么是文明的本質(zhì)？文明是一種有序的結(jié)構(gòu)，包括物理上的有序結(jié)構(gòu)，和信息上的有序結(jié)構(gòu)。

什么叫物理上的有序結(jié)構(gòu)？我們把泥土、巖石變成建筑，建筑變成城市，材料變成鋼材，鋼材變成汽車(chē)……這是一個(gè)物理有序結(jié)構(gòu)復(fù)雜性不斷增加的過(guò)程。

信息的有序結(jié)構(gòu)也是文明的特征。從原始人的溝通，演化出語(yǔ)言體系；從叢林社會(huì)，建立起法律體系；從常識(shí)，總結(jié)為科學(xué)規(guī)則——這一切，都是信息走向有序結(jié)構(gòu)的過(guò)程。

在座各位或多或少都知道熱力學(xué)第二定律：整個(gè)宇宙正從有序走向無(wú)序，我們處于一個(gè)不斷熵增的過(guò)程。那為什么人類(lèi)文明能從無(wú)序走向有序？這就是本質(zhì)問(wèn)題——因?yàn)槲覀儷@取了能量，通過(guò)能量，在人類(lèi)文明內(nèi)部創(chuàng)造了相對(duì)有序的結(jié)構(gòu)。

過(guò)去，能量或是文明，主要依托于我們碳基的生物智能。新陳代謝的本質(zhì)是什么？本質(zhì)就是能量。但現(xiàn)在，它正從碳基走向硅基，走向人工智能，走向未來(lái)的機(jī)器人。大家想一想，未來(lái)機(jī)器人唯一需要的是什么？它可以不需要很多行業(yè)，但唯一必需的，就是能量的供給。沒(méi)有能量，機(jī)器人肯定玩不轉(zhuǎn)。

所以，我們看到一個(gè)前所未有的文明，它的根基是前所未有規(guī)模的能量支撐。這也解釋了為什么人工智能才興起一兩年，我們就一下子看到了能量的短板和瓶頸。

前幾天黃仁勛在內(nèi)部會(huì)上提到一個(gè)數(shù)據(jù)：到2027年，僅英偉達(dá)所用的GPU，耗電量就將達(dá)到200GW。200GW是什么概念？人工智能才開(kāi)始沒(méi)幾年，到2027年，這個(gè)數(shù)字就等于兩個(gè)法國(guó)的年用電量。

一旦我們從人工智能走向超級(jí)智能——說(shuō)實(shí)話，我們稱其為“人工智能”，本身或許還帶著一點(diǎn)對(duì)人類(lèi)智能的維護(hù)——但大家想一想，這種超級(jí)智能是可以并聯(lián)、可以無(wú)限擴(kuò)展的。它不是我們?nèi)四X這30瓦的生物計(jì)算機(jī)，它可以變成100個(gè)GW級(jí)的、可擴(kuò)展、可復(fù)制、可并行處理的結(jié)構(gòu)，那將產(chǎn)生多大的智力？

所以，回到能量與文明的演化，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：原來(lái)我們需要的能量，可能不再主要用于塑造有形世界——打造鋼鐵、制造汽車(chē)，而是用來(lái)構(gòu)建超級(jí)文明。而這個(gè)超級(jí)文明，是不受物理環(huán)境約束的。

這意味著什么？意味著人工智能必將拓展我們的想象力。我們的想象力就像一個(gè)圓圈，隨著人工智能的擴(kuò)大，這個(gè)圓圈也在擴(kuò)大。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，智能可以做到更多事情——為什么不去探索宇宙的起源？為什么不去計(jì)算暗物質(zhì)？最終，人工智能，或者說(shuō)超級(jí)智能，一定會(huì)將我們推向?qū)δ芰康臒o(wú)限使用。

其實(shí)我們已經(jīng)看到趨勢(shì)：最近硅谷頂級(jí)的科學(xué)家們，已從語(yǔ)言模型轉(zhuǎn)向探討“世界模型” “物理人工智能”。因?yàn)檎Z(yǔ)言模型主要處理數(shù)字世界的信息流轉(zhuǎn)，而物理人工智能，才是我們改造真實(shí)世界的核心要素。

所以，很多公司在研究數(shù)字地球，遠(yuǎn)景也在研究氣象大模型。舉個(gè)例子，如果今天我們要對(duì)數(shù)字地球進(jìn)行秒級(jí)的仿真模擬與人工智能計(jì)算，那需要多大的能量規(guī)模？它要處理天氣、海洋、交通、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)……其能量需求將超過(guò)今天全球所有數(shù)據(jù)中心的總和，仍可能無(wú)法滿足。這就是未來(lái)超級(jí)智能可以想象的能量尺度。

同樣，回到人的個(gè)體，對(duì)我們的基因、蛋白質(zhì)進(jìn)行分子級(jí)別的計(jì)算與仿真，也需要巨大的能量。

再回到宇宙天體——人類(lèi)文明如何走出地球，如何展開(kāi)星際探索，又將使用多少能量？

所以我的觀點(diǎn)是：人工智能一定會(huì)成為人類(lèi)有史以來(lái)，乃至人類(lèi)文明之后最大的能量使用形式。

什么是人工智能？我一直認(rèn)為，從某種意義上說(shuō)，能量與智能是一體的。人工智能某種意義上就是幫助能量形成了自主意識(shí)。過(guò)去，能量通過(guò)人類(lèi)完成新陳代謝與延續(xù)；這一次，通過(guò)人工智能，能量正在形成自我閉環(huán)、自我膨脹與擴(kuò)張。所以說(shuō)，這只是未來(lái)永續(xù)能源需求的開(kāi)始。

我也做了一些初步分析：到2030年，人工智能算力將占全球電力需求的8%左右；而到2050年，這一比例可能超過(guò)35%，甚至更高。

這就引向我要說(shuō)的第二個(gè)問(wèn)題：我們應(yīng)該打造什么樣的能源體系，來(lái)支撐這場(chǎng)史詩(shī)級(jí)的文明繁榮進(jìn)程？而恰恰在這方面，人工智能可以發(fā)揮巨大作用。

剛才談到物理人工智能。從氣象系統(tǒng)，到全球幾十億電力設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能、風(fēng)電、光伏構(gòu)成的碎片化能源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)與管理，再到與數(shù)據(jù)中心這種超大型耗能體實(shí)現(xiàn)“電算協(xié)同”與電力市場(chǎng)互動(dòng)。

這就是我的第二個(gè)判斷：未來(lái)的能源體系，本身就將是人類(lèi)構(gòu)建的最大的物理人工智能系統(tǒng)之一。

舉個(gè)例子：為什么氣象模型如此重要？我們都知道，到2060年，我們要走向碳中和。碳中和意味著什么？我們的能量將主要來(lái)自風(fēng)電、光伏、水電。而風(fēng)、光、水來(lái)自哪里？來(lái)自氣象系統(tǒng)。所以說(shuō)，氣象系統(tǒng)就是我們未來(lái)的能量系統(tǒng)。如果我們對(duì)氣象系統(tǒng)沒(méi)有洞察力，就無(wú)法管理好能源系統(tǒng)，也無(wú)法確保我們的工廠、家庭、醫(yī)院、社區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，氣象系統(tǒng)的仿真模擬，可稱為人工智能“算力皇冠上的明珠”。遠(yuǎn)景有一支氣象大模型團(tuán)隊(duì)，目前已取得重要進(jìn)展。為什么？因?yàn)槲覀兛吹絊caling Law（編注：規(guī)模定律）仍在發(fā)揮作用。當(dāng)參數(shù)規(guī)模達(dá)到數(shù)百億，我們發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)物理模式或數(shù)值預(yù)報(bào)未曾掌握的規(guī)律。這就像AlphaGo下圍棋：人類(lèi)棋手眼中的定式，在AlphaGo那里可能不是定式；它甚至能創(chuàng)造新的定式。

在物理人工智能的賦能下，氣象大模型的預(yù)測(cè)能力正在突破。以往，8到10天以上的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率可能只有50%。但遠(yuǎn)景團(tuán)隊(duì)告訴我，他們已將有效預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)從8天推進(jìn)到12天、13天甚至更遠(yuǎn)。

再回到未來(lái)的能源系統(tǒng)。為什么我們需要能源大模型？因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)正變得高度碎片化，傳統(tǒng)算力和模型已難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)匹配與管理。

在電網(wǎng)領(lǐng)域，如果要對(duì)一個(gè)城市級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行一次仿真模擬，傳統(tǒng)方法可能需要好幾分鐘。但今天，遠(yuǎn)景通過(guò)知識(shí)圖譜與人工智能的解耦計(jì)算，已能實(shí)現(xiàn)秒級(jí)的實(shí)時(shí)感知與判斷。

我們還需要實(shí)時(shí)的調(diào)度與分析決策。因?yàn)殡娏Υ笫袌?chǎng)正在打開(kāi)——這不是我們是否要走向它，而是必須擁抱它。如果不能依靠市場(chǎng)機(jī)制來(lái)發(fā)出海量、碎片化的信號(hào)，未來(lái)我們將沒(méi)有能力平衡這個(gè)系統(tǒng)。

那么，這數(shù)以萬(wàn)計(jì)異質(zhì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)如何實(shí)時(shí)處理？如何進(jìn)行像股票市場(chǎng)一樣的價(jià)格判斷、管理與交易？這正是人工智能可以發(fā)揮作用的領(lǐng)域。這也包括源網(wǎng)荷儲(chǔ)的融合、電動(dòng)汽車(chē)與電力系統(tǒng)的融合、算力與電力的融合、熱電融合……這一切都需要一個(gè)超級(jí)智能體進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。

圖為遠(yuǎn)景赤峰零碳?xì)淠軋@區(qū)。

為此，遠(yuǎn)景不只在做理論研究，更開(kāi)展了一項(xiàng)成本極高的實(shí)踐——在內(nèi)蒙古赤峰，我們打造了全球最大的零碳?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)園。它有三大特點(diǎn)：

第一，它是目前全球最大的綠色氫氨項(xiàng)目，32萬(wàn)噸產(chǎn)能已投產(chǎn)，并規(guī)劃了遠(yuǎn)期300萬(wàn)噸，這是全球最大的規(guī)模。

第二，更不易的是，它是一個(gè)獨(dú)立的新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了100%新能源的獨(dú)立供給、使用與管理。這背后就需要一個(gè)超級(jí)智能體，對(duì)風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、電解槽、氨合成、工業(yè)控制、天氣預(yù)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。因?yàn)楫?dāng)規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)噸時(shí)，裝機(jī)容量將達(dá)20GW。20GW是什么概念？相當(dāng)于目前全球電力需求排名第50位的葡萄牙的總裝機(jī)容量。這樣的系統(tǒng)，必須依靠人工智能、物理人工智能來(lái)有效駕馭。

第三，也是最有意義的——這樣一個(gè)實(shí)體，這樣一個(gè)100%的新型電力系統(tǒng)，為我們提供了物理人工智能的訓(xùn)練底座。要掌握能源大模型，要實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)互動(dòng)、仿真、模擬與控制的駕馭，我們必須擁有這樣一個(gè)閉環(huán)場(chǎng)景。在這里，我們每天訓(xùn)練、每天提升，不斷將風(fēng)電光伏的利用率從30%、40%、50%、60%推向更高，讓每一縷風(fēng)、每一束光都轉(zhuǎn)化為綠色分子，驅(qū)動(dòng)整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)有序、智能、高效的無(wú)人化運(yùn)行。這正是我們構(gòu)建人工智能新型電力系統(tǒng)的信心來(lái)源。

所以，接下來(lái)我要說(shuō)的是，對(duì)于人類(lèi)、對(duì)于我們國(guó)家，我們需要什么樣的能源體系？一些國(guó)家選擇回歸化石能源，比如天然氣。以美國(guó)為例，目前其90%的人工智能算力中心依賴天然氣發(fā)電。

但我可以告訴大家：今天美國(guó)天然氣供給量約100億立方英尺，預(yù)計(jì)在2035年前將達(dá)到峰值，約120億立方英尺。這意味著什么？意味著天然氣價(jià)格將會(huì)飆升。如果把價(jià)值幾十億、幾百億美元的人工智能基礎(chǔ)設(shè)施，建在一個(gè)不穩(wěn)定、不確定、有限的化石能源基礎(chǔ)之上，就像把房子建在沙灘上，會(huì)帶來(lái)怎樣的后果？

因此，我們認(rèn)為未來(lái)的能源體系必須具備三個(gè)核心特征：

第一是永續(xù)。我們要開(kāi)創(chuàng)的是一個(gè)永續(xù)的文明繁榮。如果這個(gè)文明不是建立在永續(xù)的能源基礎(chǔ)上，而是建立在幾十年后可能見(jiàn)頂?shù)哪茉粗?，還何談?dòng)览m(xù)？因?yàn)槲拿鞯谋举|(zhì)就是能源。所以，永續(xù)是可再生能源的根本使命。

第二是接近零邊際成本。為什么過(guò)去200年能量供給能增長(zhǎng)100倍？因?yàn)槟茉闯杀窘档土?0%以上。如果我們要使用10倍甚至100倍以上的能量，就必須實(shí)現(xiàn)更低的成本。今天，算力與能量的成本關(guān)系已很清晰：比特幣成本的80%是能源成本，搜索引擎成本的60%也是能源成本。人工智能的成本，最終必將回歸到能量成本。一個(gè)國(guó)家的能源邊際成本越低，其人工智能成本就越低，整體競(jìng)爭(zhēng)力就越強(qiáng)。

第三是由物理人工智能驅(qū)動(dòng)。只有一個(gè)100%綠色可再生能源構(gòu)成的系統(tǒng)，才能同時(shí)實(shí)現(xiàn)永續(xù)、接近零邊際成本，并依靠高度智能化方式運(yùn)行。

最后，我想分享一個(gè)始終堅(jiān)信的觀點(diǎn)：中國(guó)的新能源體系，就是中國(guó)的“第五大發(fā)明”。盡管很多單項(xiàng)技術(shù)并非原創(chuàng)于中國(guó)，但中國(guó)在產(chǎn)業(yè)化、體系化構(gòu)建與成本極致化上實(shí)現(xiàn)了全球引領(lǐng)。這一整套包含光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、特高壓、智能電網(wǎng)、能源大模型與氣象大模型的系統(tǒng)解決方案，能夠?yàn)槊恳粋€(gè)發(fā)展中國(guó)家——無(wú)論是印度尼西亞、南非，還是撒哈拉沙漠地區(qū)、埃及、中東——構(gòu)筑其經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必需的底層能源基礎(chǔ)設(shè)施。在這之上，才能啟動(dòng)文明的躍升。

這就像200多年前，英國(guó)憑借煤炭和蒸汽機(jī)，為現(xiàn)代工業(yè)體系奠定了基礎(chǔ)。任何一個(gè)擁有煤與蒸汽機(jī)的國(guó)家，都有可能構(gòu)建現(xiàn)代工業(yè)體系。

因此，中國(guó)新能源體系的輸出，將是文明級(jí)的輸出。它必將真正幫助人類(lèi)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新的繁榮。這個(gè)繁榮，將超越今天的地緣政治邏輯。

地緣政治的本質(zhì)是零和游戲：我多了你就少了，你多了我就少了。而通過(guò)注入十倍甚至數(shù)十倍級(jí)的新能量，我們將把蛋糕做大、開(kāi)創(chuàng)新繁榮。這也正是我們國(guó)家所倡導(dǎo)的理念——構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體。

謝謝大家。

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