AI能耗危机催生太空数据中心构想 科技巨头竞逐轨道计算新边疆

一次大型语言模型对话生成的单次回复，无论内容多么简单，都需要消耗2-10瓦时（Wh）的能量，相当于一盏LED灯工作15至60分钟的耗电量。与一次普通的谷歌搜索相比，其碳足迹高出八到十倍。

问题在于，仅OpenAI的解决方案中，用户每天就发起25亿次AI提示，这还不包括从Gemini到Grok等竞争对手产生的流量。大量的指令和查询累加起来，能耗惊人。

然而，这仅仅是冰山一角。逐渐渗透到各领域的人工智能，为云服务、实时数据分析和各类AI驱动应用的运行，要求着超现实规模的计算能力。全球AI竞赛如火如荼，其代价体现在指数级增长的能源饥渴、目前已占全球排放量超1%的环境负担，以及令人担忧的不断攀升的冷却水需求。

美国数据中心的耗电量目前已是匈牙利全国总用电量（约45太瓦时）的四倍，且这一比例到本十年末可能扩大至十二倍。因此，相关参与者正动用一切可能手段，以可持续的方式应对这一局面。

微软正在重启因1979年严重事故而关闭的三哩岛核电站；谷歌在其田纳西州的一个项目中计划采用小型模块化反应堆（SMR）；而在美国西海岸，专家们对地热能的兴趣也日益浓厚。在英国，要求将新设施部署到北部地区、以便靠近沿海风电场的呼声越来越高。

从数据中心的另一个方面——冷却来看，对环保解决方案的追求也是永恒的主题。服务器冷却消耗数亿立方米的水，在中国，有些地方为此已将基础设施沉入海中；微软则致力于开发一种封闭系统，以消除蒸发，从而可持续地减少用水需求。

除了能源生产，大规模服务器集群部署对电网造成的负荷也是一个瓶颈。在北弗吉尼亚州的“数据中心谷”，单个中心的耗电量可与小城市媲美。由于设施高度集中，该州的电网已不堪重负，新设施接入电网需要等待长达七年。其他地方的供电安全也开始受到影响。

亚利桑那州图森市是美国第一个当地居民一致表态，因担忧随之而来的能源和水资源问题，而拒绝接受吉瓦级别开发的城镇。

形势不容乐观。人工智能革命才刚刚起步，尽管算法优化有望带来一定的效率提升，但这几乎无法弥补对计算能力的惊人渴求。AI布道者们自然强调其积极面：从癌症研究到自动驾驶汽车，从无所不知的个人AI助手到管理全流程的AI智能体，都需要这项技术。唯一的出路是向前发展。

更准确地说，现在看来，向上发展或许才是方向。越来越多人认为，这个“戈耳狄俄斯之结”可以在太空中解开。这个起初令人震惊的想法并未立即获得热烈反响。当成功完成试点项目的初创公司Starcloud发布概念视频时，评论区最“外交辞令”的留言是：“这是我见过或听过的最愚蠢的事情。”

然而，该公司创始人菲利普·约翰斯顿（Philip Johnston）认为，如今在太空中思考比在地面基础设施上思考更有意义。这位专家论证道，通常最昂贵的地皮成本首先被排除，就能源供应而言，在太空中可以24小时利用太阳能，所需太阳能电池板的面积仅为地面的六分之一。此外，依赖太阳能或其他可再生能源的地面运营还需要大量的储能容量，这又是一笔巨大开支——而在太空中，由于持续日照，这变得无关紧要。在冷却方面，计算也更为有利，因为太空中冷却免费，极寒环境就能完成工作——尽管真空环境确实在技术上增加了散热难度。

另一项工程挑战是，在近地轨道上，芯片暴露在强烈的辐射中，所有硬件都必须按照太空兼容标准制造，这又增加了成本和重量。

延迟？不是问题！关于太空数据中心，有人担忧数据通信可能产生的延迟。但需要知道的是，在这种情况下将采用比无线电波高效得多的激光束技术，埃隆·马斯克（Elon Musk）凭借星链（Starlink）在这方面拥有巨大优势。其第三代卫星还将提供比现有速度快十倍的速度。此外，该技术还能为地球上此前无法实现高速互联网连接的偏远地区提供连接。

这就引出了一个关键因素：发射成本。不出所料，我们又遇到了埃隆·马斯克。他领导的SpaceX的星舰（Starship）是首个完全可重复使用的航天器，从而能够大幅降低每次发射和每吨送入太空的物资成本。

德克萨斯州目前正在建设两座类似于特斯拉超级工厂的星舰超级工厂，预计两年内将实现每天下线一艘航天器。这一点至关重要，因为得益于可重复使用，发射成本可能降低50到100倍，而每年可送入太空的货物质量可能增加至少一千倍。

马斯克在这方面也处于领先地位，不仅仅是因为星舰。通过“银河之心计划”（Project Heart of Galaxy），他旨在整合SpaceX、特斯拉以及作为OpenAI竞争对手创建的xAI的能力，形成一个统一的深空基础设施愿景。也就是说，从火箭到数据中心，他能够建造一切，从而对整个AI产品供应链实施完全控制。

竞争对手当然也没有袖手旁观。谷歌在“捕日者计划”（Project Suncatcher）框架内，计划在2027年初发射首批搭载自研AI芯片的原型卫星，并与其收购的Relativity Space合作。杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）的蓝色起源（Blue Origin）也在推进。太空竞赛的骰子已经掷出。

正如前述布莱恩·约翰斯顿（Bryan Johnston）在相关TED演讲中指出的，全球紧张局势的根源在于对资源的争夺，而在国家间的AI竞争中，这体现在确保数据中心能源和水供应的挑战上。这种对地球有限储备的竞争，可以通过利用我们太阳系近乎无限的能源来替代，这不仅对环境有益，也将极大改善全球政治局势。

关于这些以及许多其他绿色转型相关问题，也将在3月5日的“绿色转型与ESG 2026”会议上进行讨论。