#資料中心電力
美銀:5兆美元機會!AI不只吞電,水資源、金屬全面告急!
美銀指出,AI資料中心擴張正引爆一場跨越電力、水資源與關鍵金屬的全鏈條危機,而市場尚未充分定價。預測到2030年,資料中心全年用電將超越日本用電規模,用水量相當於紐約市飲用水消耗總量。同時銅、鋁及鎵鍺等金屬面臨結構性短缺與價格飆升。真正瓶頸不在成本而在“可交付性”與建設周期錯配,AI競爭正從算力延伸至能源與資源基礎設施重估。AI資料中心的擴張正在觸發一場跨越電力、水資源與關鍵金屬的全鏈條資源衝擊,而這場危機遠未被市場充分定價。美銀在最新研報中指出,全球資料中心數量已超11,200座,AI專用算力在過去18個月內擴張了三倍,到2030年全球資料中心容量有望翻倍至200GW,累計撬動7兆美元資本投入。從數字看,這場衝擊的烈度超出市場普遍認知。2025年全球資料中心用電量升至約485TWh,佔全球用電逾1.5%,其中AI專用資料中心用電量單年激增50%;到2030年,資料中心年用電量將超越日本全國用電規模,貢獻發達經濟體逾20%的電力需求增量。與此同時,一個100詞的AI提問消耗約半升水,到2030年全球資料中心年用水量將突破1.2兆升,相當於紐約市全年飲用水消耗總量;資料中心每兆瓦嵌入金屬約60至75噸,大型變壓器的交貨期已延長至2至4年,價格較2020年前飆升60%至80%;鎵的價格自2023年以來已暴漲798%,達到每公斤2,246美元的歷史高位,鍺價格飆升514%至每公斤8,597美元。美銀篩選出67隻“買入”評級的股票,涵蓋發電、電氣裝置、金屬和水/冷卻解決方案,總市值約5.5兆美元。美銀的核心判斷是:價值正沿AI價值鏈向上游遷移,受益者不再侷限於晶片與軟體,而是那些提供穩定電力、電氣基礎設施、冷卻系統與戰略性金屬的"物理使能者"。這些領域面臨的供應缺口已從成本問題演變為時間問題——不是"貴不貴",而是"能否按時交付",而市場對這場結構性再定價的認知仍嚴重滯後。電力轉型:資料中心正在重塑全球電力系統美銀指出,AI基礎設施的擴張從本質上是一場電力革命,核心矛盾已從"能否發出足夠的電",演變為"能否將穩定、可控的電力按時送達正確地點"。IEA預計,到2030年全球資料中心用電量將從2025年約485TWh接近翻倍至約950TWh。在美國,能源部估計資料中心用電量將從2023年約176TWh攀升至2028年的325至580TWh,屆時將佔全國用電量的約7%至12%。在歐洲,美銀歐洲公用事業分析師估算,若所有已公告項目如期落地,歐洲資料中心用電量將從2025年約83TWh激增至2030年約331TWh,增量中約75%集中於英國、法國、德國、西班牙和義大利五國。瓶頸不在於總電量,而在於"可交付性"。歐美高壓輸電項目的審批周期普遍長達7至10年,而數字資本支出的部署周期僅需數季度至數年,這一時間錯配正在將資料中心增長從邊際需求問題演變為系統性電力危機。愛爾蘭是前車之鑑:資料中心在該國計量用電中的份額已從2015年約5%飆升至2024年約22%,在不到十年間成為關係電網穩定的關鍵變數。美銀援引Uptime Institute資料指出,電力故障是資料中心停機的首要原因,約佔重大事故總數的54%。超大規模雲廠商的應對策略是主動"上移"進入能源供給端。美銀資料顯示,2025年超大規模雲廠商包攬了全球企業清潔能源採購前十名中約80%的份額,Meta和Google在2026年一季度貢獻了全球前十大清潔能源購電協議中三分之二的新增簽約量。資料中心與小型模組化核反應堆(SMR)的簽約容量從2024年底約25GW增至2025年底約45GW,微軟、Google、亞馬遜、Meta相繼鎖定核電長期採購協議,將核能作為高利用率穩定電力的首選來源。美銀還注意到,原本被視為"過渡性接入電網"的幕後供電策略,正在演變為持續15年以上的長期混合供電模式。美銀預計,新建AI資料中心電池儲能系統(BESS)裝機量將以約22%的復合年增速增長,到2030年達到約55GWh,約佔全球新增BESS裝機量的8%。水資源危機:AI的"隱性帳單"遠超市場認知在電力之外,美銀將水資源列為比能源供給更快收緊的物理約束,且其規模與分佈高度隱蔽。單筆100詞的AI提問消耗約半升水,中等規模資料中心每天用水量可達100至200萬升。2024年,Google在愛荷華州的資料中心單年用水量高達14億加侖,相當於紐約市全天的供水總量。美銀預計,到2030年全球資料中心年用水量將突破1.2兆升,與紐約市全年飲用水消耗量相當。美銀強調,資料中心的水足跡高度不透明。對於一座典型資料中心,僅約四分之一的用水發生在場內(冷卻塔、加濕系統等),其餘約75%為場外用水,來源於為其供電的化石燃料與核電站,以及上游晶片製造——半導體晶圓廠每天消耗約1,000萬加侖超純水生產先進晶片。這意味著,一座資料中心可能在水效率(WUE)指標上表現優異,卻通過用電間接消耗大量水資源;在大多數市場中,電網水強度而非冷卻系統設計,才是營運水風險的主導因素。地理矛盾同樣突出。自2022年以來,美國約三分之二的新建資料中心落址於高度或極度缺水地區;加利福尼亞州、亞利桑那州、德克薩斯州、伊利諾伊州和弗吉尼亞州五州合計佔據水資源緊張區新增資料中心開發量的約72%。與此形成鮮明對比的是,美國54%的水務系統利益相關方尚未將資料中心和先進製造用水需求納入資源規劃(Black & Veatch,2025年水務報告),由此形成的基礎設施投資缺口估計高達100億至580億美元。技術升級正成為首要應對槓桿。液冷系統可將用水量削減70%至90%,閉環液冷效率較傳統風冷最高提升3,000倍。微軟已於2024年強制所有新建資料中心採用閉環直接液冷,將整體WUE降至每千瓦時0.30升,較2021年效率提升39%,每座資料中心每年可節省逾1.25億升水。微軟、Meta和Google均已承諾到2030年實現"水資源正效益",即補充量超過直接營運消耗量。金屬瓶頸:時間先破,而非成本美銀在報告中提出一個關鍵判斷:在AI資料中心的建設周期中,"時間先破——而非成本,也非絕對供給總量"。變壓器2至4年的交貨周期、電網接入滯後、冷卻系統的定製開發周期,都將金屬需求拉至AI收益兌現時間點之前,迫使超大規模雲廠商提前鎖單,將電力硬體和金屬視為戰略資產儲備。資料中心是高金屬密集型基礎設施,每兆瓦嵌入金屬約60至75噸,以銅和鋁為主,冷卻與備用電源系統合計貢獻約75%的金屬強度。儘管金屬在資料中心資本支出中佔比不足5%,供應瓶頸已在實際項目中造成顯著延誤。大型電力變壓器交貨期已延至2至4年,價格較2020年前飆升60%至80%,背後是銅與取向矽鋼(GOES)的雙重短缺。美國超大規模雲廠商已與電力公司展開爭奪有限變壓器產能的博弈,進一步收緊整個電力系統的瓶頸。銅的供給壓力將在十年內持續累積。美銀援引BloombergNEF資料指出,資料中心本十年內銅年均消耗量約40萬噸,累計需求將超過430萬噸;同期全球銅供給僅能溫和增長至約每年2,900萬噸,形成約600萬噸結構性缺口。到2030年,AI資料中心銅需求佔全球總需求的比例將從當前不足1%上升至約2%,並在中國拉動直接AI相關銅需求佔比達5%至6%。鋁需求同期將從2025年約33萬噸增至2030年約69.5萬噸,復合年增速約16%。稀有金屬局面尤為嚴峻。目前鎵價升至每公斤2,246美元歷史高位(較2023年暴漲798%),鍺價升至每公斤8,597美元(漲幅514%)。美銀指出,這些材料構成資料中心價值鏈中不可替代的"卡脖子"環節,短缺不僅抬升成本,更將直接限制AI硬體供給,壓制整體算力部署上限。 (invest wallstreet)
中國電力70年:“帝國”是怎樣煉成的?
3月4日,川普在白宮會見了亞馬遜、Google、微軟、OpenAI等七大科技巨頭負責人,會議主題只有一個:新建AI資料中心的用電必須由企業自行解決,不得消耗公共電力。時下,AI算力的競爭成為大國博弈的關鍵,而算力的根基正是電力。白宮這場會議凸顯了美國電力緊缺的困局。而白宮為電力頭疼之際,一場全球電荒也正在多國蔓延。德國電價一度飆升至年內最高水平,印度拉閘限電衝擊自有工業,西班牙與葡萄牙不久前經歷了史無前例的大停電……再看中國,2025年全社會用電量超10兆千瓦時,人類史上首次有國家達到這一數值,是美國用電量的兩倍多,也高於歐盟、俄羅斯、印度和日本全年用電量的總和。英國《金融時報》因此驚嘆:“中國,即將成為人類歷史上第一個電力帝國!”與歐美國家150年的電力發展史對比,新中國電力事業起步太晚,而且開局一窮二白,憑什麼能用70多年就大大反超,然後成為遙遙領先的全球第一?其中很重要的一個答案是:我們從一開始,就選擇了一條截然不同的路線。起步之路1949年,新中國剛剛從戰火中站起來,全國的發電裝機量只有185萬千瓦,年發電量僅43.1億千瓦時。平攤到每個人頭上還不到8度,人均發電量在主要大國中排倒數第一,只有同期印度的一半、美國的三百分之一,還不夠現在一台空調開上4小時。拿2025年上海2088.88億千瓦時的年用電量來對比,當時全國發一年的電,只夠上海用一個星期。那時,全國80%以上的人無電可用,許多人連電燈長什麼樣都沒見過,是名副其實的“電力窮國”。更窘迫的是電力裝置,全國發電廠裡的機組大多是清末和民國的老舊機器,普遍超齡服役。輸電線路也支離破碎,除東北地區僅有的一條220千伏線路和幾條154千伏線路外,其他地區只有零散的直配線。● 1954年新中國第一條220千伏高壓輸電線路松東李線。圖源:國資委官網面對如此艱難的開局,中國電力事業又該從那裡起步?回顧歐美電力產業的起步階段,電力被當作純粹的盈利商品,主導市場的是通用電氣、西屋電氣、西門子等私營企業。在純市場路線的體系下,早期的電力如同奢侈品,大部分百姓都用不起。而為了搶佔市場,有些企業會在同一區域比賽式地重複架線,城市上空的電線像蜘蛛網般糾纏不清,造成重複建設與巨大資源浪費。在美國,這種現象直到“特許經營制度”(各區域電力供應授予單一公司管理)頒布,聯邦政府介入電網統一規劃,才得以解決。對於剛剛成立的新中國,電力發展已落後歐美數十年,顯然不能照搬這種發展路線。基於對國情的把握,毛主席提出“電力是國民經濟的先行官”,短短一句話,定義了新中國電力本質:它不是商品,而是與水、公路同等的基礎保障、公共資源。既然是公共資源,就應該由國家擔負起責任,進行統一規劃,集中全國力量去優先建設。例如,在建國初期確定的156項重點工程中,電力相關項目多達25項,佔比16%。這個階段,我們建設了新中國第一座高溫高壓熱電廠——黑龍江富拉爾基熱電廠,黃河幹流上的第一座大型水利樞紐——三門峽水電站。不過要論條件最艱苦的,當屬甘肅劉家峽水電站。1958年9月27日,劉家峽水電站正式動工,2萬多名建設者匯聚到黃河,一場集中力量征服黃河的壯舉即將開始。外國專家曾斷定:“中國人不可能建成百萬千瓦級水電站”。而這次,建設者們要向不可能挑戰。挑戰是艱巨的,劉家峽主壩壩基像馬背般高低錯落,落差超過10米。而當時的中國沒有大型挖掘機械,只能靠人工開鑿,用鐵鍬一鏟鏟挖,拉著獨輪車和木筐一點點運走廢石,當時的工人們戲稱這是在“挖龍宮”。整個工地最初只有兩把手風鑽,如果開挖導流洞時遭遇停水,鑽桿會被卡住,嚴重拖慢了施工進度。這時,水電工人甚至排著隊用嘴去吸積水,一口一口吐進手風鑽的進水眼,吐一口轉幾圈,硬是打通了鑽孔。● 圖源:中國臨夏網中國電力人就是在這樣艱苦的條件下,一磚一瓦地建設了近11年。1969年4月1日,劉家峽水電站第一台機組成功發電,這是亞洲第一座完全由中國人自行勘測、設計、建造的百萬千瓦級水電站。靠著“集中力量辦大事”的舉國體制,1978年全國發電裝機容量達到5712萬千瓦,較1949年增長了30倍,年發電量達到2566億千瓦時,比建國之初增長了近59倍。短短三十年間,中國幾乎是從零開始由農業國轉變成工業國,從“兩彈一星”到第一艘核潛艇下水,再到第一台百萬次積體電路電腦誕生,這些里程碑的成就,背後都是以電力為基礎的。當然,此時的中國電力還遠未到高枕無憂的地步。雖然解決了“有沒有”的根本問題,但人均用電量仍然只有世界平均水平的六分之一,“缺電”依然是主要矛盾。當改革開放經濟騰飛後,對電力的需求如開閘洪水般猛增,一場更大的挑戰正悄然逼近。電力要“適當超前”1978年,改革開放的號角吹響,蘇南的農民“洗腳上田”創辦起鄉鎮企業,珠三角的廠長用蹩腳的英語爭搶“三來一補”的訂單,溫州十萬供銷大軍背著樣品擠綠皮火車,上演“雞毛飛上天”的傳奇。中國GDP以年均9.8%的速度開啟迅猛增長,工業增加值更是以年均11.6%的速度躍升。這一切經濟活動的背後,都要靠電力支撐,可縱然此時發電量已經比1949年增長30倍,仍然遠遠不夠用。在廣東的外貿區工廠,“開三停四”“開二停五”的錯峰用電制度成為常態。還有廠長曾在會議記錄裡提到:“工廠建了、外資來了、訂單有了,電卻跟不上。”重慶的裝備企業車間裡,因為拉閘限電,風扇不能使用,工人們不僅要忍受著38度的高溫,還要和蚊子展開“血”的較量。即便是首都北京,在電荒時期,也曾創下全年拉閘11萬條次的紀錄,平均每天就有300多條次限電。市民因害怕被困不敢坐電梯,市長熱線被群眾的投訴打到佔線。1980年,國家經委燃動局一名幹部在地方考察時感慨:“不管走到那裡,都在跟我說缺電、要電!”一個共識逐漸在全國上下達成:“國家出錢,一家辦電,大家用電”的老辦法,已經解決不了新問題了。此時,山東煙台龍口電廠的一次試點,引起了高層的關注。這家電廠採用了創新模式,由電力工業部出資30%、煙台地方自籌70%,實行“誰投資、誰用電、誰受益”的原則。為瞭解決資金問題,電廠負責人林治才奔走周邊各縣市,宣講集資辦電的好處,還在廠內動員職工:“不買彩電、冰箱,拿出錢建電廠”。那個年代的電工人都視廠如家,所以職工都願意為電廠出一份力,而且停廠就意味著停薪,出錢建電廠還可以拿利息。於是,廠領導成員帶頭,每人出資500元,全廠1230名職工積極響應,你200元、我300元的踴躍認籌,最終籌集50萬元。龍口電廠投產僅一年,煙台便從全省著名的“缺電戶”,變為電力最充足的地區之一,工農業產值增加19億元,在山東各省轄市中名列前茅。龍口電廠的成功,為破解全國電荒提供了可行路徑。1984年8月,中央正式確立了“集資辦電”方針,強調由中央出一點、地方出一點、企業籌一點、銀行貸一點,並開放外資、合資辦電。項目建成後,優先供給投資方,誰投資、誰受益。這一招盤活了社會資本,全國掀起電廠建設熱潮。效果立竿見影,此後十年間,中國電力裝機規模增長240%,淨增裝機超2.4億千瓦,首次實現電力供需平衡。李鵬同志為此寫了首詩:“拉閘限電三十年,停三開四苦難言。工廠停工不冒煙,學生無燈交白卷。幸有改革春風到,集資辦電過難關。中國要走自己路,廟堂之上當直言。”有了集資辦電的助力,國家也騰出手來,將力量聚焦在大國工程上。一項醞釀超過半世紀、關乎國運的世紀工程,終於從構想走到落地,這就是三峽工程。三峽工程的構想由來已久。早在1919年,孫中山先生在《建國方略·實業計畫》中首次提出在三峽築壩的設想。建國後,因國力與技術限制,三峽工程長期停留在紙面上。● 孫中山《建國方略》。圖源:平涼水務改革開放後,三峽工程重新提上議程,但決策過程充滿激烈的爭論。意見分為兩派,支持者認為三峽工程利遠遠大於弊,應該盡快建設,反對者則擔憂資金無底洞、移民難以安置等問題。有人公開質疑:“國力不足,是否應該舉全國之力押注一個工程?”國家專門組建了論證領導小組,聘請地質、水利、生態等領域412位權威專家,分成14個小組系統性覆核。經過中央充分研判後,最終得出結論:“建比不建好,早建比晚建有利”。因為電力項目具有建設周期漫長的特性,必須超前佈局,即使短期看似富餘,也要保證發展儲備。如果等電力短缺顯現再行動,期間的經濟發展就停滯了。水利專家、兩院院士的嚴愷也曾分析:“對這樣具有重大戰略意義的工程,應該看得更遠些,不應限於到2000年發揮效益如何來考慮問題。”1994年12月14日,三峽工程在期盼中動工。131萬移民揮別淹沒的故土,用離土離鄉托舉起這項世紀工程。數以萬計的科研人員集中進行技術攻關,創造了934項發明專利,解決了諸多世界級重大技術難題。數萬名建設者頂著高溫在大壩上扎鋼筋,在水裡連續作業,晝夜拋投石料,締造了112項世界紀錄。如今看來,三峽工程是綜合效益最顯著的超級工程之一。論發電,三峽多年平均發電量佔全國水電產量的10%;談防洪,三峽將長江中下游防洪標準從十年一遇,提升到百年一遇;論航運,三峽讓長江從此變成黃金水道,樞紐年通過量從1000萬噸躍升至1.73億噸。事實證明,正是這種著眼於百年的遠見,才有了這項惠及數億人口的超級工程。進入21世紀,隨著集資辦電的成功與一系列超級工程的落地,中國已發展為電力大國。儘管局部地區仍存在階段性缺電,但再未重現改革開放初期高度電荒的困局。也就在這時,一項關乎中國能否從電力大國成為電力強國的重大抉擇,擺在眼前。必須走自己的路2000年8月初,廣東省申請中央批准新建1000萬千瓦發電機組。當時有兩個方案選擇:在廣東就地建電廠,靠西部送煤過來發電,或者在雲貴建電廠直接向廣東送電。與會代表對跨省送電有疑慮,從雲貴到廣東要跨越上千公里複雜地形,有輸變電技術難題,擔心完不成目標。時任國務院總理的朱鎔基經過深思熟慮,最終力主送電,他斬釘截鐵表示:“如果完不成向廣東送電1000萬千瓦的任務,我總理辭職。”隨即對一旁的國家計委主任曾培炎說:“你這個國家計委主任也辭職。”在中央的強力推動下,這項改變中國能源格局的送電工程得以啟動。從這次廣東送電項目中,已能窺見中國未來電網格局的雛形,它預示了中國電力的發展走向不是各地分散解決,而是打破省域界限,全國一盤棋,走出自己的路。這樣的決策與中國的國情密不可分。中國的西部、北部地區蘊藏了約80%的能源資源,而70%的用電負荷集中在東部、中部地區。這種逆向分佈,如果依賴鐵路大規模運輸煤炭到東部去解決,高昂的物流成本會導致電價大幅攀升。因此,最有效的方案就是實施“西電東送”,這樣既能滿足東部省份的用電需求,又為西部省份找到新的增長點。但要實現西電東送,有一項技術難題繞不開,那就是特高壓技術。要想把電送到3000公里之外,損耗還不能太大,唯一的辦法就是把電壓提高到1000千伏交流或±800千伏直流以上才行。● 江蘇±800千伏特高壓直流工程換流站。圖源:國資委官網此前,美國、日本、前蘇聯、加拿大、義大利等國家,都曾砸下重金研發特高壓,結果都以失敗告終。僅僅一個絕緣材料問題就足夠令全球科研人員頭疼。在千伏高壓下,幾乎所有絕緣材料都會被擊穿,美國曾試過用一種特殊陶瓷作為絕緣材料,但製成的變壓器重達7000噸,相當於2000頭大象的重量,根本無法運輸,更別談安裝使用。過去,中國的電網技術常常靠“引進-吸收-再創新”來實現彎道超車,但特高壓技術不是彎道超車,而是前面根本沒車。這意味著,要啃下這塊硬骨頭,只能自主創新。面對諸多技術難點,中國組建了一支研發“夢之隊”。據統計,參與人數多達十幾萬人,包括30多名院士、3000多名工程技術人員、11家國內外權威科研機構、9所高校和設計機構,以及200多家廠商,前後涉及500多個單位。功夫不負有心人。最終這支“夢之隊”攻克了310項關鍵技術,主導了75項國際標準,核心裝置實現了100%國產化。現在,中國特高壓輸電工程總里程已經超5萬公里。在眨眼的瞬間,新疆昌吉的電已經送往3300公里外的安徽古泉,30次!當年“西電東送”的設想,就這樣一步步變成現實。2021,美國德州遭遇罕見雪災,大範圍停電讓17萬戶陷入黑暗,甚至有人失去生命。這次停電事件原因之一是美國電網的結構性問題。美國電網主要分成東部、西部和德州三大系統,各自獨立運行,彼此互聯程度極低,加上沒有特高壓技術,就算東西部電力資源豐富,也無法調度電力及時支援德州。反觀中國,靠著特高壓連接起的全國電網,形成了一個整體。東部用電緊張時,能順暢呼叫西部的富餘電力,有效防止了電力危機,這恰恰說明當年押注特高壓的必要性。今天的中國,早已沒有大規模停電事件。老百姓家裡如果突然停電了,第一反應往往是先查電費,而不是質疑供電能力。這種觀念的轉變,正是國家電力事業實力提升最直觀的體現。其實不止特高壓技術,如果翻看歷年投資資料,會發現中國對電力的投資一直在穩步加碼。“十二五”期間電網投資2兆元、“十三五”又漲到2.64兆元、“十四五”已經逼近3兆。這樣持續不斷的高投入,讓中國電力全產業鏈從過去處處受制於人,到現在全面反超。看看現今中國電力的家底:火電裝機量15.4億千瓦,超過美國、印度、俄羅斯三國的總和,穩居世界第一;水電裝機量4.5億千瓦,連續22年世界第一。全球前十的水電站中國擁有6座,正在建設的雅下水電站,裝機量更是三峽的三倍。太陽能元件佔全球80%以上,裝機量超過全球第二到第三十一位的總和,連續11年全球第一;風電裝機量6.4億千瓦,連續15年蟬聯世界第一;核電總裝機6248萬千瓦,在建機組裝機量連續18年保持全球第一;被稱為“人類終極能源”的可控核聚變技術,中國“人造太陽”EAST創下1億攝氏度1066秒穩態高約束模運行的世界紀錄。2025年,中國的電能還點亮了越南、蒙古、緬甸、寮國等六個國家和地區的電網,出口電能230.34億千瓦時。電力裝置更是遠銷全球,覆蓋了超過200個國家和地區。76年時間,中國電力之路走得不易。曾經,我們的核心電力裝置全靠進口,外商開出霸王條款,連螺絲釘、水龍頭、草皮這些配件都要賣高價,老一代電力人都憋著的一口氣。現在,從發電、輸電、配電到用電各環節,從裝置、材料到整個產業鏈,我們100%自主可控,徹底打破了“卡脖子”難題。我們是全球唯一實現特高壓技術規模化商用的國家,線路總長佔全球90%以上,最高電壓等級達±1100千伏。相比之下,歐美國家仍在使用765千伏的超高壓線路,特高壓尚處於規劃階段,進展極其緩慢。我們還生產了全球八成以上的太陽能元件、七成以上的風電整機、六成以上的變壓器、超過一半的換流閥,中國電力裝置正在全球市場上被瘋搶。那怕是最上游的原材料,我們的實力也很強。生產了全球70%的取向矽鋼,是日本的5倍、美國的8倍;風電用的釹鐵硼永磁材料,全球市佔率近90%;太陽能多晶矽產能佔全球95%。像銅鋁、絕緣材料、高純電極這樣的關鍵輔助材料,我們都能完全自主供應。曾經,我們有超過80%的人口無電可用,人均發電量只有印度的一半,美國的三百分之一。現在,即便是最偏遠的鄉村,我們的電力工人也會翻山越嶺,在寒風中架起電線,不計成本地讓每一戶都通電。2015年冬天,當青海最後3.98萬無電人口也能合上電閘,中國成了世界上第一個也是唯一一個全民通電的國家。回顧這76年的發展史,中國成功秘訣到底是什麼?是幾代人的咬牙追趕,靠著“集中力量辦大事”的舉國體制,解決無電可用的問題;是用超前的戰略眼光提前部署,持續幾十年的真金白銀投入;是始終把電力作為普惠性公共服務的決心,堅持“一個都不能少”;是堅持自主創新的勇氣,打造全國一盤棋的獨特格局。十五五開局之際,全國電網未來五年預計總投資近5兆元,再次創下歷史新高。從電力窮國、電力大國,到最終成為電力帝國,中國電力事業的征途還將繼續。 (最華人)
資料中心狂飆時代的三道檻
最近高盛搞了一個線上交流會,請來的嘉賓是微軟資料中心高級開發組的前首席工程師 Mark Monroe,他在數字基礎設施領域幹了 40 多年,算是真正的行業專家。他點出了資料中心擴張的三大死穴:電、水、人。我們之前的文章中,也提過另外兩個卡點:Memory和台積電的CoWoS產能。電力:卡在脖子上的第一道檻關於電力的卡脖子,之前講過非常多,大家應該也都理解。Monroe 說得很直白,電力是當前最要命的近期約束。雲端運算和 AI 推理這些業務必須離使用者近,響應速度才快,所以都扎堆在大城市周邊。問題是這些地方本來用電就緊張,資料中心一來,電網直接吃不消。但AI 訓練就沒這個顧慮。訓練模型對地理位置沒啥要求,那兒有電往那兒搬,所以現在很多訓練任務都在往偏遠地區遷移。這種分化其實挺明顯的:推理要速度,訓練要電量,各取所需。那怎麼辦呢?Monroe 提到了兩個方向。第一個是“靈活負載管理”,說白了就是在用電高峰期讓資料中心主動降低負荷。杜克大學做過一個研究,如果資料中心願意接受每年 0.25% 的停機時間(也就是 99.75% 的正常運行),美國電網能多承載 76 GW 的新負載;如果能接受 0.5% 的停機(99.5% 正常運行),這個數字能到 98 GW。聽起來挺美好,但 Monroe 潑了冷水。他說這事兒有兩個大障礙:一是行業天生就怕風險,IT 裝置頻繁開關機誰都不敢輕易嘗試;二是光靠市場激勵還不夠,可能需要監管層面強推才行。所以這個方案理論上能解鎖 100 GW 的容量,實際落地還得看。第二個方案更直接也更貴——Behind-the-Meter(BTM),也就是自己建發電站。現在已經有一小部分資料中心在這麼幹了,主要用天然氣發電機。Monroe 說這個方式的成本是電網供電的 5 到 20 倍,聽著嚇人,但對於那些大型 AI 資料中心來說,考慮到利潤空間,這筆帳還是算得過來的。這個模式之前SemiAnalysis也提到過,BYOG 模式:Bring Your Own Generation。像馬斯克的 xAI 實驗室通過租用卡車安裝的燃氣渦輪機和引擎,在短短 4 個月內建成了一個 10 萬塊 GPU 的叢集,部署了超過 500MW 的現場電力,OpenAI 和 Oracle 已在德克薩斯州訂購了 2.3GW 的現場天然氣發電廠 。水資源:省水還是省電,這是個問題第二個挑戰是水。傳統資料中心的冷卻系統特別耗水,用的是蒸發冷卻技術。但現在情況變了,社區不幹了,監管收緊了,晶片技術也在進步,整個行業開始往節水方向轉型。Monroe 說,現在的趨勢是從高耗水的蒸發冷卻轉向閉環和無水冷卻系統,尤其是那些大型雲服務商,轉得特別快。聽起來是好事,但有個代價:能耗大幅上升。具體來說,傳統蒸發冷卻系統的 PUE(電力使用效率)能做到 1.08,意味著只有 8% 的能源用在了非計算環節。但換成閉環無水系統之後,PUE 會飆到 1.35-1.40,也就是說能源開銷從 8% 跳到了 35%-40%。這個差距可不小。當然技術也在進步。Monroe 提到了晶片級液冷和高溫水冷這些新技術,能在更多地理位置實現高效散熱。但他也指出,託管型資料中心(co-location)很難跟進這些新技術,因為它們客戶群體太雜,必須在建設早期就確定冷卻架構,沒法靈活調整,所以還是會堅持用傳統的冷水機組。儘管無水冷卻的份額在上升,Monroe 判斷冷水機組的需求在未來十年還是會大幅增長,原因很簡單——資料中心整體規模在爆發式增長,即便佔比下降,絕對量還是在漲。巧的是,SemiAnalysis上個月也出了一篇關於資料中心用水的分析,SA認為資料中心用水的爭議被過度誇大,這些討論往往忽略了冷卻架構、能源來源、地理位置和當地水資源稀缺性等關鍵變數 。Colossus 2 作為全球頂級資料中心,Colossus 2 的水消耗僅相當於 2.5 家 In-N-Out 門店,而餐飲行業整體水消耗規模遠大於資料中心。有興趣的可以看下SemiAnalysis的那篇原文。勞動力:下一個即將爆發的瓶頸第三個挑戰可能是最容易被忽視的:人。Monroe 認為,資料中心不是普通的工業建築,它需要極其專業的電氣和機械系統,這意味著電工和管道工是整個建設過程中的關鍵角色。而現在的問題是,這些技術工人嚴重短缺。Monroe 認為,技術工人短缺會成為繼電力之後的下一個主要約束。為了應對這個問題,行業組織正在和技術院校合作開發培訓項目,甚至把觸角伸到了中學,試圖讓更多年輕人把技術工種當成有吸引力的職業選擇。高盛也給出了一個估算:到 2030 年,美國需要淨增超過 50 萬名工人,覆蓋製造、建設、維運以及輸配電等各個環節,才能滿足資料中心擴張帶來的電力部署需求。 (傅里葉的貓)
黑石250億押注資料中心與電力
7月15日,Google和黑石集團(Blackstone)在賓夕法尼亞州能源與創新峰會上宣佈了對人工智慧基礎設施的重大投資,兩家公司各自承諾投資250億美元。作為全球最大的另類資產管理公司,黑石集團宣佈,由黑石基礎設施和黑石房地產管理的資金將投資超過250億美元,以支援賓夕法尼亞州數字和能源基礎設施的建設,並幫助推動額外600億美元的投資進入該州。黑石集團總裁兼首席營運官喬恩·格雷(Jon Gray)表示:“我們很高興能夠在賓夕法尼亞州這個地理位置優越、能夠支援和拓展美國在人工智慧革命中領先地位的地區,投資於我們最堅定的兩個投資主題——數字基礎設施和能源。我們期待與賓夕法尼亞州的政府、當地社區和人民攜手合作,為賓夕法尼亞州數字和能源基礎設施的發展做出有意義的投資。”受黑石投資支援的QTS——全球最大的獨立資料中心營運商——已在中北部賓夕法尼亞州獲得多個土地地點,用於開發和管理賓夕法尼亞州的資料中心,並計畫發佈資訊徵詢,邀請其他社區參與建設更多資料中心。黑石還與總部位於賓夕法尼亞州艾倫頓的領先公用事業公司PPL成立了合資企業,計畫由合資企業投資賓夕法尼亞州新的天然氣發電設施,為美國的AI和再工業化未來提供電力。Tag Greason,QTS聯合首席執行官表示:“賓夕法尼亞州非常適合資料中心增長,已成為超大規模客戶和其他客戶對高品質數字基礎設施需求顯著的市場。我們期待與該州各社區和領導者合作,使我們的領先資料中心平台能夠支援賓夕法尼亞州企業和家庭的數字基礎設施需求。”值得關注的是,格雷表示,黑石投資的“特別之處”在於“可以將資料中心直接安置在電源旁邊”。格雷表示,黑石集團計畫重點在賓夕法尼亞州開發共址項目。“最令我們興奮的是,資料中心可以直接建在電源旁邊,這種將兩者緊密結合的能力正是我們的核心競爭力所在,”格雷說道。格雷補充:“我們已經確定了幾個可以建設大型資料中心的地點,我們認為這至關重要。”“我們必須在電力方面有所改進,”格雷說道,並補充說,在此之前,“電力一直是人工智慧經濟的一個制約因素”。該公司表示:“賓夕法尼亞州擁有豐富的低成本能源,佔全美天然氣產量的20%,因此非常適合成為推動美國人工智慧目標的戰略樞紐。”在獲得許可和公用事業批准的情況下,預計該電廠將於2028年底開工,耗時10年。QTS將與美國地方、縣和聯邦官員合作,利用賓夕法尼亞州新的項目管理系統(快速通道),確保所有許可要求都能以符合美國在人工智慧開發和使用方面的優先事項所需的速度完成。全球基礎設施主管Sean Klimczak在公司官網發佈的一篇文章中寫道,“資料中心增長和不斷增長的電力需求融合在一起,提供了一個難得且引人注目的投資機會。在Blackstone,我們將自己定位在這一趨勢的最前沿,成為資料中心和AI驅動型基礎設施的全球最大投資者。”2021年,黑石以100億美元收購QTS。在隨後的三年內,黑石逐漸成為資料中心領域的全球霸主。2024年,該公司在資料中心的投資組合規模達700億美元,預計該公司未來資料中心項目規模高達1000億美元。黑石集團首席執行官兼聯合創始人史蒂芬·施瓦茨曼(Stephen Schwarzman)在2024年10月的財報電話會議上表示,“我們已經構思了這個新的業務領域,樹立了信心,並在短短三年內將其擴展為全球最大的平台。此外,我們還在這個領域正在開展和計畫開展更多工作,包括滿足該行業日益增長的電力需求,我們相信,隨著時間的推移,這將創造巨大的額外投資機會。”自2021年收購QTS以來,“我們的租賃能力增長了八倍,”格雷說道。“如今,黑石集團是全球最大的資料中心提供商,其資產遍佈美國、歐洲、印度和日本,”施瓦茨曼當時在財報電話會議上說,“上個月,我們宣佈了另一項重大擴張,同意以160億美元收購亞太地區最大的資料中心營運商AirTrunk。憑藉我們在該領域的專業知識、雄厚的資本、全球一體化的團隊以及與全球最巨量資料中心客戶的緊密聯絡,我們擁有執行這項投資的獨特優勢。”格雷表示:“我們擁有能夠靈活部署的大規模資金池,這對我們來說是一個巨大的競爭優勢。”他補充道:“收購這些公司並擁有建設這些項目的火力確實需要大量資金。”“因此,我們顯然在資料中心領域有所佈局,但也在能源和電力領域有所佈局。在這個領域,我們擁有基礎設施、能源信貸基金、能源股權基金、財團,甚至其中一些資金已進入房地產領域,而我們在信貸領域的佈局又是另一個領域。”去年,格雷還聲稱:“在能源領域,我們估計,在過去12個月中,我們是美國近15%可再生能源項目的主要融資提供商。” (視知產研院)