

別再認為大規模電力短缺只是欠發達地區的問題。你能想像美國——這個全球最發達的經濟體——會面臨大規模停電的威脅嗎?令人震驚地答案確是,肯定的。
2025年7月,美國能源部發布了其《美國電網可靠性與安全性評估報告》,發出了嚴厲警告。報告指出,因往屆政府的激進綠色政策以及現有發電資產的過早報廢,加上新增電能上線的嚴重延遲——一場「必來的風暴」正在形成。這將導致停電事件激增,以及在飆升的電力需求和停滯的供應之間出現危險的錯配。然而人工智慧驅動資料中心的空前增長卻被指認為一個主要催化劑,並且直接威脅著美國的能源安全。
因此,我們必須放棄只考慮類似於石油或天然氣的傳統能源。21世紀最關鍵的資源,越來越可能變成因為人工智慧的大規模使用而導致的對於大量電力的需求。人工智慧霸權的競爭,最基本的形式是一場能源競爭,而餵養人工智慧那永不滿足的胃口的戰鬥,已經打響。
摘要
人工智慧的快速發展和部署正在引發全球能源市場的典範轉移,點燃了一種新的戰略競爭形式。本報告分析了導致電力需求(主要來自資料中心)出現前所未有激增的各種因素的匯合。我們預測可擴展且負擔得起的能源的競爭,將成為本十年末及以後決定人工智慧領導力和經濟競爭力的主要因素。關鍵發現表明,這是一代人才會遇到一次的需求激增,美國電力需求增長在經歷了十年的停滯之後,到2030年將加速至每年2.4%-2.6%,這主要由資料中心驅動,其佔美國總電力需求的份額預計將從3%增長到高達11%。這場競爭由一系列複雜的因素主導:人工智慧應用的普及性、更高效晶片驅動更高總消耗的生產率悖論、支付更高價格的能力、支持性與限制性政策,以及零部件供應和熟練人員的關鍵瓶頸。發電、輸電和勞動力的嚴重限制正在製造區域性的能源熱點。此外,考慮到企業和地緣政治的維度,資金雄厚的大型科技公司提前數年鎖定能源資源,各國也在制定政策以確保其能源基礎設施能夠支持人工智慧驅動的經濟增長。從能源充裕時期向爭奪電能的戰略競爭時期的轉變正在進行中,而成功將屬於那些能夠駕馭技術創新、基礎設施投資和政策賦能這一複雜格局的參與者。
引言:從虛擬到現實
人工智慧革命,通常被視為純粹的數位現象,卻揭示了一個深刻的物理現實:智慧需要巨量的能源。大規模人工智慧模型的訓練和運行是計算密集型過程,其耗電量達到工業級別。本報告綜合了來自金融分析、行業案例研究和市場預測的數據,以探究以下核心問題:為何能源競爭,特別是為了人工智慧發展的競爭,變得如此激烈?我們認為,這場競爭並非暫時的市場失衡,而是一次結構性轉變,由人工智慧計算需求的指數級增長與能源基礎設施擴張的線性、資本密集型性質之間的匯聚所推動。

需求衝擊的規模
新電力需求的主要引擎是資料中心。在2015年至2020年間,儘管數據工作量在增長,但能效提升使得電力使用趨於平穩;此後,大規模人工智慧的出現戲劇性地扭轉了這一趨勢。不包括加密貨幣在內,全球資料中心的電力需求預計從2023年到2030年將增長約175%,達到約1,131太瓦時。這一增長相當於增加了一個全球前十經濟體的電力消耗。這一激增在美國最為嚴重,這裡是人工智慧發展的中心。預計到2030年,美國電力需求年複合增長率將加速至2.4%-2.6%,這與前十年近乎零增長形成鮮明對比。僅資料中心一項就預計將為該增長率貢獻90到120個基點,其在美國電力需求中的份額預計將從2023年的約3%上升到2030年的8%至11%。這代表了自2000年代初以來未曾見過的一代人規模的轉變,也迫使公用事業公司和電網運營商徹底修改長期規劃模型。

能源競爭的驅動因素
競爭的激烈程度可以通過六個關鍵且相互關聯的驅動因素來理解。第一個是普及性。人工智慧不再是一種小眾技術,而是正在融入從醫療保健、金融到製造業和運輸業的幾乎每個領域。這創造了對人工智慧推理的無處不在、始終在線的需求,以邊緣計算解決方案為例,它將即時分析帶入智慧城市和工廠,在龐大的集中式資料中心之外創造了分佈式的能源需求點。
第二個驅動因素是生產率,它展現了一個經典的「傑文斯悖論」。雖然硬體效率正在急劇提高,但這卻刺激而非抑制了總能源需求。例如,英偉達最新的DGX B200伺服器的計算效率比幾年前的前代產品提高了15倍,但其每台伺服器的絕對功耗卻增加了一倍以上。對總能耗的影響取決於一個關鍵的約束問題。如果客戶的購買受到預算限制,他們可能會購買更少、更強大的伺服器,導致計算速度翻倍的同時,功耗增加20%。然而,在預算無約束的情況下,客戶購買相同數量的新型、更強大的伺服器,每單位計算的功耗可能會飆升500%。
第三個驅動因素是價格以及「綠色可靠性溢價」的出現。財務穩健的超大規模公司,如谷歌、微軟、亞馬遜和Meta,願意並且能夠承受更高的能源成本。他們正在積極尋求24/7全天候的低碳電力,這相比標準的天然氣發電廠,估計每兆瓦時享有40至48美元的溢價。如果將此應用於全球所有資料中心的增長,到2030年,這將使超大規模行業每年花費約290至340億美元,僅佔其預計息稅折舊攤銷前利潤的2-3%。這種財務能力使它們能夠在爭奪最理想、最可靠的電力合同時勝過其他能源消費者。

第四個驅動因素是政策。政府激勵措施,如美國的《通膨削減法案》,加速了可再生能源的部署。然而,這些激勵措施可能到期,更重要的是,發電和輸電項目的漫長許可併網排隊過程,對新供應構成了重大制約,加劇了對現有電網容量的爭奪。
第五個驅動因素是零部件的可用性,即供應鏈瓶頸。新發電能力的步伐受關鍵部件交付週期的制約。短期來看,增長受到公用事業規模太陽能電池板、電池儲存和天然氣調峰電廠供應量的限制。中期來看,新的天然氣聯合循環電廠受到渦輪機可用性的限制。長期來看,核電面臨最長的交付週期,但能提供最可靠的基載電力。這種順序性創造了一個能源獲取的「階梯」,人工智慧開發者必須在每個階段爭奪任何可用的容量。
第六個也是最後一個驅動因素是人員,特別是嚴重的熟練勞動力短缺。能源轉型和人工智慧需求激增需要大量的新勞動力。估計表明,到2030年,美國電力和電網部門需要大約51萬個新工作崗位。最關鍵的制約在於其中大約20.7萬個需要熟練輸電和配電人員的崗位,如線路工和工程師,這些崗位需要三到四年的培訓。面對老齡化的勞動力,以及美國能源部門僅有約4.5萬名活躍學徒的現狀,這成為了克服能源危機最嚴重和最具體的瓶頸之一。
企業與地緣政治競技場
競爭超越了市場基本面,延伸至企業和地緣政治領域。主要科技公司正在進行一場超大規模的軍備競賽,從單純的能源消費者轉變為積極的能源資產管理者和生產者。企業對可再生能源的購電協議在2024年飆升至33吉瓦,高於2023年約18吉瓦,因為公司鎖定了未來近十年的供應。一些公司正在探索現場發電,包括核微反應器,以確保脫離電網的獨立性。
這種競爭在地理上很集中,造成了區域性熱點和基礎設施壓力。維吉尼亞州北部的「資料中心走廊」就是一個典型例子,那裡的公用事業公司Dominion Energy面臨著如此嚴重的輸電限制,以至於曾暫時暫停新的資料中心連接。其回應是由區域電網運營商批准的50億美元輸電升級,這種情景很可能在德克薩斯州、喬治亞州和中西部等其他關鍵市場重演。在更廣泛的層面上,各國認識到人工智慧主權與能源主權內在關聯。各國正在制定政策,以確保本國能源基礎設施能夠支持蓬勃發展的AI產業,將這一問題框定為至關重要的經濟和國家安全問題。

能源競逐中:誰會是贏家?
由數據中心和人工智慧成長驅動的電力需求攀升,其受益者主要可分為兩大類別。第一類是需求成長直接受益者。這類企業因電力需求和價格上升而獲益,包括非管制電力生產商、天然氣公司、能源儲存供應商,以及專為數據中心提供電力解決方案的企業。同時,它也涵蓋那些致力於擴大發電容量以滿足成長需求的公司,例如受管制公用事業公司、市場型電力生產商、可再生能源企業及發電設備製造商。第二類是供應鏈與基礎設施受益者。這些公司處於有利地位,能夠投資於支持電力系統擴張和增強電網可靠性所必需的基礎設施與設備。下文我們將列舉一些可能受益並與主題相符的股票。
需求端:
供應端:
結論與展望
總之,人工智慧發展所需的能源競爭之所以如此激烈,是因為它代表了指數級數位增長與線性物理基礎設施擴張之間的根本衝突。普及性、生產率、價格、政策、零部件和人員這六大驅動因素共同構成了一場完美風暴,而這正在重塑能源市場、企業戰略和國家政策。展望未來,人工智慧時代的贏家將是那些——無論是企業還是國家——能夠成功獲得長期、可靠且具有成本效益的電力的實體。這種環境將有利於資本充足的大型科技公司以及擁有積極能源政策和穩健電網的地區,同時可能使規模較小的參與者因成本而被擠出市場。此外,能源危機將不可避免地加速下一代核能技術、先進地熱能和電網增強解決方案的創新。關於可持續性的論述將保持複雜,因為人工智慧熱潮在短期內為了可靠性而增加化石燃料需求的同時,也成為了企業對可再生能源投資的最大單一驅動力。最終,能源已成為人工智慧時代的基礎性資源,與演算法本身同等關鍵。構建和驅動智慧的競賽,從根本上說,是一場爭奪電能的競賽,而這將使得能源成為21世紀技術和經濟霸權爭奪的核心戰場。