美國AI，無法摸著中國過河

過去一年，矽谷巨頭四處奔走，難為扎克伯格、馬斯克們的不僅是算力，也包括更底層的能源基礎設施。

為了解決這一問題，馬斯克從海外買了一整座電廠運回美國，頻繁安排團隊來中國調研、採購光伏設備，扎克伯格代表的Meta簽署了至少三筆核能大單，谷歌也斥資48億美元收購了一家核電站。

可以說，在美國，建成一條電網需要7年，然而矽谷巨頭們卻等不了1天。

大模型的訓練和推理需求的暴增，使得資料中心對穩定、低延遲且可持續的供電需求遠超傳統互聯網基礎設施，進一步迫使各國電網在輸配電能力、儲能技術、可再生能源消納以及「電—算」協同管理方面進行深度改造。

與此同時，電力資源本身開始轉化為新型戰略資產，國家與區域之間圍繞「算力可得性」「綠色能源占比」和「資料主權」的競爭持續加劇，使資料中心從一種技術設施升級為影響全球權力結構的關鍵節點。

人工智慧時代的「基礎設施政治經濟學」

正如鐵路曾重塑物流速度與國土空間結構，互聯網曾改變資訊流通與商業組織方式，人工智慧以「可計算性」為核心的生產方式也正在重構價值創造的邏輯，催生出新的產業分工、消費模式與治理體系。

在這一過程中，基礎設施與資本投資成為釋放人工智慧經濟潛力的根本前提。

**換言之，競爭不僅表現在演算法層面，也體現在誰能夠更快、更大規模、更綠色地建設相應的基礎設施網路。**因此，資本流向從軟體向「算力——能源——網路」的新型基礎設施轉移，成為當前全球經濟格局變化的重要訊號，而基礎設施與投資能力的差異，將決定未來各國在全球人工智慧經濟中的位置與影響力。

回顧過去十年，全球資料中心的電力需求確實經歷了顯著增長，但這種增長並非一直是「爆炸式的」，而是經歷了一個從緩慢到加速的過程。

根據國際能源署（International Energy Agency，IEA）2024年的分析，2010年至2018年間，全球資料中心的能源使用量上升了約6%，年均增長率約0.7%。然而，自2018年以來增長約50%–80%，年均增長率相當於8%-13%。

如果這一趨勢持續下去，預計到2030年，全球資料中心的能源消耗將達到600–800太瓦時（TWh），2025年國際能源署報告已更新至935太瓦時（相當於108GW容量的資料中心規模），占當年全球預測電力需求的1.8%–2.4%。若人工智慧推動更高的消耗率（例如，大模型訓練需求使得能源消耗可能以20%的年速度增長），則2030年資料中心的能源消耗可能達到1100–1400太瓦時，約占全球預測電力需求的3%–4%。

在中國，預計到2030年，資料中心的電力需求將比2020年翻一番，達到400太瓦時。

需求從緩慢到加速，兩個階段背景各有不同。

2018年之前，雖然資料服務量、網路流量與儲存需求大幅上升，但由於伺服器硬體效率提升、冷卻技術改進，以及超大規模服務商（hyperscaler）資料中心取代傳統低效小型資料中心的趨勢，這十年的資料中心總體能耗並未隨著業務量同比「爆炸」。

然而，2018年之後，全球資料中心能源使用量明顯上升，增速水平躍升至兩位數區間。這一轉變主要受AI算力需求、超大規模資料中心的擴張以及視頻內容平台的流量激增共同驅動。資料中心已發展成為全球電力消耗增長最快的單一基礎設施類型之一，並對能源系統、碳排放與數位治理帶來新的壓力。

特別是在大模型問世之後，許多地區資料中心建設進入高速擴張期。全球到底有多少資料中心，並沒有一個完全統一、被廣泛接受的「官方」數字，因為各國對資料中心的定義、規模標準、登記方式等不盡相同，這使得估算其「總數」只能是一個近似值。

據市場統計機構Market.biz的一則彙總，截至2024年3月，全球大約有11800座資料中心正在營運。

就地域分布而言，Statista數據顯示，到2025年11月，美國是全球資料中心數量最多的國家，擁有4165個設施，其次是英國（499個）、德國（487個）、中國（381個）、法國（321個）、加拿大（293個）、澳大利亞（274個）、印度（271個）、日本（242個）以及義大利（209個）。

必須承認，資料中心目前及未來的能源需求影響在全球範圍內分布不均。舉例來說，在美國，資料中心已占弗吉尼亞州總用電量的五分之一以上。在歐洲，2022年愛爾蘭資料中心的電力需求為5.3太瓦時，相當於該國用電總量的17%。到2026年，隨著人工智慧應用快速滲透市場，這一用電量幾乎會翻一番，達到該國電力需求總量的32%。

資料中心高度集中的特性及其極高的功率密度，在地方層面造成了重大挑戰，包括電網接入與容量限制、水資源消耗以及社區反對等問題。

還有一個明顯的趨勢：主要由大型科技公司營運的超大規模資料中心近年來消耗的電力增長顯著。從2017年到2021年，僅亞馬遜、微軟、谷歌和Meta四家公司的用電量總和就增加了一倍多，達到約72太瓦時。

科技公司的超大規模資料中心數量大爆發，給供給帶來了巨大的挑戰。

在許多國家，電力系統高度碎片化——由多個區域性或地方性電力公司獨立營運，缺乏統一調度和容量規劃——容易出現電壓波動、功率不足或調度延遲等問題。此外，不同地區的電價、政策和電力投資水準差異較大，也增加了資料中心建設與營運的複雜性。整體而言，電力系統的碎片化不僅制約了資料中心的擴展能力，也在一定程度上影響了數位基礎設施的可靠性和能源效率。

更根本的挑戰是能源的供應來源本身。

許多國家的資料中心仍依賴燃煤、天然氣等化石能源，這不僅帶來碳排放壓力，也容易受到燃料供應波動和價格變化的影響；而可再生能源儘管增長迅速，卻存在分布不均和間歇性問題，缺乏足夠的儲能和智慧調度手段，難以持續滿足資料中心的「7×24小時」連續供電需求。在這樣的背景下，核能被視為一種長期可行的解決方案。然而，核能的建設週期長、前期投資巨大，並且需要嚴格的安全監管和政策支持，因此在實際推廣中仍面臨技術成熟度、社會接受度和廢料處理能力等挑戰。

綜合來看，資料中心的能源問題不僅是電網結構的技術問題，更是能源戰略和政策佈局的長期考驗。

美國模式：市場驅動下的能源約束

美國的資料中心發展長期依賴市場機制與私營資本驅動。這一模式在互聯網早期極為高效：企業能夠基於電價差異與稅收激勵，在如俄勒岡州、弗吉尼亞州和德克薩斯州等地部署超大規模資料中心。

根據JLARC（The Joint Legislative Audit and Review Commission）的報告，弗吉尼亞州資料中心容量約占北美總容量的25%，以及全球總容量的13%。北弗吉尼亞的資料中心數量超過任何其他地區，人稱「世界資料中心之都」。

JLARC報告指出，北弗吉尼亞的資料中心容量是下一個最大競爭者——中國北京——的兩倍多，也是美國下一個最大資料中心聚集地俄勒岡州希爾斯伯勒（Hillsboro, Oregon）容量的三倍。該州稅收減免使得希爾斯伯勒成為資料中心的熱門選址地，為Meta、LinkedIn、TikTok、X等多家公司提供服務。然而，隨著AI時代的到來，這一以市場為導向的擴張路徑正逐漸遭遇基礎設施與制度層面的硬性約束。

雖然美國在人工智慧的許多方面都領先於中國，尤其是軟體和晶片設計，但美國在資料中心的電力供應和基建審批上卻面臨著巨大的瓶頸。人工智慧算力如同「電老虎」，正在瘋狂吞噬美國的電力資源，讓本就脆弱的電網雪上加霜。

美國電網的大部分設施建於20世紀60至70年代。儘管系統已透過自動化及部分新興技術得到升級，但老化的基礎設施越來越難以滿足現代電力需求。

根據美國土木工程師協會評估，美國電網的整體健康狀況僅獲得C+的評級，70%的變壓器已超過25年的設計使用壽命，輸電線路的平均年齡也已接近40年。

當人工智慧的「脈衝式」耗電需求與電網的「老舊軀體」迎頭相撞，這場危機不僅嚴重限制人工智慧產業的進一步發展，更暴露出美國在基礎設施投資上的長期落後與新興技術需求之間的深層矛盾。如果不盡快打破制度性障礙、加大電網投資力度，美國在人工智慧領域的算力優勢很可能因為電力短缺而化為泡影。

據《華爾街日報》報道，OpenAI旗下名為Orion的模型在進行兩次為期六個月的大型訓練時，耗電量高達約110億千瓦時。這一數字相當於100萬個美國家庭一整年的用電量，也接近美國鋼鐵工業目前一年的耗電量。它足夠一輛特斯拉Model 3行駛440億英里，大約相當於往返海王星三次。

運行階段的計算密集度和能耗遠低於訓練階段，但隨著使用這樣的人工智慧工具的人數增加，運行階段的電力需求也會不斷增長。而且，由於許多公司和個人擔心在人工智慧技術的應用競賽中落後，「最新最強」的模型往往會吸引大量使用，從而對電力需求產生更高壓力。

2025年9月22日，OpenAI宣布與英偉達合作建設耗電量高達10吉瓦（GW）的人工智慧資料中心。芝加哥大學電腦科學教授安德魯·錢（Andrew Chien）表示：「一年半前，他們還在討論5吉瓦規模的計畫，如今已將目標提高到10吉瓦、15吉瓦，甚至17吉瓦，呈現持續升級態勢。」

OpenAI每個資料中心計畫的估值約為500億美元，計畫總投資額達8500億美元。僅英偉達一家就承諾投入1000億美元支持這一擴張計畫，並將提供數百萬枚新款Vera Rubin圖形處理器。

雖然這個例子展示了巨大的電力消耗，但它絕非個案；AI產業的其他主要玩家，如Google、Meta、Microsoft、Amazon、Anthropic等，在訓練下一代AI模型時，也都會走同樣的道路。

由於對能源的迫切需求，美國一些資料中心正在選擇自建發電設施，而不再依賴州公共電網的連接。例如，在德克薩斯州西部的荒原上，一座由天然氣驅動的發電專案正在興建，它並非傳統電力公司的投資專案，而是OpenAI與甲骨文（Oracle）共同建設的、價值高達5000億美元的「星門」（Stargate）超級運算中心的重要一環。

同一時間，xAI公司正在田納西州孟菲斯（Memphis）建造兩座名為「巨像」（Colossus）的龐大資料中心，並開始採用燃氣渦輪機自發電。全美還有十多個由全球領先的數位基礎設施和資料中心服務公司Equinix營運的資料中心正依靠燃料電池提供電力。

這股風潮被稱為「自帶能源」（Bring Your Own Power）。有人稱這是一場正在重塑美國能源格局的「能源狂野西部運動」。

然而，地方層面的社會阻力很大。資料中心雖然投資規模巨大，但其直接就業崗位通常僅為數十到數百人，遠低於傳統製造業專案。同時，其資源消耗卻極為可觀：一個大型資料中心每日用水量可達數百萬加侖（約合數千噸），主要用於冷卻系統；其用電量可能達到100兆瓦（MW）或更高——相當於一個小城市的用電量。在這種「高消耗——低就業」的結構下，地方社區的不滿逐漸累積。

例如，在弗吉尼亞州的勞登郡（Loudoun）、費爾法克斯郡（Fairfax）和威廉王子郡（Prince William），居民多次抗議資料中心擴張，認為其推高房價、占用土地並加劇電網壓力。據報道，截至2025年，由於當地社區反對，至少有25個擬建的資料中心專案被取消。在俄勒岡州，一些專案因水資源緊張而遭到地方政府限制。這種「基礎設施外部性」的顯性化，使資料中心不再是單純的商業投資專案，而成為美國地方政治議題。

綜合來看，美國資料中心的發展正受到三重約束的疊加影響：一是電網基礎設施的物理瓶頸，限制了算力擴張的速度；二是能源轉型過程中的結構性不穩定，推高了供電成本與風險；三是地方社會與資源衝突，削弱了專案落地的政治可行性。這三者共同構成了一種新的約束機制，使原本高度靈活、以市場為導向的資料中心擴張模式，在AI時代逐漸顯露出制度性邊界。

中國獨特的應對之道

**中國電網在全球能源體系中具有獨特優勢，這些優勢源於其規模化、工程能力、制度協調性以及技術與產業鏈的深度一體化。**它不僅支撐國內工業化、城市化和數位化，也成為全球能源轉型與資料中心產業佈局的重要戰略變數。

中國電力系統是世界上規模最大、最複雜的電網——建成了世界最長、容量最大的UHV（特高壓）輸電網路，UHV的遠距離、低損耗特性，能夠實現「西電東送」「北電南送」，在全球範圍沒有可比案例。UHV使電網能夠接入大型可再生能源基地（風、光、水）並穩定輸送到負荷中心，為新能源消納提供關鍵基礎。

中國電網的互聯度與可靠性也可圈可點，部分城市的供電可靠性已達到世界先進水準，京津冀、長三角、珠三角主要城市年平均停電時間低於1小時/戶，北京、上海、廣州、深圳等城市核心區域年停電時間進入1分鐘級，比肩東京、新加坡等國際一流城市。

大電網結構帶來規模經濟和冗餘供給，提高系統韌性。

與此同時，中國在UHV技術方面取得了突破性進展，涵蓋了從設備製造到工程設計、施工和運營的全過程。未來中國特高壓輸電工程將為更多國家提供領先的輸電方案，特高壓將成為中國「新名片」。在UHV變電設備領域，中國企業處於世界領先地位，擁有全系列特高壓產品，並主導了國際標準的制定。在電力裝備製造和基礎設施建設方面，中國已形成完整的產業鏈，使中國在大型電網工程的成本、效率和速度上具備全球優勢。

中國電網在數位基礎設施和智慧調度方面也有突出的優勢。AI輔助調度、智慧變電站、無人巡檢等技術已經規模化部署，有助於管理龐大而複雜的多源電力結構。同時，中國在「新能源占比快速提升、但電網仍保持穩定運行」方面屬於全球領先實踐者。

如此電網優勢開始逐漸轉化為國際影響力。

在「一帶一路」框架內，中國援建或參與建設了東南亞、非洲、中東等地的大型電力工程。多項中國電網標準進入IEC、ISO體系，在未來全球電力基礎設施升級（如高壓直流、智慧電網）中具有標準制定權潛力。

中國也可以扮演全球能源轉型中的關鍵角色：全球要實現新能源占比提升，離不開高壓輸電、中國製造的光伏／風機／儲能設備，這也是為什麼馬斯克團隊要來中國採購的設備的原因，可以說中國電網與能源體系的規模化經驗對全球具有示範效應。

與美國依賴全球供應鏈不同，中國在硬體與關鍵材料上更多依靠國內自主產業，如本土伺服器、AI晶片、光纖和儲能設備，並且注重國內資源整合、綠色能源利用與國家規劃協調，呈現出中國特色的基礎設施與數位戰略體系，同時也在引導國內企業參與全球產業鏈，兼顧自主可控與國際合作。

能源方面，中國大力推動資料中心與清潔能源結合，佈局光伏、風電及核能供電的「綠色資料中心」，緩解對化石能源的依賴，並提升可持續發展能力。

在戰略上，中國強調區域樞紐與國家規劃結合——在粵港澳大灣區、長三角、京津冀等核心城市群建設超大規模資料中心，同時透過「算力網路」連接全國區域，形成算力調度與跨省協同能力。

但需要指出的是，中國在推動大規模資料中心發展的過程中，也面臨獨特的能源與結構性風險。

首先，能源結構轉型是長期規劃，現階段中國資料中心對煤電的依賴仍然顯著，這帶來顯著的碳排放與環境壓力。據統計，2024年中國火電裝機容量仍占全國總裝機的約45%，其中煤電是主力。資料中心對高穩定性電力的需求，使得在短期內減少煤電比例存在現實困難。高耗能行業集中在東部沿海地區與中西部能源產地之間，意味著碳減排與能源供應的協調具有很高難度。

其次，中國資料中心發展呈現明顯的東西部分布格局：算力中心主要集中在北京、上海、深圳等東部沿海城市，而電力供應則依賴中西部。長距離電力傳輸不可避免地會產生線路損耗，也增加了對中西部電網穩定性的依賴。

資料中心佈局的高度集中也帶來潛在的系統性風險和韌性上的隱患，一旦遭遇自然災害、網路攻擊或政策變化，可能對全國AI服務、雲端運算及互聯網基礎設施造成連鎖衝擊。

所以，今年的政府工作報告提到了「算電協同」的概念，推動算力和電力的融合，優化電力供給結構，消除穩定性等方面的風險，這是一個更長遠的規劃和考量，落地還需要時間，但無論如何，可以確定的說，在能源供給上，美國的人工智慧，無法摸著中國過河。

本文來源：騰訊科技

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