人工智能、机器人、无人驾驶汽车,这些代表未来的产业名词几乎每天都在刷新人们的想象力。但在光鲜的技术叙事背后,有一个常常被忽略却至关重要的环节:电力。

人工智能的发展100%依赖电力,没有稳定的电力供应,所有高科技产业的宏大蓝图都只是空中楼阁。

能源,很可能成为决定一个国家科技产业扩张速度的真正瓶颈。而在中美两强争夺科技霸主地位的当下,这个瓶颈的意义被急剧放大——电力必须始终稳定不间断,对断电的容忍度将降至零。那么在中国与美国之间,谁将赢得这场关乎未来的电力竞赛?

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德国知名媒体IntelliNews刊登了一篇讨论中国用电量的文章,并援引中国国家能源局发布的2025年数据指出,这一年,中国全社会用电量首次突破10万亿千瓦时大关,达到103682亿千瓦时。这个体量已经超过了美国和欧盟之和。

这家德媒的语气近乎惊叹,但如果把纵向坐标拉开,会发现真正令人震撼的还不只是总量。1996年中国用电量才首次突破1万亿千瓦时,到2011年就已登顶世界第一电力大国,2025年的用电量已是2015年的近两倍。

这种扩张速度,在人类工业史上几乎找不到先例。

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我们正身处历史上最大的科技革命之一,从AI到机器人再到无人机,技术正在重塑一切。

但每一次技术跃迁的背后都是能源账单在急剧膨胀。

以ChatGPT为例,每次搜索大约消耗0.3瓦时,相当于点亮一盏LED灯泡几分钟,或运行电脑几分钟的能耗。单看微不足道,但乘以全球数十亿次的查询,能源需求就会出现巨大激增。

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科技越先进,对电力的需求就越大。仅数据中心一项,预计到2030年其耗电量将翻一番。

电力从哪里来?传统方式是在发电厂中燃烧燃料产生热量,把水加热成蒸汽,蒸汽推动涡轮机旋转,涡轮机内的磁铁在线圈中转动,通过电磁感应产生电力。这个过程对煤炭、天然气或核燃料的依赖程度,直接决定了一个国家电网的清洁度和成本结构。

而在下一代新兴产业中,AI无疑是重中之重,所有数据中心、所有算力都需要海量电力支撑。稳定、充足的电力,正是各国争夺下一个世纪技术领导权的基石。

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要推动经济向前发展、提高生产率、应对劳动力成本上升,机器人和AI能帮助保持成本竞争力,这也是各国推进下一波产业发展和创新所必需的。有多份报告显示,AI的广泛应用可将工人生产率提高13%到40%,孙建卫的动画工作室已经率先享受到了这种红利。

美国和中国正在争夺未来科技产业的主导权。美国在云计算和AI芯片领域领先,中国则主导电动汽车市场并在工厂自动化领域实现赶超。

但在电气化方面,中国显然遥遥领先。2000年,中国的发电量仅为美国的三分之一;到2024年,中国的发电量已达到美国的两倍。

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最初的增长依赖化石燃料,但如今正在改变。

去年煤炭仍占发电结构约55%,2025年将进一步降至约53%,比例依然很高,但趋势清晰。风能、太阳能、水电等清洁能源合计约占32%到33%,今年还会小幅上升。

中国清洁能源占比的提升速度,快于任何其他主要经济体。推动这一清洁能源浪潮的企业之一是远景能源,这是全球最大的风电整机制造商之一。

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远景在智能风电领域处于领先地位,全球市场份额位居前列,出货量位列全球第二,去年约14吉瓦风机进入市场,过去三年在全球接单量位居第一。2024年,风电占中国总发电量的10%,太阳能占9%。

中国生产了全球大部分太阳能电池板和风电设备。远景与AI结合开发出智能风机,核心有两大模型:一是AI气象预测模型,二是能源管理模型,这让每一台风机都成为一个数据节点,实现更精细的出力调度。

核电是另一条正在快速铺开的战线。中国制定了在全球范围内相对积极的核电建设计划,规模上预计未来相当长一段时间内每年新增约10吉瓦。

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虽然相对于中国庞大的电力产业而言仍然较小,但已超过世界上任何其他国家的雄心。核反应堆通过核裂变发电:铀等放射性可裂变元素的原子被分裂释放热量,把水加热成蒸汽,驱动与发电机相连的涡轮机。

中国目前有28台核反应堆在建,接近全球总量的一半。美国也在投资核技术,承诺投入800亿美元建设新核电厂,但进展远慢于中国。

过去15年,美国只建成了两座核反应堆。数据中心建设数量与核反应堆建设数量之间的巨大反差,正在暴露出美国面临的能源缺口。

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预计到2030年,中国将超越美国成为全球最大的核能生产国。更引人注目的是,中国在这一领域几乎实现了自给自足。

整个行业在政府支持下、由主要国有企业主导、并有完整供应链配合,全力推动核电站所有设备与技术的国产化,若某项技术尚不能国产,就会设立专门研究项目攻关。

核电在可再生能源体系中扮演着特殊角色,它不排放碳,功率输出可根据需要灵活调节,因此在无风无阳光等可再生能源间歇性不足时,可作为可靠补充。即便核电只占发电结构的15%,也能显著稳定整个电网,帮助电网实现零碳或低碳能源结构目标。

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今年1月至10月,中国核能相关专利申请超过670项,而美国约为320项。

这体现出中国在电气化竞赛中的另一优势——在美国政府削减科研经费之际,中国仍在大力投入研发。美国拟将国家科学基金会预算削减57%,重点针对清洁能源与气候变化研究。

中国所有顶尖的科技工程院校都开设了大规模的能源转型相关项目,专注于推动能源转型所必需的工程技术,主要由高校和大型资金雄厚的国有企业下属研究机构共同推动。

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未来还有很大发展空间,远洋风电尚未完全掌握,可以进一步发展;太阳能、电池、热水器也可继续升级,价格能压得更低,效率能提得更高,成本能降得更低。当然,硬币也有另一面。

即便在核能与可再生能源方面大力推进,中国仍是能源净进口国,这是相对美国的一个薄弱环节。从能源安全的角度看,中国仍在大量进口石油,也在努力进口天然气。

中国核电扩张速度虽快,但与煤电装机容量相比,核电容量仍只是一小部分,可再生能源也是如此。因此,中国仍需持续解决能源安全问题。

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那么这一切对全球科技战意味着什么?虽然新闻头条常常讨论谁发明了最好的芯片、训练出最复杂的AI模型、造出了最聪明的机器人,但如果没有电力支撑,一切都无从谈起。

谈及工业4.0,所有环节都相互连接,从工厂车间到车辆,任何情况下都不能出现断电。设想一下,一队自动驾驶汽车正在高速公路上高速行驶,如果监控这些车辆的数据中心发生断电,高速公路上将发生灾难性事故。

因此,对断电的容忍度必须降至几乎为零。在现实中,科技竞赛的决定因素还有很多,比如人力资本、资金投入,以及AI领域的芯片可获得性。

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但如果唯一的决定因素是能源的可获得性和成本,那么中国将赢得这场竞赛。

外界普遍讨论美国可能无法生产足够电力来维持其在AI时代的经济竞争力,这种风险在短期内确实存在,但从长期看,美国凭借其国家创造力、技术人才与极具活力的私营部门,仍有能力交付所需的解决方案。回到德媒惊叹的那个数字。

10万亿千瓦时之所以震撼,不仅在于它超过了美欧总和,还在于它折算到人均之后依然亮眼。按照2024年数据折算,中国人均发电量约为7150千瓦时,年化人均用电量已接近7000度。

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放在全球坐标系里,美国人均年用电量高达12700度,欧盟加权平均约为6000度,日本约为7650度,韩国约为11900度,德国约为5900度,英国约为4100度。中国的人均用电量已经超过了英法德等欧洲老牌工业强国,与日本处于同一区间。

距离美国的高位,更多体现的是生活方式的差异,而非单纯的"发展水平"差距。

美国约62%的家庭居住在独栋房屋中,平均建筑面积在150到250平方米之间,四面墙壁、屋顶和地基全部与外界空气接触,冬季采暖和夏季制冷的热损失远大于被上下左右邻居"包裹"着的公寓单元。

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而中国城镇户均住宅面积仅为60到90平方米,同样的照明、制冷、采暖和家电使用体验,中国以更少的人均电力消耗就实现了。

以高密度公寓为主的居住形态本身就具备很高的能源利用效率,居民享有全天候可靠供电、全球最低档的民用电价、夏季无限制使用空调的自由,实际福祉水平已经稳稳站在了发达国家行列。真正决定未来走向的,还是清洁电力的爆发力。

2025年,中国全口径非化石能源发电量已达到4.47万亿千瓦时,同比增长14.1%,占总发电量比重升至42.9%。其中,风电和太阳能发电全年合计新增装机4.4亿千瓦,占新增发电装机总容量的比重高达80.2%。

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风光、生物质新增发电量占全社会新增用电量的97.1%,新能源已成为新增用电量的绝对主体。煤电发电量占总发电量比重降至51.1%,全口径煤电发电量同比下降1.9%,"增容减量"的效果正在逐步显现。

技术测算显示,我国陆上100米高度的风电技术可开发量约为34亿千瓦,光伏技术可开发量更是高达419亿千瓦,水电也仍有约三分之一的技术可开发容量待挖掘。这几乎意味着,中国清洁电力的天花板还在遥远的高处。

需求端的两股力量正在同步发力。AI算力中心的电力消耗呈指数级增长,预计到2030年,仅国内算力中心的年耗电量就将突破6000亿千瓦时。

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与此同时,交通电动化正在从乘用车向重载领域全面渗透,电动重卡百公里电耗是家用纯电车的5到10倍。

今年一季度,在AI、大数据、云计算等技术加快应用的带动下,全国互联网和相关服务用电量日均同比增长25.7%;在新能源汽车普及带动下,全国充换电服务业用电量日均同比增长42.3%。

这两股力量的叠加,将推动中国全社会用电量在未来十年内从目前的10万亿千瓦时量级向13万亿千瓦时以上迈进。

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能源并不只是在发电端产生价值,还必须通过稳定、高效的输配体系送到真正需要它的人和机器手里。电力从电站出发,经过高压输电网络和城市配电系统,最终进入工厂、数据中心、家庭和交通网络。

谁能把这套系统做得更稳、更大、更便宜,谁就更有可能支撑下一轮科技扩张。

人工智能的发展100%依赖电力,没有电力,就无法支撑这些高科技产业的进步。