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近期,馬斯克關于“中國將是 AI 競爭最大贏家”的論述傳播度巨廣,這一判斷的核心邏輯為電力是AI發展的瓶頸,而中國擁有全球最大的電力基礎,因此將在AI 算力上遠超世界其他地區。
拋開宏大敘事,從對電力這一行業的中美對比研究出發,馬斯克這一論述的可信度有幾分,又有什么深意?
01上下半場是兩個游戲
從2023年AI競爭至今已3年整,但是對于AI底層的核心競爭的第一性沒有變,那就是大力出奇跡。
只不過競爭的重點從芯片,開始切換到了整個工業基礎設施——最后以缺電的形式暴露出來。
1.上半場缺芯片
2023-2025年,AI訓練和推理的軍備競賽,都是圍繞芯片展開的:
●核心是英偉達的GPU算力芯片體系,從Ampere到Hopper,再到Blackwell,再到今年的Robin。
●與之配套的通信,雖然表面是光模塊從400到800再到1.6T,但核心仍是其中的光芯片的迭代。
●還有充當“記憶功能”的存儲,也是從HBM,到SSD缺貨。
雖然國產算力芯片在過去取得很大的進步,但是受限于算子生態、先進制程的良率始終無法突破50%、高端設備禁運等情況,我們在AI上的追趕始終磕磕絆絆。
最直觀的體現是字節、阿里等主要AI投資大廠,其實2025年都沒有完成年初制定的AI資本開支計劃,不是由于需求不行,而是訂的英偉達芯片被禁、國產交付又遲遲跟不上。
盡管我們擁有并不遜色的人才儲備和更優的工程化能力,比如Deepseek出圈,但國產大模型客觀而言,在整體性能上,還是落后于美國大廠半年左右。
2.下半場缺電
直到2025年年中,全球AI敘事開始發生轉折。海外投資的重心開始轉向超大集群的AI工廠,數據中心建設的單位不再是多少萬卡為單位,而是多少Gw為單位。
AI基礎設施發展的瓶頸開始轉向電力。為什么競爭焦點不再是芯片了?下面這個圖看的很清晰,從23年AI加速以來,英偉達主力芯片單芯片功率僅從800W提升到了1200W,說實話,單芯片算力提升非常有限。
雖然臺積電的先進制程可以米粒上雕花,但是這種摩爾進步速度完全滿足不了下游對算力的指數級渴求,所以英偉達推出大卡、推機柜、推出集群,也順帶帶火了先進封裝、液冷、光模塊、PCB、電力設備等等一眾附帶供應鏈。
直到以上路線的算力增益也開始放緩,最后就變成了比拼電力。簡單結論就是:不是芯片這些高精尖的東西不重要了,而是電力,成為了軍備競賽下半場的高地。
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圖:英偉達GPU單卡過去功率變化圖 資料來源:財通證券
如果說圍繞芯片為核心的產業鏈,是科技行業內部的問題,而缺電,則是經濟系統性問題,更為復雜。
馬斯克之所以看好中國的AI,在電力冗余度這點上,體現的確實是沒錯的。
中國總裝機量高達38億千瓦,2025 年全年發用電量約 10.4 萬億千瓦時,即使2030年全球數據中心都用中國來供,也只占我們用電量的10%。
而美國電源總裝機約 1300GW,發電量只有中國的一半。同時,裝機量僅為最大負荷的 1.5 倍,顯著低于中國的 2.5 倍冗余水平。
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圖:主要經濟體發電量對比(2024) 數據來源:《世界能源統計年鑒2025》
更嚴重的是,總量問題是現在缺未來更缺。
美國2024年用電量在4.3萬億千瓦時出頭,已經20年基本沒有增長了,遠低于美國GDP的增幅。這是由于制造業空心化,美國電力需求主要靠居民用電支撐,單看工業用電,其實還略有下降。
這不僅僅是美國的問題,日本、歐洲這些不如工業化后期的國家都是如此。
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圖:過去25年美國用電量情況 資料來源:EIA
由于市場化,過去美國發電和用電可以取得比較好的平衡。直到AI邊際變量的出現打破了這看似美好的平靜。
美國電網是分區域的,不是中國這種統一大市場,所以我們看到在局部緊缺的地方,已經出現了供需失衡:2025年美國電價上漲超過5%,而且PJM這個局域網,漲幅更大。
當前AI用電還只占美國用電的5%左右,美國能源部DOE、EIA等機構都做了測算,大概結論是到2030年,美國AI用電國內總需求的10%,到2035年,AI耗電需求達到800-1000Twh,占比接近20%。
所以可以預見未來總量上會更加缺電。
02
結構比總量問題更大,2027年大考將至
由于全球過去十多年加速轉向碳達峰,全球發電側都明顯的轉向風電、光伏等新能源,美國也是如此。
但同步電網投資又是不夠的,全球電網投資每年大概3000億美元,而中國一家就占到30%,足以見其他國家電網的滯后,基本上新十年、舊十年、縫縫補補再10年。實際上,美國電網設備超50%運行超 20 年。
而東部、西部、德州三大獨立電網之間互聯互通能力弱,與中國統一的電力市場截然不同。
對于電這種可能是最為精密的系統來說,一方面是新能源這種高度不穩定的電源帶來巨大沖擊,另一方面是電網的老舊。在邊際增量AI出來之后(由于大量的高性能GPU,AI負荷功率是非常大的),一切就顯得更為脆弱。
具體表現為兩方面:一是功率缺口,最大有效功率低于最大負荷,導致用電高峰時供應緊張;二是電量缺口,引發電價持續上漲。
在歷史上,美國的供電中斷指標(人均停電小時數)就是中國的5倍以上,未來只會更多。根據EIA的估算,美國電力系統的額儲備裕度(即應對尖峰用電),如果不去迅速的改,在未來幾年將被直接擊穿,即今年發生在西班牙的大停電,我們也將在美國看到。
從EIA數據推演上來看,如果不緊急新增轉機,2027年將是供需矛盾爆發的一年:美國用電將從供需緊平衡變成硬缺口。
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圖:測算美國電力系統儲備冗余度(如果不新增裝機)資料來源:EIA、興業證券
03
AI用電問題怎么解決?
1.即使AI建設加速,中國電力整體仍過剩
電力是典型的公用事業,所以我們國家發展的思路一直是統籌為主、市場為輔。體現在發電側、電網側、用電側我們都是超前發展的,走出了一條J型曲線。
雖然發展的過程飽受爭議,但這使得我們整個系統有足夠的安全冗余,也順帶使得我國的新能源、電動車和電力設備,都具備世界最強競爭力。
根據《中國電氣化率年度發展報告》, 2024 年我國電氣化率為28.8%,已經提升到跟主要發達國家相似的水平。
最后的結果就是,在美國由于缺電漲電價的背景下,國內25年的電價實際上是在跌的。
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圖:中國發電量高速增長來源:銀河證券
而且根據已有的電源投資規劃,如墨脫水電站、核電、新能源等,以及最近的十五五四萬億元的電網投資,未來我國在電力供給側,確定性繼續高增。
市場測算,到 2035 年我國總發電量預計為15萬億千瓦時,而屆時美國很難突破5萬億千萬時,也就是中國發電量將是美國的3倍,差距未縮小反而擴大。
發電和電網支持我們的用電需求無虞。預計十五五期間我國電氣化率將以年均 1pct 的增幅穩步增長至 2030 年的 35% 左右,超出 OECD 國家平均水平8個點以上。
2.美國市場化主導,只能靠解綁和新技術
由于電是涉及到源網荷儲的系統性問題,涵蓋能源結構、體制、發電主體、電網運營商、配套設備廠等等一系列復雜的問題。基于當前的美國的電網結構,確實沒有很好的解決辦法。
在電力趨緊的2025年,就已經可以從電價看到壓力陡增的情形。
首先,美國電價雖然有豐富的天然氣拉低,使得其低于類似德國等歐洲國家,但是1元一度的居民用電,0.8元一度左右的工業用電,都比中國6毛左右要高出不少。
歷史上由于市場化,美國電價基本持平于CPI漲幅,同時作為相對弱勢的居民電價反而更貴;中國則反過來,用工業用電反哺居民。
但美國正在快速告別低電價,而且目前是在由居民買單。
2025年7月之后,美國數據中心在建容量停止增長,核心原因就是電網接入阻力大,居民也反對,政府審批也困難。比如德州,作為最缺電的區域之一,居民在聽證會上直接反對AI數據中心對居民用電的擠出。
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為了解決居民和工業之間的矛盾,可行的招數是讓大廠自己建局域電網。
就在不到兩周前,特朗普承諾確保美國居民不因為AI的數據中心擠占,去支付更高的電費,科技巨頭應為 AI 能耗自行買單。
但這種做法也只是揚湯止沸,沒有解決發電和電網的問題。
在發電側,短期最快能頂上的就是燃氣輪機,因為美國天然氣資源豐富(美國AIDC中市電占比70%,燃氣占比20%+),目前卡在GE、三菱等設備商產能極度緊缺,同時發展柴油發動機、燃料電池作為輔助電源,所以都是通過漲價來刺激生產。
長期,則需要穩定的基荷能源,因為天然氣仍有不小的碳排放,只能作為過渡選擇。被寄予厚望的是核電,尤其是SMR(小型模塊化反應堆),以及更遠期的可控核聚變。
同時在電網側,還需同步升級老舊電力設備,提升區域互聯能力。但這個難度可能比用電側要大很多,因為涉及到民生、國家安全、區域協調等,純市場化手段很難解決,同時還碰上海外如伊頓等并不愿意擴產。
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圖:AI公司布局核電事件匯總 來源:國盛證券
在我們看來,馬斯克喊話中國AI要反超美國,主要是為了倒逼美國進行電力改革,類似于當時在SpaceX時怒噴奇葩的環保規則一樣。
但至于如何改,根據以上分析判斷,我們覺得系統性解決方案基本沒有,可能他們唯一的辦法,唯是依靠科技企業自身“各顯神通”來應對困局。
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