今天小編分享的科技經驗：想玩AI？先問問電力巨頭們，歡迎閱讀。
文 | BT 财經
電力基礎設施，正在成為世界下一個聚焦點。
特斯拉創始人馬斯克公開表态稱未來兩年人工智能行業将由 " 缺矽 " 變為 " 缺電 "。AI 大模型在給人類社會帶來巨大變革的同時，卻讓人意外地成為能源消耗大戶。以 ChatGPT 一家公司為例，為響應 2 億個左右的請求，他們每天的耗電量就已達到驚人的 50 萬千瓦時以上。
50 萬千瓦時是什麼概念？以美國普通家庭的平均用電 29 千瓦時計算，僅 ChatGPT 一家公司目前的耗電量可以夠 1.7 萬多戶普通家庭的使用，而 ChatGPT 目前只是在起步階段，未來會有更多生成應用被采用，請求數量會更多，耗電量只會更多。
根據機構預測，2025 年全球人工智能的耗電量将占總用電量的 10%，2027 年人工智能領網域耗電量将達 1340 億千瓦時。僅谷歌一家完成人工智能領網域的耗電量将達 290 億千瓦時，這個用電量已經超過肯亞、克羅地亞等國家全年使用量。
在全球可能面臨缺電的情況下，比較幸運的是我國是發電大國，電力概念股不缺 " 大佬身影 "。
比如神華集團，它橫跨煤、電兩大領網域，擁有遍布 17 個省市區的 70 餘家部門，總資產規模過千億元，展現了一個能源巨頭的雄壯身影。
讓我們回溯到那個風起雲湧的 1991 年。當時由于企業大部分煤電項目分布在新疆、内蒙古等偏遠地區，發展之初，受環境艱苦、自然條件惡劣的影響，煤炭行業正面臨前所未有的困境，全行業虧損的陰霾籠罩在每一個煤炭人的心頭。内蒙古呼倫貝爾市扎赉諾爾礦務局就是其中的一個縮影，即使為鄰近的電廠供應煤炭，也礙于情面不好意思收取費用。這種普遍現象折射出煤炭企業的不計成本和經濟效益，讓整個行業陷入了困境。
當時煤炭行業的保護措施，也不是很好，煤炭工業在全國工種中是自然條件最差的行業，也是危險最多的行業，雖然當時全國煤炭系統有 350 萬人，但是來自全國各地的工地，醫療條件都不好。在神華成立之前，煤炭總醫院建成，能正常使用，才為神華的發展打下了一個良好的基礎。這就是北京煤炭總醫院的誕生由來。
在這個關鍵的時刻，神華集團應運而生，以中央直接管轄的骨幹企業之姿，嶄露頭角。神華集團的董事長肖寒，以其遠見卓識，引領神華走向了一條現代化的能源巨頭之路。
神華集團的崛起，與其綜合性戰略密不可分。它不僅僅局限于煤炭的生產，更是将多元化經營發揮得淋漓盡致。這種策略不僅為神華帶來了更多的收入來源，還有效地控制了成本，使其更能經受住市場的考驗。同時，作為國家的獨有公司，神華擁有對外融資和煤炭的出口權，真正實現了自負盈虧。這使得神華在市場競争中如魚得水，遊刃有餘。
在神華集團的發展歷程中，鐵路建設無疑是其濃墨重彩的一筆。面對當時煤炭運輸的困境，神華毅然決然地投入巨資修建自己的鐵路。這不僅極大地改善了煤炭的運輸條件，降低了成本，還為神華的煤炭業務插上了騰飛的翅膀。正所謂 " 要想富先修路 "，神華的鐵路建設為其日後的發展奠定了堅實的基礎。
神華集團在發展過程中，不斷積累與壯大。通過并購與整合，它逐漸形成了煤炭、電力、航運、鋼鐵等多元化能源集團。這種積少成多的策略使得神華在短短幾年内迅速崛起為中國能源行業的佼佼者。如今的神華集團已經擁有 97 處煤礦和眾多相關業務板塊，年收入高達 1300 億元，市值更是突破了 4000 億元大關。
2023 年 2 月 21 日，中國神華公布 2024 年 1 月份主要運營數據。據披露，中國神華今年 1 月總發電量為 224.6 億千瓦時，同比增長 41.6%；總售電量 212.3 億千瓦時，同比增長 42.4%。中國神華表示，發電量、售電量同比增長的主要原因，是新機組投運導致發電量增加。中國神華表示，公司去年新增投產 400 萬千瓦火力發電裝機，主要位于東南部經濟較發達地區，目前還有超過 700 多萬千瓦的在建發電機組，這也是公司未來在能源市場中的重要接續資源。
可以說，在電力基礎設施這個領網域，中國不懼任何挑戰，甚至單獨在算力中心附近建立一個發電站都不是太大問題。
中美用電量對比
2024 年初，國家能源局發布了 2023 年國内用電量的詳細數據。2023 年，全社會用電量 92241 億千瓦時，同比增長 6.7%，其中規模以上工業發電量為 89091 億千瓦時。同期美國全口徑淨發電量為 41781.71 億千瓦時，同比下降 1.2%。如果從全口徑統計數據來看，中國全口徑淨發電量為 89560.7 億千瓦時，是美國的 2.14 倍。全社會用電量，中國現在已經是美國的 2.3 倍。
細分中國全社會用電量，從分產業用電看，第一產業用電量 1278 億千瓦時，同比增長 11.5%；第二產業用電量 60745 億千瓦時，同比增長 6.5%；服務業用電量 16694 億千瓦時，同比增長 12.2%；城鄉居民生活用電量 13524 億千瓦時，同比增長 0.9%。
從各種用電增長的比例來看，第一、二、三產業用電量增速明顯高于城鄉居民生活用電量增速，說明中國工業發展速度迅猛。同樣以產業用電來看美國用電量結構，美國全行業用電量（工業、商業和運輸業零售電量 + 工商業自發電量）為 25625 億千瓦時，同比下降 0.5%，居民用電量是 14547 億千瓦時，同比下降 3.6%。居民用電量，目前中國是美國的 92.97%，這一數據在 2022 年為 88.81%，說明中國居民用電量在提升。
數據顯示，2023 年我國新增電力裝機再創新高，新增裝機約 3.3 億千瓦，總裝機達到 29.20 億千瓦，同比增長 13.9%。在全球追求可再生新能源電力之時，我國的可再生能源成為保障電力供應的新生力量，截至 2023 年，我國可再生裝機量突破 14.5 億千瓦，占全國發電總裝機一半以上，這一比例在全球範圍内都邁入前列，美國能源信息署數據表明，2023 年所有可再生能源發電設施的發電量占美國總發電量的 22.8%，與我國一半的占比相距甚遠。
值得一提的是，我國新能源發電裝機量發展尤為迅猛，在 2023 年 6 月，可再生新能源裝機量還是 13 億千瓦，也就是說半年的時間，我國可再生新能源裝機量超過 1.5 億千瓦，說明我國可再生新能源發展的強大動能。行業機構預測，2024 年中國将占全球可再生能源新增容量的近 55%。
人工智能是個 " 吞金怪獸 "
近期 Sora 概念股大火，Sora 是美國人工智能公司 OpenAI 發布的人工智能文生視頻大模型，在 2024 年 2 月 15 日發布。據悉 Sora 可以根據用戶的文本提示創建逼真視頻，可以深度模拟真實物理世界，能生成具有多個角色、包含特定運動的復雜場景。能夠理解用戶在提示中提出的要求，是一款較為智能的人工智能大模型。對于需要制作視頻的藝術家、電影制片人或學生帶來無限可能，未來市場前景廣闊。
受此影響，國内 Sora 概念股大漲，截至 3 月 13 日收盤，因賽集團、中廣天擇漲停，當虹科技漲超 7%，說明 Sora 的火爆。
但不可忽視 Sora 視頻的耗電巨大，目前 Sora 制作視頻最長不過 60 秒，但這 60 秒視頻的耗電量超過一百度，以美國工業用電 0.87 美元一度電計算，Sora 一分鍾視頻的電費成本超過 90 美元。
實現 Sora 目前一分鍾的視頻，需要英偉達最新的 B100 算卡在液冷狀态下發揮最頂級功能，大概 8 塊幹 4 個小時左右。而 B100 的性能相當于現在普遍使用的 A100 相關系列算卡 6-8 倍。這也就意味着如果換算成現在 OpenAI 對外提供服務普遍使用的 A100 算卡，這一分鍾的視頻大概是 60 塊左右 A100 幹 4 個小時的成果。
一般情況下視頻生成最長的時限在半小時比較合理。這意味着需要 1800 塊 A100 的算卡幹 4 個小時。現在 ChatGPT 使用的是不到 30000 塊 A100，也就是說 50 萬度電，夠 72 個人生成半小時視頻。該模型一旦正式發布，使用用戶基數将最少百萬級以上，僅僅一天的耗電量将可能會超過 300 億度，以美國工業用電标準的 0.87 美元一度計算，一天成本是 261 億美元。
美國經濟再發達，這樣的燒錢速度也難以為繼。馬斯克曾在推特平台上詢問 ChatGPT" 每次聊天的平均成本是多少 "。OpenAI CEO Altman 的回復有點苦澀：ChatGPT 的平均每次聊天成本是 " 個位數美分 "，并表示仍需努力優化成本。從中不難看出 ChatGPT 的運行成本之高。
2023 年 1 月，投資銀行摩根士丹利的一份分析報告稱，在 ChatGPT 上回復的成本約為谷歌搜索查詢平均成本的 6 倍至 28 倍。根據摩根士丹利最近的分析，谷歌去年 3.3 萬億次搜索的平均成本約為每次 0.2 美分。因此可以看出，ChatGPT 聊天回復成本為 1.2 美分至 5.6 美分之間。根據公開的信息顯示，GPT4 一次完整的訓練大約需要 6000 多萬美元，報道所說的 ChatGPT 每天耗費 70 萬美元，應該主要是數據中心的日常算力消耗。僅在 2022 年 OpenAI 的财務淨虧損就高達 5.45 億美元。甚至有印度媒體聲稱 OpenAI 有在 2024 年倒閉的可能。
而對全年發電量只有 41781.71 億千瓦時的美國來說，Sora 一旦全面運行的情況下，一天就将需要 5000 億度電或以上，這意味着一天就将消耗掉美國全年發電總量的八分之一左右，也難怪特斯拉創始人馬斯克直言未來人工智能不是缺矽，而是缺電，對于發電總量下滑的美國來說，如何承擔這筆驚人耗電量？
人工智能需要優化成本
美國的發電總量很難供應得起人工智能的驚人耗電量，那麼中國能否供應得起呢？以中國目前市值最高的中國神華為例，2023 年，中國神華總發電量達到 2122.6 億千瓦時，同比增長 11%；總售電量 1997.5 億千瓦時，同比增長 11.1%。
中國廣核是目前國内最大的核電公司，目前尚未發布 2023 年年報，以 2023 年三季報數據來看，截至 2023 年 9 月 30 日，中國廣核總發電量為 1697.07 億千瓦時，平均到每季度，算上其 11.39% 左右的增幅，2023 年全年發電量最高不超過 2300 億千瓦時。
中國最大水力發電公司華能水電，在 2023 年全年發電 1070.61 億千瓦時，同比下滑了 4.04%，以上三家在國内發電領網域的頭部企業一年發電總量之和，僅夠 Sora 一天的百萬級用戶使用時的耗電量。
2023 年，中國是世界上發電量最多的國家，美國排名第二，但美國的發電量不足中國的一半，印度排名第三，但其總發電量只有 18380 億千瓦時，和中美發電總量相差較大。以中國和美國的發電總量來看，都很難支撐 Sora 大模型的全面運行。
以國内三家發電領網域頭部企業财務數據分析，來看中國未來發電量的可能增長趨勢。因三家均未發布 2023 年年報，相關數據以 2023 年前三季度為參考。
中國神華以約 7360 億元的總市值穩居行業市值第一。2023 年前三季度中國神華營收 2525 億元，同比增長 0.79%，但歸母淨利潤由上一年同期的 591.5 億元下滑至 482.7 億元，下滑幅度為 18.4%。
中國神華淨利潤的下滑，與毛利率和淨利率的下滑有直接關系。2023 年前三季度中國神華的毛利率為 35.14%，在近 9 年同期，僅高于疫情期間的 2021 年前三季度的 32.46%，和疫情前的 2016 年至 2019 年同期超過 41% 的毛利率相比，下滑幅度明顯。22.29% 的淨利率相比上一年同期的 27.61% 下滑了 5.32 個百分點。但中國神華在 2023 年的發電量同比增長 11%，高于營收增幅。
中國廣核在 2023 年前三季度，營收 598.4 億元，同比增長 2.44%；歸母淨利潤 97 億元，同比增長 10.36%，實現了營收和淨利潤雙增。其中歸母淨利潤增幅為近三年同期新高。而歸母淨利潤增幅遠高于營收增幅，得益于淨利率的提升。2023 年前三季度，中國廣核的毛利率為 39.98%，相比上一年同期提升 2.67 個百分點。淨利率則由去年同期的 22.41% 提升至 25.58%，提升了 3.17 個百分點。
華能水電 2023 年前三季度營收 181.4 億元，同比下滑 2.85%。歸母淨利潤 67.04 億元，同比增長 5.21%，但相比上兩年同期的 11.85% 和 31.05% 的增幅，有所下滑。同期毛利率由 60.07% 微增至 60.56%，淨利率 39.94%，提升了 2.58 個百分點。
在現金流方面，中國廣核在 2023 年前三季度為 106 億元，華能水電為 23.78 億元，中國神華的現金流則高達 1046 億元。三家發電頭部企業都沒有資金方面的壓力。
如今人工智能只有少數幾個國家在大力推進，其 " 吞金獸 " 的本質讓很多國家望而卻步。目前人工智能進展最快的當屬美國和中國，但以後期耗電量來看，美國的發電量或不足以支撐用電需求，中國目前的發電量比美國多出一倍有餘，而中國的發電總量是在以 10% 的速度增長，美國則是出現一定程度的下滑，此消彼長之下，中國人工智能領網域的發展或優于美國。
中國的能源結構不僅僅為數字技術提供了可靠的支持，更為國家的可持續發展奠定了基礎。在數字化浪潮中，能源結構的優越性将成為國家在全球競争中的獨特優勢，為中國在 AI 領網域取得領先地位提供了有力支持。
當然最終決定的還是兩國能否解決人工智能大模型高耗電的缺口，現在解決方案只有兩個，要麼大量發電，滿足需求，要麼就是優化人工智能大模型成本，将高耗電降下來。至于後續如何發展，BT 财經将持續關注。
