今天小编分享的科技经验：全球电力，进入史诗级大周期，欢迎阅读。
中国以外的电力大赛道，挤满了硅谷科技大佬。
山姆 · 奥特曼是其中的一个典型代表。他是 OpenAI 联合创始人，同时也是核裂变初创企业 OKLO 的投资人和董事长。这家公司在去年 5 月 11 日上市，最近 5 个月的涨幅接近 900%，是美股市场涨幅规模最大的上市公司之一。
Oklo 股价表现（自 2024 年 7 月至今）
除了奥特曼，押注核能的还有比尔 · 盖茨、杰夫 · 贝索斯、彼得 · 蒂尔、拉里 · 埃里森以及木头姐凯瑟琳 · 伍德等等美国科技和投资界的顶流人物。
据称，一次 ChatGPT 问答所消耗的电量，几乎是传统谷歌搜索的 10 倍。全球如火如荼的人工智能基础设施建设浪潮，让科技巨头们纷纷加大电力投资。
黄仁勋的发言令外界更为惊诧。他指出，" 英伟达帮助提升计算效能，降低能源消耗，而如果计算速度没有加快，" 我们可能需要 14 个行星、3 个星系、4 个太阳为这一切提供燃料。"
而这一切的讨论也只集中在电源层面，是能源的供给端。后续的电网、输配电，以及发电机、变压器等电力设备加起来，才能构成一套完整的电力系统。核能、风电、光伏等新能源还需要铀燃料、核电设备以及储能等等一系列的配套设施。
眼下欧美国家的电网基础设施陈旧不堪，很多电网线路年久失修，美国本土的变压器使用基本全部依赖进口。可以说，中国之外的全球所有国家，在电力投资上，以前欠下多少账，以后都要超额补上，这需要的投资完全是天量。
在人工智能建设的促动之下，一个历史级别的电力大周期已经开启了。
一、紧箍咒
钳制 AGI 发展的可能不是技术，而是能源。不止一位科技大佬表达过这样的担忧。
山姆 · 奥特曼曾这样判断：未来人工智能需要能源突破，因为人工智能消耗的电力将远远超出人们的预期。马斯克则明确地指出，缺芯之后是缺电，" 明年（2025 年）电力将无法满足所有芯片的需求。"
生成式人工智能每一次问答，乃至背后的数据中心、算力支持以及芯片产业需要的电力都极为庞大。有数据显示，目前 ChatGPT 每天要响应大约 2 亿个请求，消耗超过 50 万度电力，相当于美国家庭用电量的 1.7 万倍。
训练环节，根据国盛证券的测算，GPT-3 的单次训练就要花掉 140 万美元，一些更大的 LLM（大语言模型）的训练成本在 200 万美元至 1200 万美元之间。很多人不知道的是，这其中有 60% 都是电费。
数据中心也是一个庞大的 " 吞电巨兽 "，如亚马逊大型数据中心每年要 " 吃掉 " 一个中型城市的用电量。美国能源部的报告显示，该国数据中心用电量从 2014 年的 58 TWh 上升至 2023 年的 176 TWh，占国家电力消耗的 4.4%。预计到 2028 年，将激增到 325~580 TWh，占美国总用电量的 6.7%~12%。
身处 AI 行业的核心供应链，芯片制造亦是耗电大户。2023 年，芯片代工霸主台积电一家就消耗了中国台湾 9% 的电力，单独占其工业部门需求的 16%。
标普预计，到 2030 年台积电的用电量将占中国台湾地区的 15.6%，乐观情况下，这一家企业就要用掉台湾总用电量的 23.7%。一家企业占据一个地区超过 20% 的电量，放在人类商业历史上都是非常罕见的情况。
当下，通用 AI 仅处于行业发展的初期阶段。可以预见的是，未来全球还将涌现出更多的类似 DeepSeek 和 ChatGPT 的超级大模型。中美两大国的算力中心建设仍在快速增长，随着 AI 产品的大规模普及，远期的电力需求将增长到什么程度，将难以估量。
目前全球电力供应过于依赖传统化石能源，成本较高且不符合低碳化转型的时代诉求。而光伏、风电等可再生能源又不够稳定，因此性价比最高的核电，已成为科技巨头们的押注目标。
尤其是建设周期短、成本低、安全系数更高，且地址适应性更强的 SMR（小型模块化核反应堆），被 AI 企业们视为最理想的发展方向。
在美国，投资 SMR 能拿到政府补贴，比投资大型核电站更加划算。美国能源部的数据显示，SMR 项目电力成本约为 180 美元 /MWh，补贴后能降至 100 美元 /MWh 左右，低于风光发电。
从去年 10 月开始，硅谷巨头们疯狂囤积核电：
先是微软联合星座能源，计划耗资 16 亿美元重启三里岛核电站 1 号反应堆，目标是 2028 年开始为微软数据中心输送电力；
此后谷歌一口气向核能初创公司 Kairos power 购买 7 个反应堆的电力，总计 500WMh（50 万度）；
亚马逊紧跟着签署了三项協定，投资 5 亿美金，牵手 Dominion Energy 开发一个 SMR 项目，为 Energy Northwest 的四座先进 SMR 的提供资金，以及在宾夕法尼亚州 Talen Energy 的核设施旁边建设一座数据中心；
甲骨文掌门人拉里 · 埃里森宣称要设计一个核电数据中心，将由三个小型核反应堆提供动力，产生超过 1000 兆瓦的电力。
然而，科技大厂们虽然动作频频，但这些规划中的小型核电的产出和其总耗电量相比仍是九牛一毛，解除全球电力危机，仍需一场全球范围内的超级电力投资。
二、堰塞湖
面对能源规模更新的时代浪潮，欧美国家、大型企业扽分制定了雄心勃勃的新能源发展计划，但落后的电网和电气设备，正在成为这场变革的巨大掣肘。
2021 年，英国政府承诺将在 2035 年实现 100% 清洁电力，但巨额资金投下去，各类风光储项目大干快上、热火朝天。但英国人最终发现，这些电力根本无法及时上网。
陈旧的电网系统，让这些新型能源产能只能闲置在电厂里，一些风光电力需要等待长达 10 年至 15 年才能连接到电网。英国国家电网估计，到 2030 年，需要安装的高压输电线路将是过去 30 年总和的 5 倍。
英国的遭遇，欧美国家也感同身受。据 BNEF 统计，截至 2022 年底，英法意西等国等待并网的光伏和风电容量高达 596GW，新能源项目从申请到接入电网的平均等待时间长达 3~7 年。
欧洲高压电网大多建设于 1950 年 ~1980 年，部分电网服役期超 70 年；美国电力系统和变压器大多建于上世纪 50~70 年代，70% 运行超过 25 年，60% 的断路器运行超 30 年，而变压器的设计使用期限一般为 35~40 年。
海外各国电网系统中，有不少早已到达或临近退休年龄，已成为客观事实。如果不及时更换和更新，新上马的风光核电落入无用武之地的窘境是较大概率事件。
电网改造刻不容缓，为此，美国能源部（DOE）启动了 GRIP 计划，预计在五年内投资 105 亿美元推动电网转型；欧盟祭出 " 欧洲电网行动 "，计划在 2030 年前新增 5840 亿欧元的投资；英国国家电网宣布在未来五个财年投资 600 亿英镑，进行网络基础设施的改造，这一金额比上一个五年接近翻倍。
如今这些巨额投资已经实打实地反映在电气公司的业绩和股价上，曾经表现略显平庸的电气巨头们涨起来丝毫不亚于 AI 明星股。
通用电气（GE）虽巨人迟暮，商业帝国解体后，拆分出来的 GE Vernova 却表现抢眼。自去年 4 月独立上市后，其股价一路上扬，至今涨幅已超 165%。2024 年，GE Vernova 赚取了 15.52 亿美元的净利润，同比大增 454.34%。
脱胎于西门子的西门子能源过去一年股价暴涨 331%，电网更新让其成为欧洲的 "AI 影子股 "。目前其手中积压的订单达到创纪录的 1230 亿欧元，而且即便在美国的新工厂尚未完工，但未来两年的产能已经被抢购一空。可见下游需求之强劲。
老牌电气厂商也是老树开新花。日立过去一年股价累计涨 67.96%，施耐德电气和 ABB 也上涨了 42.66% 和 40.69%。
而同一时期，AI 芯片之王英伟达的股价表现和利润增幅 " 仅有 "171% 和 190.64%（2024Q3）。
与工业化和城镇化对电网的拉动一样，AI 让电力投资进入了新纪元。GE Vernova 的 CEO 斯科特就明确说道：" 现在正处于（电力）投资超级周期的起步阶段。"
三、离不开
埃隆 · 马斯克曾在一次采访中断言，美国变压器将出现短缺：
" 电动汽车和 AI 并行发展，两者都需要电力和变压器，我认为这正在创造对电力设备和发电的巨大需求。"
一套完整的电力系统，既包含充沛的电力供应，也需要通畅有序的电网以及配套的变压器、电表、储能和智能控制中心等等单元。
事实的情况与马斯克所表述的一致，变压器已成为钳制美国电力更新的核心部件。就像光刻机之于中国芯片产业，由于缺乏关键材料 " 取向硅钢 "，如今美国 80% 电力变压器都依赖进口。
1930 年，美国人戈斯（N.P.Goss）最早在实验室发现了取向硅钢并加以应用。但时至今日，这一材料却严重拖累了美国的电网改造，甚至有可能影响 AI 的历史进程。
取向硅钢也称冷轧变压器钢，是一种应用于变压器（铁芯）不可或缺的硅铁合金，占据了整个变压器成本的四分之一 。取向硅钢主要集中在中日韩三国，美国本土生产能力有限。
近五年来，美国变压器进口总金额一路上扬。2023 年，共从国外购买了约 58 亿美元，同增 48.7%。2024 年前 11 月，变压器进口金额达到 73.2 亿美元，同比增长 41.16%，创历史新高。
基于运输效率高、损耗低的优势，特高压成为全球电网改造的共同趋势。而变压器就像一个自如调节电压的 " 魔术师 "，电力从发电机输出，通过大型变压器 " 升压 " 至极高电压（161kV 至 765kV），以实现长距离高效传输，随后降低到 15~34.5kV，后又通过较小的变压器进一步降压至 240V，以满足企业和住宅用户的使用。
由于取向硅钢和铜价上升，再加上海运受阻，几大厂商扩张不及需求增长，供需平衡急速扭转，变压器价格在 2020~2023 年间快速上涨了 60%~70%，且有继续攀升迹象。目前，美国变压器交货周期拉长到 50 周到 150 周，极端情况下最长高达 5 年时间。
我国虽是变压器主要生产国，但在贸易壁垒抬头的当下，美国主要从墨西哥、韩国、巴西和加拿大等国进口，产品大多来自日立、GEVernova、西门子能源、埃斯杰贝、晓星重工（韩国）及现代电气。
需要注意的是，中国出口至美国的变压器仅占 8% 左右，因此，所谓 " 中国卡住美国电力设备 " 的言论并不成立。电网设备江湖基本遵循市场竞争，和高端芯片受制于技术和贸易垄断的情况并不相同。
当然，变压器仅是欧美电力更新困局中的一个缩影，包括智能电表、继电器、电容器、感应器、逆变器、发电机等等，加上电网智能化和数字化更新，欧美国家要做的还有很多，所有目前面对的压力，都是在为过去几十年去工业化的决策买单。
四、写在最后
" 人工智能既是具身的，也是物质的，由自然资源、燃料、人力、基础设施、物流、历史和分类构成，这些都需要付出代价。"
社会学家凯特 · 克劳福德在《技术之外：社会联结中的人工智能》中如此写道，在理论上将看似虚拟的人工智能与传统的物质世界进行了连接。
克劳福德认为更应该关注背后的权力更替，"AI 是新世纪的石油资源 " 也逐渐被更多人认可。但与此同时，老旧的欧美能源体系，并没有为这样的历史级转变做好准备。在漫长的历史中，这些垄断型企业并没有走在市场需求的前面。
在电力投资大周期中，中、美、欧属于不同的叙事线。
过去很长时间以来，我国在电力领網域的投资额度都在持续增加，甚至到了不被公众所理解的程度。在特高压、数字电网、柔直工程等领網域里，" 中国方案 " 都已经站在了市场需求的前面，也站在世界的前沿。相比之下，欧美国家上演的主要是新旧更换的替代故事，甚至是一种 " 维持故事 "。
随着人们生活用电、生产用电、互联网和人工智能用电不断增加，基础的化石能源电力体系，最终会远远落后于人类社会实际需求的增长。从更加漫长的历史角度来看，如今 AI 大爆发对全球能源体系的重塑，可能也只是个开始而已。
