AI越聪明，电越不够：AI的“电费账单”谁能来买单？

时代的发展就是这样有趣，有时候越是往前走，越不得不往回看。

近几年，随着AI突飞猛进，内存条的短缺已经让很多人啧啧称奇：这东西难道不是应该伴随摩尔定律的发光发热，成本逐渐趋近于零吗？明明十几年前就已经不是稀罕物了，现在居然又变得抢手了？

然而，这个世界上不仅有人缺内存条，还有人发现电不够用了——在最前沿的AI技术迅猛发展之际，人类遇到了似乎早已经被克服的电力短缺问题。原来，有源源不断的电可用这件事，并不是一种恒定常态。

人们不得不去了解，曾经被视若寻常的电，究竟从何而来。人们不得不让视线顺着电缆一路向上游看去，当眼前终端设备在锻造并使用最高阶AI魔法的同时，线路另一端所连接的，为AI魔法提供能量的，大多还是第二次工业革命时期跻身于世的燃气轮机。

这些粗笨的、毫不酷炫的机器，在过往很长一段时间以来，已经彻底将自己隐藏于幕后。人们不仅看不到它们，甚至逐渐忘记了它们的存在。直到AI吹响了第四次工业革命的号角，这些诞生于古早时期的金属巨兽们竟也随之起舞，再度让这个世界听到了它们深重的喘息。

电力短缺，因何而来？

近两年显现出的电力短缺，并非一只突然起飞的黑天鹅，而是一头肉眼可见远远奔来的灰犀牛。

电力问题在2023-2024年已见端倪，备用电力短缺导致的停电事件在PJM电网覆盖区域时有发生。

以美国为例，2025年，7月7日，美国能源部发布《资源充足性报告》，正式警告电力容量不足将导致停电风险急剧上升。

至2026年初，多地的“AI电荒”已取代局部用电紧张问题，成为以美国为首关注的焦点议题。一场由AI基础设施高速扩张推动的结构性危机摆在了人们眼前。

据相关机构预测，2025年至2030年美国夏季峰值负荷增长将约为170GW，其中159GW与数据中心有关，占比超过90%。传统用电需求虽然仍在增长，但整体保持相对稳定。真正打破用电供需平衡的，是AIDC（AI数据中心）用电需求的爆发式增长。

未来五年，硅谷的大公司们在布局数据中心以及用电增量上，可预计将会呈现出一串引人关注的数字。

需求端在爆发，供应端却无法跟上，甚至在退场。

美国的煤电机组正在迎来一轮退役高峰，燃煤电厂发电容量将从2025年5月的172GW下降至2028年底的145GW。煤电缩减将带来美国2028年底总发电量约2%的下降，进一步加剧电力短缺。

与此同时，新建机组并网流程冗长问题，也大大制约了电力供给侧的补位。美国新建的煤电机组的并网流程需要经历包括集群申请45天、初步对接60天、集群研究250天、设施研究120天、协议执行60天等多个环节，整体流程由FERC制定总体规划，RTO/ISO负责细化操作，并需符合NERC可靠性标准。目前发电机组完成该流程大约需要耗时375至645天。

如此冗长的并网环节，大大限制了新增水火核电等高可靠性机组的潜力，乃至制约了可靠性机组装机规模的扩张。

此外，区域电网互联能力不足也是导致供给侧乏力的一大因素。资料指出，电力输电线路的选址和许可权主要掌握在各州政府手中，一条跨州线路必须获得沿途每个州的批准。电网互联能力是保障电源发挥有效容量的重要前提，也是电力系统可靠性的有力保障。

短期看，因输变电项目选址规划的复杂性，美国暂时无法有效提升电网互联容量，使得当前缺电问题进一步恶化。继而导致不同区域用电量和有效容量差别较大，区域性电力短缺难以有效缓解。

在煤电以外，还要看到新增风光机组的有效容量不足状况。新增发电资源以太阳能和电池储能为主体，但其特性与系统风险时段存在明显错配，难以替代退役机组提供的可靠容量。太阳能白天发电，而数据中心负荷是7×24小时；储能可以削峰填谷，但无法独立供电，必须与负荷曲线匹配。

替代资源的建设还受制于审批和输电瓶颈，进度远不及预期。总体来看，如果持续使用间歇性电源来替代可靠容量，将在电力系统可靠性上形成更加巨大的隐患。

综合电力供需两侧的现状可预测，2026至2028年，全美用电仍有正缺口，但缺口逐年收窄。2029年，供需将接近平衡。到2030年，全美将出现约41GW的明显电力缺口。这相当于25%的规划数据中心容量，也相当于1200万人的用电量，其规模不容小觑。

面对缺口，如何填补？

电力短缺问题已经存在，但并非没有解决之道。全国的电力供需系统依然存在可被调节的空间，关键在于技术路线的选择，供应链能力的激活以及政策的协调。

总体来说，便是开源与节流这两大思路。

在开源方面，燃气轮机、SOFC（固态燃料电池）、储能技术，乃至SMR（小型模块化核反应堆）等自建电力供应设备，都可以在很大程度上缓解数据中心的缺电难题。

以下，我们将逐一简析每一种解决方案的优势及潜在问题。

燃气轮机：成熟主供，但产能被锁死

燃气轮机是当前数据中心现场供电的首选方案，其所具备的连续气流做功发电、连续运行、稳定出力、快速调节等特性，可以适配数据中心作为一次主电源兼电网的调峰动作。

设备采购成本约800至1800美元/千瓦，发电成本约0.06至0.08美元/度，建设周期3至9个月，寿命20年，商业化进程成熟。其市场定位可以被标定为“核心主供”，适用于自备电厂电站、调峰/基础负荷全覆盖，是大型IDC（互联网数据中心）的首选。

但燃气轮机的问题同样突出。全球重型燃气轮机市场主要由GE、西门子、三菱等三大传统公司占据，而三家轮机巨头在接下来3至5年的产能都已被预订。新建数据中心在2030年或2035年前新建时，都有可能拿不到货。这意味着，燃气轮机虽然是技术最成熟、经济性最好的方案，但供给弹性很低，无法单独解决短期缺口。

SOFC：部署快、响应快，成本高、寿命短

SOFC采用固态电解质，可将甲烷等燃料的化学能直接转化为电能。SOFC部署快、响应负载快、经济性较强，可适配数据中心。设备采购成本约2500至4000美元/千瓦，发电成本约0.08至0.10美元/度，建设周期1至3个月，寿命10年。

SOFC的最大优势是速度。数据中心缺电的核心矛盾往往是等不起，而SOFC可以在1至3个月内完成部署，远快于燃气轮机和电网扩容。但SOFC成本较高，寿命较短，且规模化、商业化仍在初期。Blue Energy作为一家做固态燃料电池的公司，目前市值已达约600多亿美元，说明SOFC在商业上是可以走得通的，只是在整体供应链和规模化能力方面，仍需不断进化并被时间验证。

储能：灵活削峰填谷，但无法独立供电

储能采用电化学介质，部署灵活，响应负载快，很适合用于削峰填谷。设备采购成本约1200至1800美元/千瓦，发电成本约0.03至0.05美元/度，建设周期6至12个月，寿命20至30年，商业化进程成熟。但储能需与负荷曲线匹配，无法独立供电。

储能在数据中心供电中的角色正在变化。早前，数据中心会使用UPS（不间断供电系统）作为长时供电单元，主供电断了先接入UPS来维持，UPS的电不够了，再快速启动备电燃气机组。

现在，因为单机柜功率越来越高，储能从大电池变为机架内的小电池，每个机柜一块电池——英伟达最新的LUBIN架构中就有BBU（电池备份单元）设计。这种变化意味着，储能正从集中式备用电源转向分布式、机架级电力响应。但储能本身不发电，只能削峰填谷，无法独立解决电力短缺。

SMR：长期最优解，短期难落地

SMR提供零碳、稳定的基荷电力，土地利用率高，弹性较大。在美国，如三大厂Google、英伟达、AWS，都已经在用小堆核电方式解决问题。但SMR面临监管审批周期长、初始投资大、技术成熟度不足等挑战。美国公司如X Energy、Allied Universal等虽已上市，但很多尚未交付。SMR在2030年前还难以形成实质性供电贡献。

板级电源与节流：从芯片侧提升效率

除了开源，节流同样重要。在电力提效方面，往往可以切三刀：

1、数据中心侧SSD，本质是通过HVDC高压直流减少传递效率，提升电源逻辑，减少能量转换量，提升转换效率，减少能源损耗。

2、服务器侧PSU，强产业链、长链条，毛利不高，拼制造和规模化。

3、板级电源，包括增压模块或多级并联供电模块，跟着芯片设计走，跟国产算力走有较强机会。这项技术，有可能会让国内的技术创新公司与国内AI算力公司联合起来，构建起一个全新的市场逻辑。

涌现的机会：

供需错配窗口与供应链切入

以上所谈及的电力短缺问题对我们而言意味着什么？我们的企业可否在这种系统性供应链错配的局面之中，找到自身发展的切口？

如前文所言，电力短缺，最重要的缺口就在于燃气轮机的超预定——出货已经排到了2030年。于是很显然，在GE、西门子、三菱这三家轮机巨头以外，谁能为市场提供同样质量等级的轮机产品，谁就能切到这块尚无人能吞下的巨大蛋糕。

目前，谁能够具备提供整体燃气轮机机组的能力？我们可以看到，一个燃气轮机机组是由燃气轮机与发电机组成的，乃至还可以继续细分出很多部件，比如涡轮叶片，比如控制机组运行的软件板卡。有许多集成商会在全球集成多条供应链，来聚齐组成一套燃气轮机机组的各个板块。

如果集成商在别的地方拿不到货，集成类似于中国这种地区的供应链，购买叶片、发电机，组成机组，卖到海外，也是一个不错的思路。其实像腔体、叶片这些产品，生产出来并不难，难的是怎么让产品达到目标市场所需的标准。

同时，在燃油机组里，有一项高压共轨油泵喷射技术，可以支撑起一个软硬结合的控制模组。业内认为，谁能在这个领域实现突破，谁就有可能把腔体、叶片以及控制板卡这一整条供应链串在一起，集成一个发电机组，并售往海外。

在SOFC和储能方面，中国企业在SOFC电解质支撑路线，以及在储能电芯和系统集成方面有着重要积累，也有机会切入海外供应链。

SMR方面，类似于玲珑一号这样的技术，已经进入了一带一路国家。天然气发电方案会受制于较大的土地面积需求与较长的建设周期，而核电方案在各方面的弹性都比较大，且在环保层面还属于零排放。但受限于资质和复杂的地缘因素，目前SMR企业进入目标市场不是一件容易的事情。因此，SMR方向的挑战或许大于机会。当然，在中东等海外市场，存在着一级或二级市场实现切入的极大可能。

板级电源方面，随着GPU功耗越来越高，更强的电流与电压对电源部件的散热、封装等技术环节提出了很大挑战。板卡、机柜电源模组方案有了很大变化。全球的算力公司在电源方面都有了更大的需求。国内的板级电源企业如果与国产算力实现有机的绑定，会有比较大的发展机会。

10年前，没有人能想到这个时代最先进技术的发展，竟然会受制于早已被司空见惯的能源：电力。意料之外的需求，也将造就意料之外的机会。机会不一定总是属于那些冲在浪头的人，而更可能属于那些顺应了潮水走向的人。

*头图及封面图来源于ivy

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本文来自微信公众号“纪源资本”，作者：纪源资本，36氪经授权发布。