从人工智能到机器人、无人机,科技正在重塑一切。
但在迈向未来的同时,一个关键因素容易被忽略:电力。
以ChatGPT为例,每一次搜索大约消耗0.3瓦时,相当于点亮一个LED灯泡几分钟,或运行电脑几分钟。看似微小,但乘以全球数十亿次使用,能源需求便急剧攀升。仅数据中心一项,其用电量预计到2030年将翻一番。
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电力传统上由发电站产生,燃料燃烧产生热量,将水加热为蒸汽,蒸汽推动涡轮机旋转,带动线圈内的磁铁转动,通过电磁感应产生电能。而所有推动人工智能革命的数据中心与算力,都需要巨大的电力与能源支撑。
这场竞赛的意义在于:谁能在定义未来百年的科技领域中占据领导地位,稳定而充沛的电力就是这场竞赛的地基。各国都在寻找能够推动经济、提升生产力、应对劳动力成本上升的下一波创新浪潮,而机器人与人工智能有助于维持成本竞争力。
在电力发展的路径上,中国走出了一条与欧美截然不同的曲线。
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以前中国的科技底子,主要是承接日韩和欧美退下来的中低端环节,但随着自主研发被摆上关键位置,许多领域已经追到甚至站到了世界前列,而其中最具标志性的成就,就是发电量的持续跃升——多年不断投入之后,中国已经建成了目前全球规模最大的电力系统。
美国目前在云计算和人工智能芯片领域占据领先,中国则在电动汽车市场占据主导,并在工厂自动化领域遥遥领先。但在电气化方面,中国的领先优势最为明显。
2000年,中国的发电量仅为美国的三分之一;到2024年,中国的发电量已经是美国的两倍。
放到全球对照来看,中国相比印度、美国等主要经济体,发电量差距甚至能达到三倍到五倍的量级,这样的落差已经不是简单的规模差异,而是发展代际的差异。
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更值得关注的是发电结构的变化。虽然增长最初由化石燃料推动,但格局正在改变。
上一年度,煤电仍约占发电结构的55%,到2025年可能会略降至约53%,依旧偏高。风能、太阳能、水力发电等清洁能源去年合计已经占到32%到33%,今年这个比例还会继续爬升。
中国清洁能源份额的增长速度,超过了其他任何一个主要经济体。推动这轮清洁能源热潮的代表企业之一,是全球最大的风力涡轮机生产商远景能源。
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这家公司在智能风电领域处于领先位置,去年向市场交付了约14吉瓦的风力涡轮机,排名全球第二,还拿到了来自全球第一大客户的订单。
过去三年到2024年,风力发电占中国总发电量的比例达到10%,太阳能发电占9%。
中国生产了全球大部分太阳能面板和风力发电设备,这条产业链几乎被完整地掌握在自己手里。企业还把人工智能与风力涡轮机结合,一边做智能天气预报模型,一边做能源模型,用来预测电力何时到来、如何调度。
支撑起这样庞大发电体量的另一个关键,是特高压技术的落地。所谓特高压,简单说就是超高电压输电,当电压超过1000千伏,就能把电力从几千公里以外送到需要它的地方,而这项技术的难度极高,美国、日本等国家都很难真正把它做成规模化工程。
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中国对特高压的研究可以追溯到2003年前后的严重电荒时期,一路推进到2010年前后,多位专家曾对其可行性提出担忧,但工程仍然稳步推进,等到特高压真正建成,中国第一次在电力这件事上拿到了国际话语权。
在核能这条路上,中国也几乎实现了自给自足,整个行业推动主要企业与整条供应链配合,将核电站各项设备与技术实现本土化;若国内暂时无法制造,就设立专门研究项目学习开发,以推动其在国内落地。
核能在可再生能源产业链中的角色不可替代:核反应堆不排碳,且发电量可按需增减。
在没有阳光或没有风的时段,它可以作为可靠补充稳定电网。即使核电只占发电量的15%,也能让电网整体更加稳定,同时帮助实现零碳或低碳的能源结构目标。
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今年1月至10月,中国申请了670多项与核能相关的专利,美国约为320项,这再一次显示中国在电气化竞赛中占据的优势。
与此同时,特朗普政府正在削减研发经费,例如提议将美国国家科学基金会预算削减57%,清洁能源与气候变化研究首当其冲。
反观中国,所有顶尖科学、技术、工程院校都开设了大量聚焦能源转型所需工程技术的项目,国内研发由高校和资金雄厚的国有大企业研究机构共同推动。
这种从发电、输电到核能、清洁能源的全链条能力,最终会转化成一种更底层的东西——能源成本优势。
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当电力供应稳定、成本低廉,工业电价可预期,人工智能的算力扩张、机器人产线的铺开、电动汽车的普及就都有了一块可以踩稳的地板,能源成本的优势因此逐步转化为科技竞争力。
而在这一点上,许多欧美国家在电力供应和电价上的问题已经越来越明显,这正是它们始终看不明白中国科技大爆发根源的地方。
不过,即便大力发展核能与可再生能源,中国依然是能源净进口国,这是它的软肋。
从能源安全角度看,中国仍需大量进口石油,也在尝试进口天然气;核能虽在快速发展,但相对煤电装机而言体量仍很小,可再生能源同样如此,中国依然面临需要解决的能源安全议题。
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当然,决定科技竞赛走向的因素远不止能源——人力资本、资金投入,就人工智能而言还有芯片供应。
但若仅以能源的可获得性与成本作为衡量标准,中国将在这场竞赛中胜出。
人们经常谈论美国可能无法产生足够的电力以维持其在人工智能领域的经济竞争力。这种风险在短期内确实存在,但从长期看,美国依然拥有足够的创新能力、技术人才和充满活力的私营部门来解决这些问题,满足未来的需求。
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欧美之所以始终难以理解中国科技为何能在这么多领域同时爆发,问题并不出在算法、芯片或某一款产品上,而是忽略了托底的那张电网。
中国从2003年电荒时期起步,用二十多年时间把发电总量抬到美国两倍,把特高压这种被公认极难的技术真正建成规模,把风电、光伏、核能拧成一条自主可控的产业链,才让人工智能、机器人和电动汽车这些高耗能的新产业能踩着一块稳固的地板往上生长。
谁真正掌握了廉价、稳定、清洁的电力,谁就掌握了下一轮科技竞争的入场券,这才是这场大爆发背后最朴素、也最容易被外部世界看漏的那条主线。
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