1660亿度电,是什么概念?
这相当于2024年北京全市用电量的1.2倍,足够让383万个5G基站满负荷运转一整年,更能支撑起全球近30%的算力需求。
而2024年的第一季度,5971万千瓦光伏装机并网,相当于三个月建起200多座百万千瓦级电站。
一边是与日俱增的电力消耗,一边是紧锣密鼓的电站建设,中国为何在能源领域投入如此巨力?
截至2024年5月底,中国累计建成的5G基站已经达到383.7万个,这个数字占到了全球总量的60%。
从城市写字楼的屋顶到偏远山区的信号塔,这些基站正以“县县通5G”的覆盖密度支撑着数字生活的运转。
5G基站的能耗比4G基站高出3至4倍,单是这三百多万个基站每年的耗电量就占到了全社会用电量的1%左右,大约是1000亿千瓦时。
基站的核心功能是接收和传递数据,每一次视频通话、每一次线上购物、每一次智能设备连接,都会产生海量数据。
而这些数据必须实时传输到数据中心进行存储和处理。
数据中心是基站的“后方仓库”和“计算大脑”,基站建得越多、覆盖越广,数据流量就越大,数据中心的算力需求和能耗就越高。
2024年,国内大数据、云计算等互联网数据服务的用电量增长了30.9%,这种增长曲线与5G基站的建设速度高度重合。
中电联的预测显示,2025年中国数据中心的用电量将达到3600亿千瓦时,而5G基站的耗电量也将增至1400亿千瓦时左右。
两者相加接近5000亿千瓦时,这个数字相当于2024年山西省全年用电量的一半。
数据中心的耗电结构里,除了服务器运行本身,cooling设备和配套设施的能耗也占了不小比例。
2023年,中国数据中心的平均电能利用效率(PUE)为1.48。
这意味着每产生1千瓦时的算力输出,就要消耗1.48千瓦时的电力,其中多出的0.48千瓦时大多用在了散热和供电保障上。
而南方地区因为气候炎热,数据中心的PUE值更高,华南、华中等地达到1.53至1.54。
数据中心和基站的耗电数字背后,是电力对数字经济的刚性支撑。
而这种支撑有多关键,从芯片生产的细微环节就能看得一清二楚。
芯片制造是出了名的“电力敏感型”行业,哪怕只是0.02秒的停电或电压波动,都可能导致正在生产的晶圆报废,造成数百万甚至数千万元的损失。
2025年初,台积电南科厂区就因为电缆异常发生停电,业界预估有3万片晶圆受影响,损失金额接近2.3亿元人民币。
这种损失并非个例,长江存储、青岛芯恩等国内芯片企业,都曾为了避免电力问题影响生产,专门配备了能捕捉毫秒级电压波动的监测设备。
芯片本身又是数据中心和基站的核心部件。
数据中心的服务器需要大量芯片支撑算力,5G基站的信号处理单元更是离不开高端芯片。
一台数据中心服务器通常要搭载4至8颗处理器芯片,再加上存储芯片、网络芯片等。
而每个5G基站仅核心网部分就需要十余颗专用芯片。
这就形成了一个紧密的循环,电力支撑芯片生产,芯片支撑数据中心和基站运行,数据中心和基站又反过来拉动电力需求。
台积电一家企业的用电量就占到了台湾地区总用电量的近5%,其规划中的3nm芯片厂,单厂年耗电量预计将高达70亿千瓦时。
国内芯片产能扩张同样伴随着电力需求的增长。
长三角某12英寸晶圆厂的负责人曾公开表示,工厂满负荷运转时,每天的耗电量相当于一座10万人口小镇的月用电量。
没有稳定的电力供应,无论是芯片生产还是数据中心运营,都无从谈起。
面对持续增长的用电需求,中国并没有被动应对,而是走出了一条从资源调配到技术革新的破局之路。
“东数西算”工程成为平衡算力需求与电力资源的核心破局路径。
我国东部城市群是算力需求的核心承载区,数据中心、5G基站密集布局,仅长三角、珠三角两地就集中了全国60%以上的算力需求。
但这些区域电力自给率普遍不足40%,部分沿海省份甚至依赖外部输电超过60%,电力供需矛盾突出。
与之形成鲜明对比的是,西部广袤区域坐拥全国超70%的可再生能源装机总量。
内蒙古的风电、青海的光伏、贵州的水电资源富集,却因本地算力需求有限,大量绿色电力难以充分利用。
为打通这一堵点,中国在内蒙古、贵州、宁夏、甘肃等西部省份布局了8个国家算力枢纽节点。
将东部地区的后台数据加工、存储备份、离线计算等非实时算力需求,向西部算力枢纽转移。
这一举措不仅疏解了东部的电力供需压力,更让西部的绿色电力有了稳定的消纳出口。
清洁能源的大规模开发,则为电力供给筑牢了“绿色根基”,让破局之路有了充足底气。
白鹤滩水电站作为全球在建规模最大、技术难度最高的巨型水电工程,单座电站年均发电量可达624亿千瓦时,相当于满足约3000万人口城市的全年用电需求。
截至2024年9月底,该电站已累计向华东、华南等用电负荷区输送电能超1500亿千瓦时。
这相当于减少燃烧近5000万吨标准煤,减排二氧化碳超1.2亿吨,既补充了东部电力缺口,也助力了低碳目标。
技术创新则进一步激活了电力利用的最大效能,让每一度电都能发挥更大价值。
在青海,当地电力部门将数据中心的实时用电数据接入基于AI算法的智能电力调度模型。
模型会实时分析风电、光伏的出力变化,生成动态负荷调节曲线,引导数据中心将后台存储、离线计算等非实时算力,在新能源发电高峰、电价低谷时段集中运行。
南方电网在贵安新区搭建的区域性绿电交易平台,也为电力高效利用提供了新思路。
该平台打破了传统电力交易的地域限制,允许数据中心、基站运营企业直接与云南、贵州的风电项目签订长期购电协议。
企业能以相对稳定的价格获取绿色电力,而绿电交易中产生的合理溢价收益,会定向反哺新能源项目的建设与运维。
从“东数西算”的空间调配,到清洁能源的规模开发,再到技术创新的效能提升。
可以看出中国的电力破局之路并非单一举措,而是一套多维度、系统性的解决方案。
这套方案既解决了当下数字产业发展的电力痛点,更构建起了绿色、稳定、高效的电力支撑体系,为后续数字经济升级打下了坚实基础。
事实上383万个5G基站与数据中心的耗电之间,藏着的是数字经济发展的必然逻辑。
基站是数据的“入口”,数据中心是数据的“中枢”,而电力则是连接两者并驱动其运转的核心动力。
中国的电力布局始终围绕着一个核心,那就是让数字产业不再受电力制约。
更新时间:2025-10-14
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