欧美始终想不通,中国科技大爆发为什么这么多?原因就在电力上

北京有位动画导演,这两年在自己的头衔前面加上了"AI"两个字母。他这么做不是赶时髦,是手里的工具真的改写了这一行的规矩。以前要一帧一帧熬出来的画面,现在用生成式AI能省下大量时间。在中国,像他这样经常用生成式AI的人大约占总人口的三成,算下来超过5亿。

这类变化在中国已经很常见了。人工智能、机器人、无人机、新能源汽车,隔一阵子就有新东西出来。西方的研究机构一直在跟踪。

澳大利亚战略政策研究所曾有一份关键技术追踪报告,按高影响力科研成果来衡量,2023年该机构称中国在44项关键技术中领先37项;2025年12月1日发布的评估显示,中国在74项关键技术中领先66项;最近一次更新又显示中国在74项中领先69项。

外界一直在问,怎么一下子冒出来这么多?人才、资金、市场、产业链,答案很多。但有一个最基础的条件常被忽略,那就是电。

AI看起来很轻巧,实际上非常耗电。ChatGPT每回答一次问题大约耗电0.3瓦时,相当于点亮一个LED灯泡几分钟。单次看不多,乘以全球每天几十亿次的查询,就是很大的能源需求。

技术越先进,用电量越大。仅数据中心一项,预计到2030年用电量就会翻一番。AI有望把劳动生产率提高13%到40%,可以帮助应对劳动力成本上升的问题。不过有研究者提醒,电力很可能成为产业扩张速度的瓶颈:芯片再好、模型再强,没有稳定充足的电,都转不起来。

把中美放在一起比较,情况比较清楚。美国在云计算和AI芯片上领先,中国主导电动汽车市场,在工厂自动化方面也走在前面。电气化方面,中国明显领跑。2000年,中国发电量只有美国的三分之一,到2024年已经是美国的两倍。

数据更直观:2025年,我国全社会用电量首超10万亿千瓦时,累计103682亿千瓦时,同比增长5.0%,这在全球单一国家中尚属首次,相当于美国全年用电量的两倍多,超过欧盟、俄罗斯、印度、日本四个经济体的年用电量总和。

2025年夏天,7月、8月连续两个月全社会用电量突破万亿千瓦时,创下全球范围内的新纪录。

电量增加的同时,电的来源也在变化。早期的增长主要靠化石能源,现在不一样了。2024年,煤电约占中国发电量的55%,2025年预计降到53%左右;风电、光伏、水电等清洁能源合计约占三分之一。

全球大部分光伏组件和风电设备产自中国。2023年,中国新增光伏装机近220吉瓦,比美国光伏总装机还多。中国还掌握着全球80%以上的光伏制造产能和97%的硅片产量。2024年,中国约85%的新增用电量由低碳能源满足。

发出电只是第一步,还要把电送到用户那里。电要经过高压线路远距离输送,再由变电站降压后进入工厂和家庭。风电、光伏靠天吃饭,出力起伏不定,电网必须有足够的韧性来吸收这些波动,才不会停电。这方面就要说到特高压。

上世纪70年代,苏联、美国、日本、意大利等国都启动过特高压研究,最后都因为技术难度和资金问题没有做下去。控制保护、变压器、绝缘这三个关键环节被称为特高压的"大脑、小脑和皮肤",难住了很多国外专家。

2004年底,国家电网公司提出了发展特高压电网的战略构想。这在当时是一个很大胆的决定。中国第一条特高压交流示范工程从晋东南经南阳到荆门,2006年8月取得核准批复,同年底开工建设,2009年1月6日完成168小时试运行后正式投入商业运行。

此后,特高压线路一条接一条地建起来,把西部的风、光、水电送到几千公里外的东部,西部也因此发展起了风机、光伏、储能等产业。中国的标准也走了出去,我国的特高压标准电压已被推荐为国际标准电压。现在谈特高压的人不多,原因恰恰是中国已经把它建成了。

电网投资上的差距也很明显。2024年全国电网投资达6083亿元,创历史新高,而美国同年的电网投资只有约300亿美元。

今年是"十五五"开局之年,国家电网宣布"十五五"期间固定资产投资总额将达4万亿元,较"十四五"时期增长40%。9月的一个行业论坛上又披露,国家电网预计今年投资突破7000亿元,力争建成投产特高压直流15回以上、累计达35回以上。

电网强了,新产业才有发展空间。中国车企担心的是充电桩够不够多,很少需要考虑电够不够用。2025年充换电服务业用电量增速达到48.8%,这就是电动车普及的直接结果。"东数西算"把算力放到能源丰富的西部,2025年,贵州互联网数据服务用电量同比飙升95.01%。

中国的电力并不是一直这么充足。2011年,煤电占全国电力的80%,工厂满负荷运转推高了煤价,电厂随之减少出力,再加上夏季炎热影响水电,十多个省份出现拉闸限电。很多人还记得那个夏天。这次电荒推动了特高压建设提速。

在此之前,国家能源委员会已于2010年1月成立,负责统筹能源政策。2011年至2015年,国家设定约束性能源目标,统筹大型项目布局。"十四五"规划提出,可再生能源电力消费占比从2020年的约29%提高到2025年的33%,许多地方还要求新建数据中心至少使用80%的可再生电力。

2023年首次提出的"新质生产力",2024年全国两会再次被强调,目标是推动经济从煤炭、钢铁等传统重工业转向高科技驱动。"十五五"规划建议又提出,推动化石能源安全可靠有序替代。从深圳高交会上展出的AI、清洁能源和机器人成果,可以看到这些政策正在落地。

储能是另一块短板,中国也较早布局了。早在本世纪头十年,电池就被列为优先发展的行业,现在中国生产了全球四分之三以上的锂离子电池。2025年,中国清洁能源投资占全球近30%,居世界首位,美国以近20%排第二。

美国的处境就困难得多。AI热潮带来的用电需求让美国很头疼,2025年9月,美国能源部宣布拿出6.25亿美元,用来延长燃煤电厂的运行寿命。

到了今年,矛盾更加突出。7月,美国最大的电网运营商PJM在一次扩充发电容量的拍卖没有达到目标后,表示将在电力短缺时切断数据中心等大用户的供电,从2027年6月开始执行,只针对50兆瓦及以上的数据中心。

美国能源信息署预计2026年全国售电量将创纪录,居民平均电价将从2025年的每千瓦时17.3美分涨到18.2美分。北美电力可靠性公司发现,北美23个评估区域中有13个在五年内面临较高或高度的供电短缺风险。一边要拉闸保电网,一边电价上涨,硅谷再强的AI公司也会受到影响。

中国也有自己的问题。中国仍然大量进口石油和天然气,核电发展很快,但装机规模和煤电相比还很小,可再生能源也有类似情况。能源安全这件事,中国还需要继续推进。

那么,这一切对科技竞争意味着什么?新闻里常讨论谁的芯片最好、谁的AI模型最复杂、谁的机器人最聪明,但前提是要有电来驱动它们。

工业4.0时代,从工厂车间到路上的汽车,所有东西都连在一起。设想一下,一队自动驾驶汽车正在高速公路上行驶,如果监控这些车辆的数据中心突然断电,后果会非常严重。到那时,社会对停电的容忍度几乎会降到零。

当然,科技竞争不只看电,人才、资金、芯片同样重要。但有研究者直言,如果只比较能源的可得性和成本,中国会赢。美国学者则认为,美国电力不足只是短期风险,凭借创造力、技术人才和活跃的私营部门,美国长期内有能力解决这个问题。

两种看法可以都留着,事实摆在那里:中国用二十多年时间,一条线路一个电站地把电网建起来了。外界觉得中国科技是突然冒出来的,其实很多年前就开始打基础了。

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更新时间:2026-11-12

标签:科技   中国   原因   电力   欧美   美国   用电量   电网   数据中心   全球   能源   芯片   工厂

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