全球电力,进入史诗级大周期 科技巨头押注核电

全球电力,进入史诗级大周期 科技巨头押注核电。在电力大赛道上,硅谷科技大佬们纷纷加入竞争。山姆·奥特曼是其中的典型代表,他是OpenAI联合创始人,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,近五个月涨幅接近900%,成为美股市场涨幅最大的上市公司之一。押注核能的还包括比尔·盖茨、杰夫·贝索斯、彼得·蒂尔、拉里·埃里森以及凯瑟琳·伍德等美国科技和投资界的知名人物。

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,让科技巨头们加大了电力投资。黄仁勋指出,如果计算速度没有加快,可能需要14个行星、3个星系、4个太阳为这一切提供燃料。而这些讨论主要集中在电源层面,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一系列配套设施。

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,美国本土的变压器基本依赖进口。可以说,中国之外的全球所有国家,在电力投资上欠账颇多,未来需要的投资量巨大。人工智能建设促动下,一个历史级别的电力大周期已经开启。钳制AGI发展的可能是能源而非技术。山姆·奥特曼认为,未来人工智能需要能源突破,因为其消耗的电力将超出预期。马斯克也明确表示,缺芯之后是缺电,预计2025年电力将无法满足所有芯片需求。

生成式人工智能每次问答背后的数据中心、算力支持以及芯片产业所需电力庞大。目前ChatGPT每天响应约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。训练环节中,GPT-3单次训练成本高达140万美元,一些更大的语言模型训练成本在200万至1200万美元之间,其中60%是电费。数据中心也是一个巨大的“吞电巨兽”,如亚马逊大型数据中心每年用电量相当于一个中型城市。美国能源部报告显示,该国数据中心用电量从2014年的58 TWh上升至2023年的176 TWh,占总电力消耗的4.4%,预计到2028年将激增至325-580 TWh,占总用电量的6.7%-12%。

身处AI行业的核心供应链,芯片制造同样是耗电大户。通用AI仅处于行业初期阶段,未来全球还将涌现更多类似DeepSeek和ChatGPT的超级大模型。中美两国的算力中心建设仍在快速增长,随着AI产品普及,远期电力需求难以估量。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需求。因此,性价比高的核电成为科技巨头们的押注目标,尤其是建设周期短、成本低、安全系数高且地址适应性强的小型模块化核反应堆(SMR)。

在美国,投资SMR能拿到政府补贴,比投资大型核电站更划算。从去年10月开始,硅谷巨头们疯狂囤积核电。微软联合星座能源计划重启三里岛核电站1号反应堆,目标2028年开始为微软数据中心供电;谷歌向Kairos Power购买7个反应堆的电力,总计500WMh;亚马逊签署三项协议,投资5亿美元开发SMR项目,并在宾夕法尼亚州Talen Energy的核设施旁建设数据中心;甲骨文掌门人拉里·埃里森计划设计一个由三个小型核反应堆供电的数据中心,产生超过1000兆瓦电力。然而,这些规划中的小型核电产出与总耗电量相比仍是九牛一毛,解除全球电力危机仍需大规模投资。

面对能源规模升级的时代浪潮,欧美国家和大型企业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成为巨大掣肘。英国政府承诺2035年实现100%清洁电力,但巨额资金投下去后发现,这些电力无法及时上网。陈旧的电网系统导致新型能源产能闲置,风光电力需等待长达10年至15年才能连接到电网。欧洲高压电网大多建于1950-1980年,部分电网服役超70年;美国电力系统和变压器大多建于上世纪50-70年代,许多设备已到达或临近退休年龄。如果不及时更换和升级,新上马的风光核电将陷入无用武之地的窘境。

为此,美国能源部启动GRIP计划,预计五年内投资105亿美元推动电网转型;欧盟计划在2030年前新增5840亿欧元投资;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改造。这些巨额投资反映在电气公司业绩和股价上,曾经表现平庸的电气巨头们涨势不亚于AI明星股。通用电气拆分出来的GE Vernova自去年4月独立上市后,股价一路上扬,至今涨幅超165%。西门子能源过去一年股价暴涨331%,订单达到创纪录的1230亿欧元,未来两年产能已被抢购一空。老牌电气厂商如日立、施耐德电气和ABB也表现出色。

AI让电力投资进入新纪元。GE Vernova CEO斯科特表示,现在正处于电力投资超级周期的起步阶段。埃隆·马斯克断言,电动汽车和AI并行发展,两者都需要电力和变压器,这正在创造对电力设备和发电的巨大需求。变压器已成为美国电力升级的核心部件,由于缺乏关键材料取向硅钢,美国80%电力变压器依赖进口。取向硅钢主要集中在中日韩三国,美国本土生产能力有限。近年来,美国变压器进口金额持续增长,价格快速上涨,交货周期延长。

电网设备江湖基本遵循市场竞争,贸易壁垒抬头使得美国主要从墨西哥、韩国、巴西和加拿大等国进口变压器。中国出口至美国的变压器仅占8%,因此所谓“中国卡住美国电力设备”的言论并不成立。电网智能化和数字化升级方面,欧美国家还有许多工作要做,这些都是过去几十年去工业化决策带来的后果。社会学家凯特·克劳福德认为,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。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。相比之下,中国在特高压、数字电网、柔直工程等领域已经走在市场需求前面。随着生活用电、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实际需求的增长。AI大爆发对全球能源体系的重塑可能只是一个开始。