“目前中国数据中心最大的电力来源是煤炭,占比接近70%,可再生能源占近20%,核能近10%。美国则以天然气为主,占比超过40%,其次是可再生能源,占比24%,核能和煤炭分别占20%和15%。”
文 /巴九灵(微信公众号:吴晓波频道)
在产业节点的标识上,2013年被称作是中国的“大数据之年”。这一年,云计算从概念走向落地,各地争相布局数据中心产业。
乌兰察布与数据中心的故事,也开始于此。
这座距离北京直线距离仅有300多公里的内蒙古小城,平均海拔约1400米,年均气温仅有4.3℃。冷凉的气候让服务器散热成本大幅降低。
而另一个宝藏条件则来自于地下。乌兰察布位于蒙西电网服务范围内,背靠内蒙古丰富的煤炭资源,周围分布着坑口电站,煤炭无需长途运输就能够直接就地发电,度电成本具有明显的优势。
这也使得乌兰察布成为了得天独厚的数据中心选址。
这一年,乌兰察布的市政府领导带队赶到了华为深圳总部,双方签订了《云计算数据中心合作协议》,约定合作建设华为云数据中心,并将其作为华为云企业服务全国重要节点。随后,便是包括华为、阿里巴巴、苹果、快手等多家企业的数据中心在此落地。

内蒙古乌兰察布:华为云数据中心
2022年,东数西算工程全面启动,乌兰察布与京津冀、长三角、粤港澳等8个地区共同跻身全国一体化算力网络枢纽节点。
乌兰察布的故事,揭示了在今天数据中心讨论中一个容易被忽视的底层逻辑:一座数据中心能不能建起来,取决于那个地方有没有稳定、便宜的电。而有没有便宜的电,又取决于那个地方拥有什么样的能源体系。
换而言之,电力之争的尽头,指向了能源之争。而这一博弈,正发生在中美两国之间。
一
中美站在了不同的能源底座上
2026年,全球数据中心的扩张正以前所未有的速度推进。伴随着数据中心扩张的,是全球电力需求的快速增长。
2025年,全球数据中心用电量增长了17%,远远高于全球3%的全球电力需求增幅。国际能源署预测显示,基准情形下,2030年全球数据中心总用电量将达到945太瓦时,接近于当前水平的两倍,新增用量相当于世界上再多一个法国。

图源:网络
但数据中心消耗的不仅仅只是电。因为电力不会凭空产生,它需要由煤炭、天然气、核能、水电以及风光等一次能源转化而来。因此,一个不可忽视的事实是,数据中心竞争表面上争夺的是算力基础设施,是电力,但更底层争夺的其实是一套能源体系。
这也是为什么,数据中心的扩张最终会回到能源问题本身。而一个国家拥有怎样的能源结构,也将直接影响数据中心未来的成本、规模以及安全边界。
在这场数据中心扩张的浪潮中,中美两国无疑站在了最前沿。
2024年,中美两国数据中心用电量合计占全球数据中心总用电量的约68%。到2030年,这一占比预计将上升到约74%。换句话说,全世界每四度数据中心用电,就有将近三度是中美两国消耗的。
但支撑两国数据中心扩张的能源结构,却存在明显差异。
根据世界能源署在2025年发布的一份报告,目前中国数据中心最大的电力来源是煤炭,占比接近70%,可再生能源占近20%,核能近10%。美国则以天然气为主,占比超过40%,其次是可再生能源(主要是风光)占比24%,核能和煤炭分别占20%和15%。
同时,报告还指未来几年,双方都需要依靠传统能源保障数据中心快速增长,同时扩大可再生能源供应,呈现出“化石能源托底、可再生能源赶超”的共同特点。
预测显示,2024年至2030年间,煤电仍然将会是中国数据中心新增用电的最大来源,单年发电量预计增加约90太瓦时;与此同时,可再生能源(主要是太阳能光伏和风电)年增加的供电规模也接近90太瓦时。
美国同期数据中心新增电力需求则将主要由天然气提供,预计到2030年,每年新增的发电量约为130太瓦时,可再生会能源则紧随其后,每年新增约为110太瓦时。
所以短期来看,稳定、廉价的化石能源,仍然是支撑数据中心扩张的重要基础。
在资源储备上,中美两国都各有优势。中国拥有全球最大的煤炭生产体系。自然资源部发布的《中国矿产资源报告2024》显示,截至2023年末,我国煤炭资源储量达到2185亿吨。按照2025年年产量48.5亿吨来计算,其静态保障年限大概约为30余年。
在成本问题上,全国煤电的发电成本在煤电成本会随着煤价等因素动态波动,但市场普遍的价格区间在0.3—0.45元/度之间。
美国则拥有丰富的天然气资源。根据美国能源信息署的数据,截至2021年,美国干天然气的技术可回收资源量约为2973万亿立方英尺。如果当年的干天然气产量计算,美国拥有足够使用约86年的干天然气资源。美国天然气完全发电成本换算成人民币大概在0.35—0.79元/度的区间。
真正的分化,或许将出现在以风光为代表的可再生能源领域。
二
中美,谁能更“风光”
在传统能源领域,中美都具备足以支撑数据中心发展的资源基础。真正决定未来竞争格局的,将是双方如何扩大可再生能源供应,以及如何让这些能源被稳定、高效地利用。
中美在风光资源上的差异,最直接体现在两个层面上:体量和成本。
◎ 在体量上,中国已经形成了全球最大的新能源基础设施。
2025年,中国风光装机总量约1840GW,其中风电640GW、光伏1200GW;2025年美国清洁能源累计装机为363GW。
不仅存量规模存在差距,新增速度也完全不同。2025年,中国新增风光装机超过430GW,其中光伏新增315GW、风电新增119GW;同期美国清洁新增电力装机约为50.3GW。
◎ 规模之外,成本优势也同样十分明显。
中国在光伏制造和储能产业链上的长期积累,正在转化成为可见的成本优势。彭博新能源财经的数据显示,2025年中国光伏的度电成本约为27美元/兆瓦时,是全球最低的成本。而美国,未补贴的公用事业级光伏成本区间为在38—78美元/兆瓦时。
表面的差距,背后反映的是不一样的能源逻辑。
美国通过页岩气革命拥充足并且廉价的天然气,这使得美国的风光发电在经济上并不具备压倒性优势。而从风光发电的产业链来讲,美国也面临着一个绕不开的硬约束:关键矿产资源和制造体系并不掌握在自己手中。
光伏制造、电池储能和风电设备,都高度依赖关键矿产。比如光伏制造需要的硅、银、碲、镓、铟、硒等材料,在这些矿产上,美国存在明显的供给短板。银几乎完全依赖进口;碲的全球产量高度集中于中国,美国本土产量极其有限;镓、锗等材料更是几乎没有本土生产能力。
总体来看,据美国地质调查局2025年数据,美国有16种矿产完全依赖进口,54种矿产进口依赖度超过50%。美国内政部通过USGS发布的关键矿产清单,已从2022年的50种扩大到2025年的60种。

图源:USGS,U.S. Department of the Interior
美国可再生能源的命脉,其实不在本土,而在海外供应链上。锂可能来自澳大利亚或南美,钴大概率来自刚果,稀土加工几乎绕不开中国。
所以美国未来扩大风光的最大制约,其局限性并不完全来自于能源资源本身,而在于新能源产业链的完整性。
三
更重要的是稳定
中国面对的则是另外一种挑战。
风光资源本身并不能直接使用,它必须经过发电、输电、调度等一系列环节,才能变成稳定可靠的电力。
这就导向了更进一层的问题,即一个国家的能源竞争力,还在于是否拥有一套强大、可靠、安全且经济的输电系统,将电力实时输送到不同负荷中心。
解决数据中心的电力增长问题,并非只是增加装机容量那么简单,对中国而言,还在于如何让快速增长的新能源供应,与数据中心等高负荷产业的空间分布和用电需求相匹配。
一个首要且紧要的困境是,过去,中国电网主要围绕火电、水电等稳定电源建设。这类电源可以根据调度指令灵活调整发电,但风电和光伏却不同。如中国电力科学研究院首席专家王伟胜指出的那样,风电和光伏“天生具有可变性和天气依赖性,传统电网管理系统并非为处理这种不确定性而设计”。

江苏连云港,光伏装机规模率先突破1亿千瓦
这种不确定性导致了两个问题。其一是发电量不可按照需求灵活调度。打个比方,一座煤电厂接到一个发电的指令,要求“明天下午两点多发50万度电”,厂里可以提前安排执行。但是风电场却做不到这一点。明天下午两点有没有风、多大风都并非可以人为控制。
第二是发电量与实际用电需求存在着时间错配。居民用电高峰通常集中在傍晚五点到九点,但此时光伏发电却因为太阳落山而快速下降。但在凌晨用电需求最低的时候,风电场却可能进入高峰发电期。
另外在空间上也存在错配。中国的风光资源主要集中在西部地区,但制造业和数据中心等大量的用电需求却集中在东部沿海。这往往容易造成“西部有电送不出、东部有需求接不到”的局面。
2025年我国弃风率5.7%,弃光率5.2%,全年弃风弃光电量达2518亿千瓦时。从区域看,2025年上半年,西藏的弃风率高达30.2%,弃光率达到了33.9%。
这也意味着中国电网需要经历一场系统性的升级和重构。而要让快速增长的新能源,真正成为数据中心可以依赖的稳定电力来源,至少需要在三个方向上使力。
◎ 首先是扩大跨区域输电能力。通过特高压输电,将西部新能源基地的电力送往东部负荷中心。到2025年底,中国已经建成投运“24条直流、21条交流”共45条特高压输电通道,全国“西电东送”输送能力达到3.4亿千瓦。
3.4亿千瓦,相当于15个三峡电站的总装机容量,几乎是把小半个中国的家庭用电从西部搬到东部。
◎ 其次是提升储能和调节能力,即把电存起来。数据中心需要全年稳定运行,而风光发电存在明显波动,因此必须要通过储能和灵活电源来平滑供需变化。
截至2025年底,全国新型储能累计装机达到1.36亿千瓦,对应的能量规模是3.51亿千瓦时,同比增长84.3%,规模位居全球前列。同时,灵活性改造后的煤电、燃气电站,也承担着保障电力稳定供应的作用。
◎ 最后是推动电网智能化升级。面对不断增长的数据中心负荷,电网需要能够实时预测新能源出力、调整供需关系,并且提升能源配置效率,让波动性的新能源能够支撑稳定运行的算力基础设施。
四
轮回:大国竞争又回到了能源时代
回看过去几次重大产业变革,能源始终是决定产业边界的关键因素。
18世纪的工业革命,煤炭改变了制造业的空间分布。蒸汽机让工厂摆脱了对水力资源的依赖,煤炭产地周围也慢慢长出了新的工业城市。到了20世纪,美国则凭借着丰富的石油资源和成熟的电力系统,推动了汽车、化工和电子产业的高速发展。
但进入到互联网时代后,产业竞争的关注点逐渐转向了芯片、软件和数据,能源似乎退到了更靠后的位置。
但数据中心的快速扩张正在把它重新拉回台前。1961年,IBM物理学家罗尔夫·兰道尔提出了一个以他名字命名的原理:信息处理不是免费的。只要你在计算,就不可避免地要消耗能量。这是热力学第二定律写下的硬约束。
就像你不能靠优化烤箱设计来凭空烤出面包一样,你总得往里塞燃料。数字产业并没有摆脱能源约束,随着计算需求不断增加,能源正在重新成为决定产业发展的基础条件。
这一变化已经开始影响企业和国家的战略选择。
美国科技企业过去依靠云计算模式,将计算能力集中到大型的数据中心,再通过互联网向全球提供服务。但随着数据中心规模不断扩大,能源供应逐渐成为企业竞争的一部分。
微软、谷歌、亚马逊等公司早已直接参与能源投资,通过长期购电协议、核电合作以及可再生能源项目,以保障未来计算基础设施的运行。
中国则通过更大范围的基础设施规划,将能源布局和算力布局结合起来。从“西电东送”到“东数西算”,两大国家战略体现了同样一种思路,即通过全国范围内的基础设施建设,将资源优势转化为产业优势。
对于正在快速增长的数据中心而言,未来竞争的胜负手,不只是拥有多少算力基础设施,也取决于是否建立起了一套与算力规模匹配的能源系统。
从这个角度看,数据中心将科技产业重新拉回了能源竞争的赛场。
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