中国利用富余可再生能源扩建AI数据中心

中国正试图把风和阳光发出却用不掉而被弃用的电力转化为AI竞争力。官方弃电数据显示,今年上半年约9%的风电和光伏发电量因电网容量或需求不足而被浪费。能源市场研究机构BNEF估算,要建设输送和储存富余电力所需的输电线路、大型电池和长时储能设施,中国到2049年需要向电网投入3.9万亿美元,比欧洲或美国的预期投资高出四分之一以上。据报道,利用西部富余可再生能源扩建AI数据中心,已成为左右中美AI竞争的变量。

规模在甘肃省一览无余。该省北部的酒泉拥有全球最大的风电基地,过去二十年由数十家公司在戈壁沙漠边缘建成,装机超过20吉瓦,足以为多达2000万户中国家庭供电。但附近既没有住户也没有工厂,大量电力被送往数百公里外的城市。发电量逐年增加,被浪费的电量也随之增加。

官方的9%很可能低于实际。能源与清洁空气研究中心(CREA)比较了经天气校正的预期发电量与实际发电量,估计中国仅上半年就本可多发电401太瓦时,大致相当于西班牙和菲律宾全年发电量之和。

这种过剩源于几年前的短缺。2021年和2022年,煤矿供应中断、干旱导致水电减少,以及俄罗斯入侵乌克兰推高燃料价格叠加在一起,中国遭遇大范围电力短缺。始于2021年的五年规划将2025年能源产量定为至少46亿吨标准煤,实际却达到51.3亿吨。电力在能源消费总量中的占比去年为30%,到本十年末可能升至35%。2025年电力需求超过10万亿千瓦时,为全球首个达到这一水平的国家。据报道,国家能源局规划负责人Ren Yuzhi表示,这是"一项了不起的成就,我们此前没有预料到增长会达到如此高的水平"。

中国的应对是全面扩大供给。2022年至2025年,中国新增发电装机超过美国整个电力系统,煤电、光伏、风电、核电和水电同步扩张。同期每年至少有10台核电机组获批。去年新增光伏315吉瓦、风电119吉瓦,均创纪录。今年上半年新增光伏72吉瓦、风电39吉瓦,虽有所放缓,但仍超过任何其他国家一整年的装机量。牛津能源研究所中国能源研究负责人Michal Meidan表示:"中国并没有放慢脚步,它要么是超快,要么是超级超级快。"

这正是与AI交汇之处。BNEF预计,甘肃和内蒙古等发电多于用电的西部地区将在2028年前成为中国最大的算力枢纽,中国数据中心容量将在未来五年内翻倍。广东沿海的汕头通过连接新加坡的光缆向外输出算力。在美国,因电费负担而起的数据中心反对声浪已成为今年中期选举的重大议题,多个州实际上冻结了新项目开发。METAL曾报道内蒙古乌兰察布的AI数据中心热潮。

负担落在电网上。风电和光伏目前约占中国发电装机的一半、发电量的四分之一。电网中每四度电就有一度随云和风起伏,间歇性越强,频率和电压超出安全范围的风险就越大。用不掉的可再生电力还让化石燃料发电重新增长。今年上半年煤电装机增量为十年来上半年最高,领导层称煤炭为国家的"压舱石",并允许到2030年扩大使用。据报道,Ember分析师Muyi Yang表示:"建设更多风电、光伏乃至电动汽车,这些是转型中比较容易的部分。"他说新系统已进入对旧系统形成更直接压力的阶段。

解决办法是让电力跨越时间和空间转移的设施。据报道,南方电网广东公司规划负责人Zhao Li表示:"把可再生能源消纳进电网至关重要。"他还说:"新能源的特点是间歇性和波动性,这使并网成为核心挑战。"据BNEF统计,中国电池储能容量在2025年底达到144吉瓦,超过世界其他地区之和。根据METAL核实的Ember 7月16日分析,截至2026年第一季度,中国已安装近150吉瓦锂离子电池储能,并于6月将2030年新型储能目标上调至300吉瓦。今年1月至4月新增装机中,84.7%是由电网直接调度的独立储能,而非配套可再生能源电站的电池。

比设备更滞后的是运行方式。据Ember统计,独立储能在2025年平均充放电299次,是2022年的两倍多,但仍低于每年350次、约每天一次的国际基准。Ember测算,如果所有大型储能电池每年都达到350次,2025年本可多转移23太瓦时电力。在江苏运营一座100兆瓦电池储能电站的Ma Kui,在没有价格信号的情况下按电网指令运行。据报道,他说:"什么时候充电、什么时候放电不是我们决定的。电网发出指令,我们就严格按照调度计划执行。"

市场改革尚处于起步阶段。大部分煤电仍以长期合同出售,可能挤占风电和光伏。今年上半年短期电力交易占全部交易的12%,高于2025年的略高于4%;6月,民营企业首次参与输电线路容量竞价。政府提出到2030年建成全国统一电力市场的目标。据报道,CREA分析师Belinda Schäpe表示:"剩下最大的瓶颈其实是改变体制和激励机制。"她还说:"长期方向非常明确,但如何实现则要模糊得多。"即使铺设了3.9万亿美元的输电线路和电池,要把富余电力转化为AI数据中心的竞争力,首先需要建立一个由价格决定电力何时送给谁的机制。