数据中心电力瓶颈深度解析:从特斯拉储能到新型核电的投资机遇 Money or Life 美股频道 2025-09-22

引言:AI数据中心与电力瓶颈

大家好,欢迎来到Money or Life美股频道。我是Ace,本期视频的主题是电力。我在七八个月前发布了一期关于新型核能公司OKLO的视频,现在这家公司的股价已经来到了100美元以上。于是上周,我又花了不少时间去探索和学习以数据中心驱动的电力需求,它背后的逻辑到底是什么,以及它背后涉及的公司有哪些。今天我将通过一期长视频和大家分享这些内容。

为了让大家更好地理解,我首先用马斯克的xAI Colossus超级数据中心为例,讲解数据中心的电力部署。然后,我将通过自己的表格告诉大家数据中心的电从何而来。在这一部分,会提到马斯克的另一家公司特斯拉,因为特斯拉的储能业务在最近几年发展迅速,而储能是数据中心重要的一环。视频的第三部分将深入热门的新型核电领域,看一下七八个月过去了,OKLO的商业化进程发生了哪些变化,以及将它和未上市的新型核能公司TerraPower进行对比,让大家了解OKLO是否真的具备优势。最后一部分,我将告诉大家我的观点,即如何投资电力。

从去年开始,就有很多朋友一直在提“缺电”这个词。一开始我还不知所以然,后来大家都知道答案正是因为AI数据中心的兴起。所以,要了解电力、投资电力,我们首先要了解的就是AI数据中心的整个产业链。富途牛牛为大家总结了在特朗普2.0时代,AI数据中心产业链包括哪些。可以看到,除了大家熟知的半导体以外,还涉及到IT基础设施、计算工业设备以及能源。因此,修建一座数据中心比盖房子要难得多。富途Moomoo的产业链功能为大家提供了在某一个产业里面所有上中下游涉及到的上市公司,非常方便。

我们人类到底需要多少电?在特斯拉的储能视频中,我提到了卡尔达肖夫等级(Kardashev Scale: 一种衡量文明技术发展水平的假说,基于其能够获取和利用能量的多少)。在这个分类中,我们目前的文明先进程度其实还没有达到三个等级里面的第一等级,也就是行星级文明。因为行星级文明需要利用母星所有可用的能量,显然我们现在还没有利用到地球上所有可用的能量。

接下来,我们来看美国的能源来自哪里,以及中美能源的简单对比。美国主要能源的构成显示,深色的部分依然是煤电以及其他化石能源,占了一半以上。而相对清洁的能源,比如核能、风能、太阳能等,占的比例还是比较小的。中美之间太阳能和核能的发展对比显示,在太阳能发电方面,中国早就远超美国。而在核能发电方面,虽然美国依然处于领先,不过中国的趋势很快就会超越美国。

xAI Colossus超级数据中心的电力部署策略

美国如此缺电,那这些科技大厂的超级数据中心的电从哪里来?是如何部署的?接下来我们就用马斯克xAI公司的Colossus超级数据中心为例,直观地告诉大家Elon Musk是如何部署自己超级算力中心的电力的。

2024年9月,马斯克宣布他们仅仅耗时122天,就在Colossus超级数据中心项目中部署了10万个H100芯片。随后不久,GPU的部署总量增长到了23万个,构成了Colossus 1超级数据中心项目。今天我们要聊的是下一阶段的Colossus 2超级数据中心。在Colossus 2的第一步计划中,就要部署55万个GB200以及GB300 GPU。xAI团队计划用这些超级算力进行Grok 5的训练。

我搜集到了比较新的关于Colossus 2的信息。首先直奔电力主题,Colossus 2具体位置位于田纳西州的孟菲斯,而电力其实是从下方红色区域的密西西比州的一个城市调取。之所以有这样的设置,是因为美国不同的州对于电力的供给以及电力的管辖有完全不同的政策。所以xAI团队采取了一个灵活的措施,他们从相邻的州,但在附近的位置调取电力。

Colossus 1项目有23万个GPU,Colossus 2项目正在修建,第一阶段计划要有55万个GPU。如果Colossus 2项目满负荷运载,它要求的电力高达1到1.2吉瓦时(Gigawatt-hour, GWh: 衡量电能量的单位,1吉瓦时等于10亿瓦时),这相当于整个孟菲斯在夏季电力高峰时段的1/3的电力需求。为了满足这些需求,xAI团队采取了多管齐下的策略。首先,他们购买了来自于Duke Energy这家公司的电厂。其次,他们拿到了政府的临时许可,可以在数据中心外部部署涡轮发动机。当然,来自特斯拉的储能产品MegaPacks也必不可少。除了在Colossus 1项目的运用,现在Colossus 2项目也部署了至少168个MegaPacks。

涡轮发电机和柴油发电机是两种不同的传统发电形式。Colossus 1项目有12台型号SMT130的燃气涡轮发电机,提供了198兆瓦(Megawatt, MW: 衡量功率的单位,1兆瓦等于100万瓦)的发电功率。正在修建的Colossus 2项目包括7台泰坦350型号的燃气涡轮发动机,提供总共266兆瓦的发电功率。这些燃气涡轮发电机就位于数据中心,能够为数据中心提供及时的电力需求。但仅仅依靠燃气涡轮发电机提供的电力,和未来马斯克提到的可能超过1吉瓦的整个数据中心项目的电力需求相比,还是太小了。马斯克说,如果未来需要如此大规模的电力,那么太阳能加储能可能是唯一的实际解决方案。目前xAI团队其实已经开始部署太阳能了,他们即将开始修建一个500公顷的太阳能发电厂。

总结一下,为了给Colossus 2这个超级数据中心供电,xAI团队部署了168个MegaPacks储能电池,他们有15台在数据中心现场的燃气涡轮发电机,同时他们在数据中心的隔壁密西西比州买了一个传统的燃气发电厂。这些电力部署计划都是发生在过去几个月,为的就是让Colossus 2这个超级数据中心尽快上线,且这些电力需求要满足超级数据中心的不断增长,未来可能达到1吉瓦时的电力需求。

看到这里可能有的朋友有两个疑问。首先是关于太阳能,真的有这么大的地来部署太阳能吗?其实马斯克在很早以前就回答过这个问题,他说德州的一个角落如果部署全部的太阳能板,那么就够整个北美的用电需求。第二个问题,为什么马斯克没有提到核能?我首先要说马斯克他不反对核能,他在多次发帖中都提到核能是清洁能源,我们必须要提高核能的利用,关闭核能发电站是不明智的。现在的问题就是远水救不了近火,目前美国的核能,包括新型核能,都没有办法立即为Colossus 2这种大型数据中心供电。所以现在时间不等人,马斯克等不了,GROC等不了,xAI团队等不了。

数据中心供电的综合瓶颈与多途径解决方案

从视频第一部分Colossus超级数据中心的电力部署,我们了解到要为一个如此大的数据怪兽供电,必须要多管齐下。那么视频第二部分,我们从个例进行总结,告诉大家数据中心的电从何而来。

首先我们必须意识到,现在修建一个数据中心很难,不是因为它有一个瓶颈、两个瓶颈,而是几乎所有的核心要素都有瓶颈。核心要素包括建筑、芯片和互连、电力、冷却系统以及电器设备,但远远不止这五个,因为在每一个核心要素下面有非常多的分支。说一个打破大家常识或者认知的事实,现在就拿建筑来说,可能专业的建筑团队都不够,或者是专业的电工根本都不够,因为美国的人才也是比较紧缺的。大量的数据中心在修建,有的大型科技公司甚至就把一些专业的团队都包了,这就使得很多其他玩家根本就找不到相应的劳动力来进行数据中心的建设。

刚刚提到的只是一个最简单、最容易理解的数据中心的瓶颈。在“Who makes a data center”的示意图中,有提到非常多的和修建数据中心相关的公司,其中很多都是上市公司。那么这些上市公司里面的很多产品,小到线缆大到发电机,全部都处于缺货或者是供应紧张的状态。我们都知道的水桶理论,我们需要去找瓶颈,就是去找最短的那块木板,然后把它补齐。但是现在修建数据中心方面,很多板子都很短,你不知道补哪一块。或者说,有的公司他非常擅长修建数据中心,但是可能在GPU的获取方面他没有能力;有的公司他非常擅长发电,但是在修建数据中心方面他又不擅长。所以,每个公司在修建数据中心方面都有自己的短板。

以上的分享我是为了告诉大家,电力的短缺只是数据中心现在的瓶颈之一,绝不是唯一的瓶颈。数据中心的方方面面都存在瓶颈,只是说对于不同的公司,他们是面临了不同的瓶颈,需要不同的解决方案。所以回到这张富途牛牛数据中心产业链的图片,我用AI问了一下,说图中的这些美国上市公司他们今年年初至今的收益率有多少。34家公司里面,有31家公司都实现了正收益,有20家公司实现了30%以上的收益,而有13家公司实现了超过50%的收益。这远远跑赢了今年美股的大盘指数收益,但请注意,这张图片并不代表所有的数据中心产业链的公司,它只是一方面,不过也能说明一些问题了。

接下来我们聚焦在电力,看一下数据中心的电从哪里来。我列出了四个途径,包括公共电网、自建电厂、购电协议(Power Purchase Agreement, PPA: 一种长期电力购买合同,客户向电力生产商购买电力)和现场发电或者叫微电网(Microgrid: 一个局部的、独立的电网系统,可以与主电网连接或断开)。请注意,这些电力的来源并不是采用单一的,而是像xAI Colossus团队一样多管齐下。

第一,公共电网。为什么公共电网没有办法满足数据中心的所有电力需求?很简单,除了大家都知道的数据中心用电量过大之外,还有一个原因就是因为数据中心用电的波动性非常大。这种用电的上下波动会对公共电网的稳定性造成非常大的伤害,所以公共电网不可能直接给数据中心供应所有他们要求的电。

第二,自建电厂,或者是像xAI团队一样去买一个现有的电厂。这样做坏处当然是你的资本投入会非常大,而且从你自建电厂或者购买电厂到真正能用电,这个周期是比较长的。

第三,购电协议(PPA)。其实购电协议它并不是一个电力的来源方式,而是提供电力的一种协作方式。比如说像OKLO这样的公司,他们负责修建运营电厂,客户只是根据具体用了多少电来付钱,这就叫做PPA购电协议。而购电协议分为实体和虚拟的购电协议。简单解释一下,实体的购电协议就是说OKLO为它的客户在客户的数据中心当地修建一座核电站,那么这个电不会经过电网,就直接提供给客户。而虚拟的购电协议是OKLO把自己发的电接入电网,而客户是通过电网间接获得电力。这也涉及到两个相关的概念,一个叫behind the meter(电表后: 指电力直接供应给客户,不经过公共电网),一个叫front of the meter(电表前: 指电力并入公共电网,再通过电网供应给客户)。这个在视频中OKLO的部分我会进一步解释。

接下来第四种方式,现场发电或者叫微电网。就比如刚刚xAI他们购买了一些燃气涡轮发电机进行现场发电,这和大家更为熟知的柴油发电机现场发电是一样的道理。又比如你就在你的数据中心附近建一座太阳能发电站,这就构成了一个微电网,也是属于现场发电。

储能系统在数据中心供电中的关键作用

简单解释了数据中心的供电方式,我们还要知道储能在数据中心供电中的重要性。在这个示意图中,我把储能和供电方式放在了一起,而且在最右边的示例中,储能的箭头连接了每一个图片。我是想告诉大家,不管数据中心采取什么样的供电方式,他们都需要储能,或者换句更直白的话说,他们都需要电池。储能就是大的充电宝,就是一个更加智能的大电池。

刚刚我提到一个数据中心它必须要电池,它必须要储能,就看是大是小而已,是在机房内部还是外部。如果在数据中心机房内部,你可以部署电池,一些小的锂电子电容等等。而在中间区域,可以部署大家熟知的数据中心必须的不间断电源(Uninterruptible Power Supply, UPS: 在主电源中断时,为设备提供瞬时备用电力的系统)。而在数据中心外部呢,就是我在这里提到的像特斯拉这样的电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS: 一种利用电池存储电能的系统,用于调节电力供需)。

很多朋友不理解为什么电池储能系统在数据中心有应用场景,我下面列举了一些最佳应用场景,但是不限于这些。第一点,电池储能系统它的部署速度比较快,相较于传统的柴油发电机等,它的采购和审批流程都比较长,而你直接购买电池储能系统就能为你抢得先机。第二点,我们刚刚提到xAI它用的燃气涡轮发电机,它从启动到满负荷运载可能需要好几分钟。如果有了电池储能系统的介入,就可以填补这段供电空白,确保电力持续稳定。而第三点是在太阳能现场发电方面,电池储能系统它可以存储现场太阳能产生的廉价电力,能够进一步降低数据中心的用电成本,而且能够提供电网服务等额外价值。而这是由于电池储能系统的存在,让xAI公司有机会参与孟菲斯市的需求响应计划(Demand Response Program: 一种电力管理策略,鼓励消费者在电力需求高峰期减少用电,以平衡电网负荷)。简单说一下需求响应计划,就是说你可以接入电网,但是你必须要有储能。如果我的整个城市用电量太大了,我需要削减你这个数据中心的一些用电需求,那么你没有这个电池储能,你就不能被削减,你也不能参加需求响应计划。正是由于配合了孟菲斯市的需求响应计划,使得xAI能够迅速地获得超过150兆瓦的电网电力。请注意,你要获得电网的电力,要获得城市相关部门批准的,不是想用就用的。

其实一直到现在,还有很多朋友都没有意识到电池储能系统的重要性。除了在超级数据中心会用到之外,在很多边缘使用场景,储能系统也是有重大意义的。那么目前来看,世界上储能系统市占率排第一位的还是特斯拉。中国的阳光电源(Sungrow)紧随其后,有赶超特斯拉的趋势。阳光电源在欧洲和中东按照2024年的排名来看,都是市占率第一名。而特斯拉主要是在北美占据绝对的优势。这张图表里面,除了特斯拉和阳光电源,其他大部分上榜的玩家都是中国的品牌,包括大家熟知的中国中车、华为、比亚迪。而对于特斯拉的储能业务,我曾经在我的特斯拉储能专题视频做过详细的阐述,大家感兴趣可以去看一下。

屏幕前的这张图片就是特斯拉在过去几年每一个季度储能的部署总量,以及红色折线图代表的毛利率。总体来看,特斯拉的储能在稳步增长,毛利率也是逐年提高。在最新的马斯克薪酬计划里,储能并不是一个具体的运营目标。我想这主要是因为储能的发展在未来是比较可预见性的,也就是它会稳步增长,但他作为一个增量因素来看,他的相对发展潜力并不如Robotaxi以及人形机器人那样有爆发式的增长的可能性。

新型核能公司的商业化进展:OKLO与TerraPower

有了数据中心整体供电的框架以及关于电池储能系统的介绍,接下来我们进入视频第三部分核电。我们来看一下在之前我已经介绍过的OKLO这家公司,它的商业化进程如何,它和TerraPower相比有什么不同。

首先我们要知道OKLO它依然是一家PPT公司,它计划的首座商业核反应堆的部署依然是在最早2027年,距离现在还有两年的时间。我也想借着公司最新季度的财报里面CEO的发言告诉大家,现在OKLO和一些客户的合作是倾向于behind the meter(电表后)也就是单独直接供电,还是front of the meter(电表前)也就是通过现有的公共电网进行供电。CEO说了两句话,第一句是:“the practical reality of getting to that seems to focus probably more near term on some front of the meter deployments before that happens. The behind the meter is more elegant on paper and makes a lot more sense, but in some of the near term actual deployment realities and implications, being grid tied and connected to it is helpful.” 也就是说,要实施真正的直接在现场用核能为一些数据中心供电,其实在一开始是有难度的。而考虑到一些合规的要求,第一步还是要将OKLO产生的核电和整个电网合并,那么通过电网的形式间接传输给目标客户。分享这些是为了告诉大家,像OKLO这样的新型核能公司,他们的商业计划是很好的,也是有可能实现的,但是在短时间内要独立于电网之外为数据中心进行供电是不可能实现的,起码要在首座商业核反应堆实现之后的一段时间才有可能陆续地达到。

而在第一座核电站的商业化落地进程方面,公司的CEO说,传统的时间需要24-36个月,但是Advance Act(美国《核能促进法案》: 旨在简化核能项目审批流程,加速新型核能技术商业化)通过之后,缩减到了25个月,甚至现在18个月也有可能完成。尽管如此,CEO还是不确定什么时候能够实现。他说:“it's pretty hard to point to a specific point of singular acceleration for the first plant, but it's going to provide significant acceleration for the plants thereafter, which is part of what's so important about this kind of model and how we kind of taken that approach.” 他是想告诉大家,第一座电站我们不知道什么时候能够拿到批准,什么时候能够商业化运营,但是OKLO的模式就是一旦第一座电站修好了,之后的电站它的整个批准的时间会大大缩短。

那么这里就要提到OKLO申请的模式,他们向NRC提出的申请叫做combined license application(COLA: 联合许可证申请: 美国核管理委员会(NRC)的一种审批模式,将核电站的设计、建造和运营许可合并申请),简称COLA。COLA说得简单点,它就是把核电站的设计、建筑以及运营合为一体去申请,而不是单独申请。单独的申请就是你首先要拿到设计的批准,再拿到construction permit(建造许可: 核电站建设前的审批文件),也就是建筑批准,然后呢再去拿operations license(运营许可: 核电站投入商业运营前的审批文件),也就是运营的批准。

为了更好地理解,我把OKLO和另一家新型核能公司TerraPower进行对比。请注意TerraPower没有上市,不过它背后的人物是比尔盖茨。根据英国联邦法规的不同,OKLO采用的是第10篇第52部分,也就是COLA联合许可证申请。而TerraPower采用的是其他大部分公司都进行的申请,建筑许可和运营许可单独申请,这是第10篇第50部分。

而在大家最关心的商业进程方面,OKLO的COLA是在2025年6月正式开始。请注意,之前的很多时间OKLO都是在做准备,比如6月之前他们提交了一个预申请,然后NRC也是批准了这个预申请。在预申请结束之后,意味着OKLO的正式申请,也就是从2025年6月开始的这个申请,会有更大的通过的概率。而在TerraPower方面,他们的construction permit建筑许可是在去年5月就已经开始申请,最多可能需要19个月,也就是最晚今年年底他们就能拿到construction permit。但是他们construction permit拿到之后,还要申请operation license,也就是运营许可。所以,他们计划的第一座商业核电站落地是要到2030年。而左边的OKLO,虽然它从今年6月才开始正式申请,比TerraPower晚了一年,但是因为它是联合许可证申请,再加上之前说到的它已经有了一个预申请,所以它总体上完成第一座商业核反应堆的整体的申请会在26年底或者27年初,这和它商业化落地27年的目标是一致的。所以我们能够看到的关于OKLO最快的进度就是2026年下半年或者年底,它就能拿到所有的批准,然后尽快开始核电站的建设,在2027年开始投入商业运营。但是这其中一旦稍有闪失,推迟个一两年也是再正常不过。

不过以上并不能说明OKLO就比其他核能公司遥遥领先,就更具有创新。我觉得这么说是比较片面的。所有的核能公司其实都在绞尽脑汁提速自己的商业化进程。你比如说这里提到的TerraPower,他们就非常创新的将自己的核电站的建设分为了两个部分。第一个是与比较危险的核原料无关的能源岛(Energy Island: 核电站中与核燃料无关的发电部分,如涡轮机、发电机等),而第二个是和核原料直接相关的核岛(Nuclear Island: 核电站中包含核反应堆和相关核燃料处理系统的核心部分)。对于能源岛的建设,TerraPower去年就开始了。为什么他们可以这么早就建设?就是因为NRC豁免了他们能源岛建设的许可要求,你不用许可就可以生产,因为这与核无关。而对于核岛的建设,当然要等NRC的建设许可。

电力投资的思考与建议

为大家更新完OKLO最新的商业化进程,接下来视频最后一部分,我简单谈一下如何投资电力的一些想法。

首先呢,我在这里提出了几个问题,看大家是如何思考的。第一,现在都说数据中心缺电,那么为什么数据中心不修建在现有电站的旁边呢?关于这个问题,我的前面视频其实已经给了答案。数据中心对于电流的要求是持续不断,而不仅仅是量大。所以呢,靠近传统的电网其实很重要。而且我也提到数据中心除了电,还需要很多其他的配套设施,你比如说水资源、人才等。所以整个数据中心瓶颈不只是电,而是方方面面。

第二,过去10年美国的电费是越来越便宜了吗?我查了一下,美国的工业用电是从过去十年不到7美分每千瓦时上涨到了现在的8美分每千瓦时。但是考虑到过去十年的通货膨胀,其实电价是没变的,也就是说电并没有变得更贵。

第三个问题,数据中心真的缺电吗?数据中心最缺的是电吗?这个也已经回答过了。但是我想特别提一下,很多OKLO的客户他们签署的只是和OKLO的非约束性意向书(non-binding letter of intent)。所以开个玩笑,如果OKLO愿意,我自己也可以去和他们签一个电力合约,反正不用付定金。我说这个是为了告诉大家,我们不能把OKLO的意向合同当做它未来真的合同,因为对于这样的发展中的公司会有很多变数。

而刚刚我说数据中心最缺的不是电,而是总体上来看它需要快。所以它最缺的如果非要回答,就是时间。我们在xAI的例子中提到的,他们为了快速地修建Colossus需要多管齐下寻找电力,就是为了省时间。现在的数据中心很多环节都是瓶颈,你必须要每一个瓶颈都能够补强,才能够省时间。总体上我认为大家不用过于纠结电力的瓶颈,电力瓶颈它更多的是一个投资回报率的问题。像xAI这样,他们能找到解决电力的办法,我相信很多其他的数据中心也能够相对简单地找到电力解决方案。其实相较于GPU的供应,相较于一些人才的短缺,电力我并不认为是一个最短缺的问题。

所以,对于为什么英伟达要卖芯片给CRWV,然后反过来去买CRWV的算力,或者为什么大厂要入局核能这样的问题,我相信通过我以上的视频信息以及前面3个问题的回答,大家已经有了自己的答案。说回投资,其实在数据中心热潮之前,没有人对于投资电力有特别大的兴趣。那么尽管现在数据中心催发了电力的需求,我依然觉得投资电力并不会是我以后的一个重点。我更关注的是整个数据中心的发展,我更关注的还是AI基础设施这一块。数据中心的这一波热潮不仅让像OKLO这样的新型核能公司股价暴涨,也让传统的电力公司股价来到了新的高度。我是觉得还是要客观地看待,还是要根据他们的财报去进行分析,而不是说只要是电力以后一定会持续地上涨。大家要注意投资的风险,而不是盲目地去相信。

我知道很多朋友期待我能够进行一些能源公司的个股分析,能够覆盖在本期视频。很遗憾没有时间这么去做了。我本期视频更希望带来的是从数据中心作为出发点,告诉大家如何去思考这个行业。你选好了自己感兴趣的,和数据中心相关的板块,在这个板块内部再去挖掘自己感兴趣的个股,是一个很好的投资方式。但是本期视频如果能为你提供一个大局观,对你投资某个板块、某个个股一定会有帮助。好的,今天的视频就到这里,如果你喜欢我的分享,请帮我订阅Money or Life美股频道,这是对我最大的支持。我们下期节目,再见!

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