AI与大宗商品——AI繁荣的物理账单

2026年8月3日

主编 · 新知小站

微软CEO纳德拉最近在播客里说了句大实话:“我们现在面临的最大问题,不再是运算资源过剩,而是电力能否够快地在有数据设施的地方完成建置。如果做不到这点,我们可能会有一堆芯片躺在仓库里却插不上电。”

这句话戳破了AI竞赛最残酷的一层窗户纸:芯片不是瓶颈,电力才是。

而当整个产业疯狂找电的时候,一张隐藏的账单正在浮现——电力、天然气、铜、铝,这些看似”传统”的东西,恰恰是AI繁荣的物理底座。它们不会出现在任何AI公司的PPT里,但每一瓦算力的背后,都站着它们。

这篇文章不讲概念,只算账。

一、电力:AI正在吞掉一个国家的电量

先看一组让人坐直的数字。

Gartner预测,2026年全球数据中心用电量将达到565太瓦时(TWh),同比增长26%。这是什么概念?一年净增118 TWh,约等于整个荷兰的年用电量。 到2030年,这个数字将突破1200 TWh——超过日本全国一年的用电总和。

更关键的是增速结构。AI优化服务器的用电量正在以恐怖的速度攀升:2025年95 TWh,2026年175 TWh,一年暴增84%。Gartner预计,到2027年,AI服务器的用电量将正式超过传统服务器。

国际能源署(IEA)的预测更加激进——到2030年,全球数据中心用电量可能达到945至1000 TWh,较2024年翻倍。其中美国和中国合计占据全球数据中心电力需求的80%。

高盛的测算更贴近市场现实:美国数据中心电力需求将从2025年的31吉瓦(GW)跃升至2026年的41 GW,2027年进一步增至66 GW,负荷几乎翻倍。而这还没算上电网负荷的限制——如果算上,缺口更大。

美国目前面临的结构性数据中心电力缺口为9.3 GW(2026年),到2028年将扩大至45 GW。45 GW是什么概念?相当于3400万美国家庭的年用电需求。芯片造出来了,电不够用。

这不是远期预测,而是正在发生的事情。2026年,美国至少有75个数据中心项目被叫停或延期,涉及投资额1300亿美元。不是没钱,不是没芯片——是没电。

在中国,情况同样紧迫。7月10日,全国用电负荷今年首次创历史新高,达到15.18亿千瓦,较历史极值增加1000万千瓦。入夏以来,南方区域电网及多个省级电网用电负荷累计20多次创历史新高。

判断: 电力从AI的”后勤”变成了”前线”。当科技巨头的核心焦虑从”搞不到芯片”变成”搞不到电”,电力板块的投资逻辑已经从周期性需求变成了结构性需求。这不是一轮夏季用电高峰的故事,而是一个持续五到十年的产能重构周期。

二、天然气:科技巨头开始买电厂

电网跟不上,科技巨头们选择了最简单粗暴的解决方案:自己建电厂。用什么?天然气。

全球能源监测组织(GEM)的报告显示,当前全球在建和规划中的燃气发电项目规模已达252 GW,其中约三分之一将直接部署在数据中心园区内。美国是这轮扩张的核心,仅2025年规划中的燃气发电装机规模就较此前增加了两倍以上。

美国能源信息署(EIA)分析指出,在AI数据中心高增长情景下,2025至2027年间美国天然气发电量将增长7.3%,是基线预测1.7%的四倍多。天然气已占美国发电量的40%,仍是填补电力缺口的主力。

市场反应迅速而猛烈:

  • Meta与Entergy达成协议,在路易斯安那州投建7座燃气发电厂,总装机容量达7.5 GW,将当地电网容量提升30%以上。
  • 微软向GE Vernova采购7台大型燃气轮机,用于得克萨斯州数据中心供电,单台售价超过2.5亿美元。
  • GE Vernova燃气发电业务订单已排到2030年甚至2031年,其中约20%来自数据中心和AI相关项目。
  • 过去三年,燃气轮机价格累计上涨约300%。2025年全球发电用燃气轮机需求量96.1 GW,同比增长71%。

燃气轮机为什么火?因为它解决了AI数据中心最核心的三个痛点:部署快(比建输电线路快得多)、功率大(单台可满足大型数据中心需求)、可离网运行(绕开并网排队四年以上的困境)。

对中国市场而言,天然气逻辑略有不同。中国的AI电力供给更多走可再生能源路线——2025年全国可再生能源发电装机达23.37亿千瓦,占总装机的60.1%,风光发电总装机历史性超过火电。但在天然气产业链上,中国并非旁观者:燃气轮机国产化正在加速,东方电气、杰瑞股份等企业在国产燃机整机与核心零部件领域取得突破,并开始享受海外订单外溢。

判断: 天然气是AI电力短缺的”短期解药”。在美国,它直接受益于数据中心自建电厂浪潮;在中国,受益逻辑更多体现在燃气轮机国产替代和LNG进口基础设施上。这个赛道的持续性取决于电网建设速度——电网扩容越慢,天然气作为过渡能源的窗口期就越长。

三、铜:AI时代的”新石油”

如果说电力是AI的燃料,那铜就是输燃料的管道。

铜在数据中心中扮演的角色,远比大多数人想象的更重要。 它主要用于电力分配——电缆、连接器、母线槽等,占比约75%,同时还应用于换热器、接地系统及暖通空调系统。英伟达CEO黄仁勋明确表示,虽有共封装光学等新兴技术尝试替代铜缆,但目前铜连接的可靠性仍领先一个数量级,短期内难以被完全取代。

每建设1兆瓦(MW)的数据中心容量,大约需要消耗27至33吨铜。一个标准的100 MW AI数据中心,在不计算上游电网改造的情况下,就需要吞噬数千吨铜。施耐德电气的测算更惊人:一座1 GW规模的数据中心约需消耗65,800吨铜。

年份 数据中心铜消费量(万吨) 占全球铜需求比例
2025 ~50 1.5%
2026 ~74 ~2.1%
2027 ~100 2.8%
2028 ~130 3.3%

复合年增长率达40%。这是在新能源车、电网升级等传统铜需求大户之上叠加的全新增量。

而供给端的故事更加紧张。IEA报告显示,全球铜矿品位自1991年以来下降了40%,新矿发现稀少且投产周期漫长——一座新铜矿从勘探到投产通常需要10至15年。2025年三季度全球主要铜矿企业产量同比下降近5%。现有及规划中的矿山产能到2035年仅能满足全球约70%的铜需求。

Wood Mackenzie预测,2025年精炼铜市场将面临30.4万吨的缺口,2026年进一步扩大。多家机构预测2025至2026年全球精炼铜缺口在15万至40万吨之间。

供需两端同时发力,铜价中枢持续上移。LME铜价已稳定在11,000美元/吨上方。2025年底,伦铜首次站上12,000美元/吨。

铜的稀缺还有一个容易被忽视的特点:它对价格不敏感。 铜在数据中心整体项目成本中占比不到0.5%。这意味着,即使铜价翻倍,科技巨头也不会因此减少一克铜的采购。用投资术语说,这是一种”价格缺乏弹性的需求”——最好的涨价土壤。

判断: 铜是AI繁荣中最确定受益的大宗商品。需求端有AI数据中心的结构性增量,供给端有矿山品位下降的刚性约束,中间还有”铜占数据中心成本极低”这一价格不敏感特性。三重因素叠加,铜的供需缺口在未来三到五年内很难弥合。

四、铝:被低估的”铝代铜”故事

铜的故事讲完了,铝的故事才刚开始。

铝在AI数据中心的应用主要集中在两个方向:液冷散热系统电力传输中的”铝代铜”替代

先说液冷。随着单台AI服务器功耗从5-10 kW跃升至140 kW以上,传统风冷已逼近物理极限,液冷成为刚需。在冷板式液冷方案中,单台AI服务器冷板用铝量约15-20公斤,加上冷却液分配单元及管路系统,合计用铝量达20-28公斤。若采用浸没式液冷,单机柜铝用量高达90-120公斤。

以一座5000台AI服务器的中型算力中心为例,仅冷板式液冷系统就需要100-140吨铝。据机构预测,2025年全球AI算力中心铝用量较2020年增长500%,达到180万吨;到2030年,全球数据中心铝需求有望增至380万吨(基准情景)甚至500万吨(乐观情景),年复合增长率16%至21%。

再说”铝代铜”。在铜价高企的背景下,铝的替代价值愈发凸显。铝母线替代铜缆可降低成本20%、减轻重量60%。中国铝业研发的高强度铝合金母线导电率已达62% IACS,耐温性能提升至150℃,已应用于阿里云张北数据中心。在数据中心外部输电线路中,铝缆替代比例从2020年的30%提升至2025年的50%。

这种替代不是简单的成本博弈,而是在AI算力爆发期保障电力基础设施可及性的战略选择。当铜不够用、或者太贵的时候,铝是唯一现实的大规模替代方案。

供给端同样偏紧。中国电解铝产能被锁在4500万吨红线,2025年运行产能已达4410万吨,利用率接近100%,几无增量空间。2025年全球铝需求预计达7000万吨,有效产能缺口或扩大至500万吨。沪铝主力合约已突破21,000元/吨。

判断: 铝是铜的”影子标的”——铜越紧缺,铝的替代需求就越强。铝不像铜那样有”不可替代性”的光环,但正因如此,它的需求增长更加隐蔽、更加渐进,也更容易被市场低估。液冷散热是铝需求的全新增量赛道,”铝代铜”则是铜价高企时的自动触发机制。

五、中国的位置:不一样的牌局

聊完全球图景,回到中国。

中国在AI能源链条上打的是一副不同的牌。

电力侧: 中国走的是可再生能源路线。2025年全国可再生能源装机达23.37亿千瓦,占比60.1%,风光总装机历史性超过火电。”十五五”全国电网固定资产投资规模较”十四五”增长超80%。7月31日,国务院常务会议核准四个核电项目共8台机组,总投资超1700亿元。核电、绿电、电网升级构成中国AI电力供给的三驾马车。

政策层面,四部门联合发布《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案》,推动”算电协同”——让算力设施与新能源富集地区协同布局。这个概念已经成了A股市场的一条明线。

天然气侧: 中国不是天然气出口国,但国产燃气轮机产业链正在崛起。GE Vernova、三菱重工、西门子三家海外巨头订单排到2030年以后,交付周期从3.5年延长至5年以上。产能紧缺的外溢效应,让中国零部件企业开始切入海外供应链。东方电气的国产燃机、杰瑞股份的燃机集成、应流股份的叶片、豪迈科技的铸锻件,都在分享这块蛋糕。

铜铝侧: 中国是全球最大的铜铝消费国,也是最大的进口国。紫金矿业作为中国最大的铜生产商,2025年铜产量预计增长8%。江西铜业、洛阳钼业、西部矿业等铜概念股的市盈率在14至19倍之间。铝方面,中国铝业和中国宏桥是行业龙头,电解铝产能天花板政策使得存量产能价值凸显。

A股8月3日的盘面颇有意味:核电板块掀起涨停潮,电力及电网设备板块震荡拉升,而半导体和存储芯片板块跌幅居前。资金正在从”AI上半场”(芯片)流向”AI下半场”(电力与金属)。 这种轮动背后,是市场对AI投资逻辑从”讲故事”到”算物理账”的认知切换。

六、账单上还写着什么

写到这里,有必要说几句”这可能不对”的话。

第一,AI用电需求的不确定性。 以上所有数据都建立在一个假设上——AI算力需求持续指数级增长。但如果大模型商业化进展不及预期,如果AI应用落地速度放缓,数据中心的扩产计划可能大幅缩减。GEM的项目经理就警告过,在AI用电需求高度不确定的情况下,通过新建燃气电厂来满足需求,等同于将数十年的排放”锁定”进能源系统。

第二,技术替代的风险。 铜的”不可替代性”建立在当前技术路线之上。如果光互联技术取得突破,如果新型导电材料出现,如果液冷效率大幅提升改变了散热路径,铜的需求弹性可能被重新定义。铝代铜是渐进的,但技术跳跃是非线性的。

第三,周期性回落的风险。 大宗商品从来不是只涨不跌的。铜铝价格已经处于历史高位区间,如果全球宏观环境恶化、需求不及预期,价格回调不可避免。短期的供需紧张不等于长期的趋势性上涨。

第四,政策变量。 美国对铜征收50%进口关税、中国电解铝产能红线、各国碳排放政策——这些都是可以一夜之间改变游戏规则的政策变量。

所以,这篇文章的分析是框架性的,不是预测性的。 它告诉你AI繁荣正在打开一扇什么样的门,但不保证门后一定有金矿。投资需要自己做判断——这话不是套话,是真话。

结语

回到纳德拉那句话。当”芯片不是瓶颈,电力才是”成为行业共识的时候,投资视线自然会从硅谷转向更基础的东西——电从哪里来,用什么烧的,靠什么输的。

电力、天然气、铜、铝,这些”旧经济”的符号,正在AI繁荣中获得新的生命。它们不像AI概念股那样性感,但它们有一个AI公司不具备的特点:需求确定,供给刚性。

算力的尽头是电力。电力的尽头,是那些被我们忽视太久的物理材料。

这不是一个关于”下一个风口”的故事,而是一个关于”物理定律不会因为AI而改变”的常识。

本文为新知小站原创分析,仅供研究参考,不构成任何投资建议。

 

数据来源:Gartner、IEA、EIA、Goldman Sachs、Morgan Stanley、Wood Mackenzie、Global Energy Monitor、美银证券、中信建投、国家能源局、上海有色网(SMM)等公开信息。