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AI为核心的新一轮科技创新浪潮已至，AI将与互联网一样，带来新一轮范式革命，人类社会将进一步加速发展。我们精心准备，重磅推出【智能时代专题】，目前已规划121篇深度原创研报，将全方位梳理AI产业、技术、代表性公司等发展历史、现状、趋势，展望智能时代未来图景，挖掘投资机会。

智能时代专题：能源

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一、现实世界由信息、能量、物质/材料构成，过去50年，信息技术带来比特世界指数级增长，原子世界发展速度大幅落后于比特世界。

智能时代，AI+机器人发展，不单纯只是比特世界迎来新一轮大爆发与指数级增长，也将对整个原子世界带来全方位更加深刻变革，具体将表现在能量与物质/材料领域将取得突飞猛进的跨越式发展，离更加富足的社会更进一步。

经济发展、科技进步，并不完全必然带来整个社会对能量需求相匹配增加。美国经济增长与用电量增长之间，出现显著脱钩现象，过去20年，美国GDP平均增速2%~3%，用电量平均增速仅0.5%，造成美国电网基础设施，接近20年没有得到实质性更新，这也从一个侧面反映了美国过去制造业空心化的趋势。

只有科技进步，对整个现实世界、整个社会带来更加系统、深刻变革时，才会带来整个社会对能源需求相匹配的快速提升。过去对不同能量的使用与掌握，从火、人力与畜力、煤炭、石油、电能、核能、太阳能等可再生能源的使用，很大程度上推动人类文明发展与进步。

前苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫更是提出以自己名字命名的卡尔达肖夫文明指数，将文明水平根据使用能量的不同等级进行划分，分别是充分利用行星（地球）能量的I型文明、充分利用恒星（太阳）能量的II型文明、充分利用整个星系（银河系）能量的III型文明。

我们正在进入的智能时代，已经对能源需求产生巨大影响，对能源供应与可持续性提出更高要求，能源成为支撑AI发展关键因素。从这个角度说，对比美国在互联网与智能时代在能源需求方面的差异与变化，可以看出，智能时代将比互联网时代对现实世界带来的推动与变革要更加深远。

在AI带来算力指数级增长同时，也需要能源相匹配实现快速增长。2023年7月14日，马斯克带领xAI创始团队，在X/推特Spaces上完成第一场语音发布会；马斯克提到，预计1年内，全球将由芯片短缺，变为变压器短缺，随后2年将出现电力短缺，未来最关键指标将是每单位能量的有效计算。

2024年2月15日，特斯拉CEO马斯克远程出席博世互联世界2024大会表示，AI发展速度前所未见，似乎每过6个月时间，算力增加10倍，远超摩尔定律每18个月翻番的速度。这种速度不可能一直持续下去，否则宇宙都容不下。目前算力增长已面临瓶颈，接下来变压器会陷入短缺，紧接着是电力短缺，2025年将面临没有足够电力运行所有芯片的挑战。

未来核能将在推动人类社会发展过程中扮演更加重要作用，核裂变与核聚变都将迎来更加广阔发展空间；更长期看，核聚变因为安全性、能量密度更高，将更具发展潜力，核聚变本身也是太阳等其他恒星产生能量的方式，将是无限的高效、清洁能源。

在充足能源支持下，AI加速发展，以及未来量子计算发展，将带来研发效率极大提升，加速材料世界发现与革新，有可能实现微软CEO纳德拉曾提出的目标，将未来250年化学与材料科学进展，压缩到25年内完成。

二、中美之间大国博弈，AI竞争成为最前沿，支持AI发展的背后，也是一场能源战。

中美在AI竞争方面，各有优劣势。中国在能源基础设施建设领先，短板在算力与算法；美国在算力、算法领先，短板在能源建设，美国在电力基础设施上相对落后，目前不能完全满足智能时代对电力巨大需求。

美国方面，从硅谷到华盛顿，都意识到能源已经成为限制美国在与中国AI竞争中的短板。

马斯克近期在X/推特上与美国前总统直播对话时，美国前总统表示，AI让我很震惊，但AI需要的能源是美国目前生产的2倍，我们需要再建造更多能源；如果美国想在与中国竞争中保持竞争力，美国将需要大量电力；在AI方面，中国是美国主要竞争对手。

谷歌前董事长、CEO埃里克·施密特Eirc Schmidt，作为在硅谷、华盛顿都有影响力的人物，长期为美国国防部服务，是制造中国科技威胁论的主要鼓吹者之一，在近期斯坦福的分享中提到，OpenAI与微软计划合作打造的AI超级计算机星际之门，对外宣传时说需要1,000亿美元，施密特与Sam Altman私下沟通，了解到实际上可能3,000亿美元都不够，能源缺口太大，给白宫建议，美国需要与加拿大搞好关系，加拿大不仅人好，还帮助发明AI，水电资源充沛，而美国没有足够电力来支持AI发展。

三、新一轮AI浪潮席卷全球，能源成为支持AI发展关键因素。AGI尽头是能源，深刻揭示能源在AI浪潮中重要地位。

科技巨头为维持AI系统运行、支持AI大模型训练与推理等，需稳定、充足电力供应，不仅关系到AI系统运行效率，也影响AI技术商业应用与市场竞争力。

当前阶段，数据中心对电力需求，成为AI对能源需求核心表现。AI业界目前主要关注大模型训练，这一过程主要通过数据中心完成，凸显数据中心在AI能源需求中重要地位。

随着全球数据中心建设加速推进，数据中心逐渐成为吞电巨兽。国际能源署IEA报告，2022年，全球数据中心、AI、加密货币耗电量达460TWh，占全球总能耗近2%。IEA预测，最极端情况下，预计2026年，上述领域耗电量将达1,000TWh，与整个日本用电量相当。

随着大模型性能不断提升，上下文窗口大幅拓展，图片、视频等多模态能力显著增强，同时小模型不断进入终端侧，将推动AI应用创新，促进用户规模持续扩大，带动推理算力需求快速增长。

未来推理阶段用电量，不仅在数据中心层面显著增加，还将扩展到终端层面，包括PC、手机、汽车、机器人、头显等；PC、手机、头显等终端侧AI应用，可能不会直接导致电力需求大幅变化；随着电动车渗透率不断提升，机器人数量不断增加，将成为未来电力消耗大户；未来数据中心与终端层面综合推理阶段用电量，可能超过模型训练期间用电量。

四、科技巨头积极投入数据中心建设，带来巨大能源需求。

微软、谷歌、亚马逊，AI基建投资需求旺盛，上调年度资本开支，均达500亿美元量级。全球云计算市场中，亚马逊AWS、微软Azure、谷歌云GCP，是三大主要云服务商，都在全球范围内建立数据中心，提供低延迟、高可用性云服务，分别占据主要市场份额，具有独特竞争优势。

2024年4月初，马斯克宣布，特斯拉计划2024年大举投资AI与数据中心领域，预计投入高达100亿美元，包括增加算力、扩展AI基础设施等方面。

马斯克认为，AI与数据中心是未来增长关键领域；特斯拉计划2024年，将100亿美元用于包括数据中心在内的AI相关项目，包括将投入约30~40亿美元购买英伟达AI处理器，其他资金将用于建设与扩展特斯拉的超级计算集群与其他AI相关基础设施。

2024年8月4日，马斯克在X平台宣布，特斯拉在美国得州超级工厂，建成新的AI数据中心，命名为大脑皮层Cortex，拥有约10万颗英伟达H100或H200芯片，主要用于训练FSD与人形机器人Optimus的神经网络。除英伟达GPU，该数据中心配备大量特斯拉自研HW4、AI5等设备，由500兆瓦功率的大型系统，提供电力支持与冷却服务。

特斯拉计划投资xAI 50亿美元。马斯克近期在X平台发起民意调查，探讨特斯拉是否应该向xAI投资50亿美元，超过2/3投票者支持该投资计划，后续还需得到董事会批准与股东投票。

xAI仅用时19天，建成10万块H100组成的世界最大超算集群之一。2024年7月22日，xAI自建超算集群开始运行，距离xAI决定自建该集群仅19天。该集群位于美国田纳西州孟菲斯，由10万块H100 GPU组成，是世界上最强大AI训练集群之一。该集群将用于训练xAI大语言模型Grok系列，预计2024年底前完成更先进Grok版本训练，届时有望成为世界上最强大AI大模型。

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