AI 如何讓電力成為新的瓶頸
人工智慧正從實驗室走進大型電腦叢集，也就是所謂的資料中心。模型訓練與 AI 查詢服務的提供，讓數千個高效能晶片集中在同一處。這些設備耗電量龐大，也會產生大量熱能，因此需要工業級冷卻系統。在許多地區，電力而非演算法，已成為最主要的制約因素。
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能源機構估計，資料中心在 2024 年的用電量已達約 415 太瓦時，約占全球總用電量的 1.5%。國際能源總署在基本情境中預測，到 2030 年，這個數字可能增加近一倍，達約 945 太瓦時。目前，美國、中國與歐洲是最大的用電地區。僅美國與中國，預計就將占 2030 年前用電增幅近 80%。高度集中的用電負載對地方電網構成挑戰，也需要昂貴的升級工程。
AI 伺服器仰賴高效能繪圖處理器，每個機櫃的耗電量高於傳統運算設備。更高的功率密度推升變壓器、開關設備、電纜、故障保護與冷卻系統的需求。許多公用事業業者也要求設置現場備援電力與儲能設備，以確保資料中心快速增加負載時仍能穩定供電。因此，為電廠到伺服器機房輸送電力的設備製造商，訂單迅速增加。
中國設備製造商為何需求旺盛
AI 相關建設浪潮，正與地緣政治限制及漫長交貨期交會。美國大型科技公司持續向日本與南韓的盟友採購，而非向中國大陸供應商下單。這些公司的訂單能見度已延伸至數年，促使其他市場的買家轉向中國，尋求更快交貨與較低成本。
花旗環球市場中國股票策略師暨亞洲公用事業與潔淨能源研究主管 Pierre Lau，持續追蹤這股轉變如何影響設備供應鏈。
在地緣政治緊張之際，美國向日本與南韓採購產品，而非向中國採購。如今，日本與南韓企業的訂單排程長達三年，因此新興市場的企業轉向中國大陸供應商。
他也表示，只要白宮持續支持大型雲端與電信業者積極擴建 AI 基礎設施，中國大陸供應商目前的景氣循環就可能延續。
只要川普仍掌權，（這波上行週期）就會持續。
出口數據反映出這波增長。今年前十個月，中國出口約 73 億美元的變壓器，以及約 43 億美元的高壓氣體絕緣開關設備，較去年同期分別成長 37.8% 與 28.5%。相比之下，出口總額成長 5.3%。
熱潮背後的數字
北美面臨的壓力最為迫切。產業估算指出，若發電、輸電與配電未能及時擴建，資料中心專案可能使 2028 年前的電力供應短缺幅度高達 20%。大型雲端服務商大幅提高資本支出計畫，分析師預期本十年電網投資將每年增加約 5%。部分研究人員預測，AI 相關電力需求到 2026 年可能增加一個數量級，進一步帶動變壓器與開關設備需求。
預測機構也上調對中國的預期。瑞銀目前預測，2028 至 2030 年中國電力需求每年將成長約 8%。該機構估計，其中約 2.3 個百分點來自 AI 資料中心、1.4 個百分點來自出口導向製造業，另有 1.2 個百分點來自交通與工業電氣化。中國計畫在未來三年新增約 5 至 6 吉瓦的 AI 資料中心容量，遠低於美國目前規劃中的 40 至 45 吉瓦，顯示仍有進一步成長空間。瑞銀預期，第十五個五年規劃期間將迎來新一輪資本支出週期，電力投資每年成長近 12%，涵蓋核電核准、風電新增、電網擴建與儲能等領域。
這股熱潮也延燒至股市。電氣設備製造商特變電工（TBEA）股價在 11 月一個表現亮眼的交易週上漲近 30%，太陽能設備製造商 CSI Solar 同期則大漲逾 40%。投資人正從晶片設計與純 AI 軟體轉向讓運算得以實現的基礎設施，包括電力、金屬、冷卻與儲能。
從變壓器到開關設備，買家當前需要什麼
在新聞標題背後，大型 AI 設施的採購清單涵蓋整座變電所，甚至更多。許多場址需要專屬的高壓電力連接，以及宛如微型電網的現場設備。
- 電力變壓器：這類設備將電壓升高以利輸電，再降壓供伺服器使用。由於鐵心採用取向性電磁鋼片，且設備必須通過嚴格測試，交貨期可能長達數月。
- 氣體絕緣開關設備（GIS）：密封式外殼可節省空間，並提升人口稠密都會區或嚴峻氣候場址的可靠性。這類設備可處理高故障電流，並安全切換大負載。
- 高壓直流輸電（HVDC）：隨著資料中心樞紐擴大，部分電網使用高壓直流輸電，從遠端發電設施輸送大量電力。這需要換流器、控制系統與專用變壓器。
- 中壓設備與配電單元：這些設備在建築物內及機櫃之間安全分配電力，並透過協調式保護機制避免停電。
- 冷卻與熱管理：隨著功率密度提高，冷水機、蒸發式系統與液冷設備讓晶片維持在安全溫度範圍內。
- 儲能系統：電池組可吸收需求短暫尖峰、快速回應，並在電網波動時協助維持持續運作。
- 電纜與導體：大截面積的銅纜與鋁纜負責連接設施內的設備及電網。電網建設增加，也推升了電纜用鋁需求。
中國製造商在許多產品領域都有競爭力。其成本結構、規模，以及大型國內電網專案的經驗，使其能積極報價，尤其是在其他供應商交貨排程漫長的情況下。
訂單來自哪些市場
北美是最受關注的需求中心。分析師預期，公用事業業者短期將依賴燃氣渦輪機迅速增加供電容量，長期新增供電則包括燃氣與核能電廠，以及大規模電網升級。隨著老舊燃煤與燃氣電廠退役，加上併網排隊案件增加，變壓器供應缺口持續擴大。
新興市場也帶來另一波需求。拉丁美洲、中東與東南亞國家正興建發電設施、升級輸電系統，以支應工業成長與新建資料中心。這些市場許多對價格敏感、時程也受到限制，為中國大陸出口商創造了商機。
資料中心開發商通常會選擇電價低、電力連接可靠且許可程序友善的地點，因此水力、核能或再生能源裝置容量龐大的地區吸引了相關專案。中國企業常以零組件供應商身分，為國際承包商供貨，也會直接出口，填補變壓器、GIS 與大電流電纜的供應缺口。
對投資人與市場的意義
這波轉變也帶來投資機會。在純 AI 概念股強勁上漲後熱度降溫之際，愈來愈多投資人開始尋找與電力供應鏈相關的企業，包括電網設備製造商、儲能業者，以及供應銅與鋁的金屬生產商。
中國有多檔相關上市標的。特變電工與 CSI Solar 在該週大漲，突顯了這項投資主題。若電網支出如期落實，變壓器與開關設備製造商的訂單能見度可能延續多年。在交貨期長、品質要求嚴格的利基市場，業者的定價能力可能提升。
但仍有一些限制。公用事業業者與雲端營運商的時程並不一致。大型電廠與輸電線路需要數年時間取得許可並完成建設，資料中心團隊的部署速度卻以月計。股價也會受到大宗商品價格波動，以及大型消費市場出口政策變化的影響。
風險、政策轉變與品質檢驗
貿易壁壘可能改變成本效益評估。提高關稅、要求採購在地產品，或新增安全審查，都可能限制產品銷往部分市場。各國政府對於關鍵基礎設施所使用設備的來源十分敏感。
品質與標準和價格同樣重要。買家會要求符合 IEC 或 IEEE 標準，且往往堅持進行工廠檢驗、型式試驗，以及提供現場試運轉支援。必須運轉數十年的高壓設備，需要完善的保固與服務網絡。
投入成本則是另一項變數。銅、鋁與取向性電磁鋼片是變壓器與電纜的重要材料。若價格大幅上漲，即使訂單充足，利潤率仍可能遭到壓縮。再生能源專案與電動車成長也會消耗相同材料，可能進一步緊縮供應。
供應能跟上 AI 擴建速度嗎
AI 快速普及與能源基礎設施緩慢擴建之間，確實存在落差。大型變壓器接單後，製造就可能需要 12 至 24 個月，後續運輸與安裝還要花更多時間。工廠擴產則需要添購設備、培訓焊接人員，並確保鋼材供應穩定。
提升效率有助於緩解壓力。改善資料中心的電力使用效率，並採用效率更高的加速器，可降低單位運算所需的能源。國際能源總署在基本情境中仍預期，直到 2030 年，資料中心用電量的成長速度都將高於其他產業，其中大部分增幅來自美國與中國。這項預測凸顯持續投資電網與妥善規劃採購的必要性。
目前已開始採用權宜方案。開發商將資料中心與電池儲能搭配，以平抑負載波動並確保備援電力；在法規許可之處，也會增設燃氣渦輪機或固態氧化物燃料電池等現場發電設備，並簽約採購新建風電與太陽能電廠的電力。輸電規劃單位正擴大使用高壓直流輸電，將大量電力輸送至新的運算樞紐。美國新增核電容量不太可能在 2028 至 2030 年前投入運轉，這代表變壓器與開關設備的需求壓力，未來數年仍將居高不下。
重點整理
- AI 資料中心正在改變電力需求，推升全球變壓器與開關設備需求。
- 中國前十個月的變壓器與氣體絕緣開關設備出口，分別成長 37.8% 與 28.5%，高於出口總額 5.3% 的增幅。
- 分析師指出，美國買家偏好日本與南韓供應商，但這些供應商的訂單排程長達數年，促使新興市場轉向中國大陸供應商。
- 國際能源總署預測，資料中心用電量到 2030 年可能增加近一倍，增幅主要來自美國與中國。
- 產業估算指出，若供電增幅落後，資料中心可能使美國到 2028 年前面臨最高 20% 的電力短缺。
- 瑞銀目前預測，2028 至 2030 年中國電力需求每年將增加約 8%，其中 2.3 個百分點來自 AI 資料中心。
- 投資人正轉向電力設備、儲能與金屬類股，中國企業也成為受惠者之一。
- 風險包括關稅與安全審查、製造交貨期漫長，以及銅、鋁與電磁鋼片成本波動。
