AI电荒，谁能救场？|| 新质π

2025年深秋的11月，美国弗吉尼亚州阿什本（Ashburn），这是被称为“数据中心之都”的地方，正深陷一场电力短缺的危机。由于谷歌、亚马逊、微软、Meta等AI巨头集中在此建设数据中心，让这个不起眼的小镇成为世界上70%互联网流量的必经之地。

在数据中心毫不起眼的外表下，隐藏着的却是名副其实的“电力黑洞”。它们每年耗电量超过20亿度（2太瓦时），相当于一座人口2000万级别超大规模城市一年的用电总量。当电力供应捉襟见肘，掌管输变电的变压器，俨然成为卡住AI巨头脖子的命门。

作为电网升级的“心脏部件”，变压器在美国本土产能严重不足，80%依赖进口。而且数据中心的变压器大多需要定制化，交货周期更是从50周延长至127周。咨询公司伍德麦肯兹警告，美国变压器市场已到危急关头，在建中的数据中心延期已成定局。

同一时刻，被称为“世界变压器之都”的常州，这里的数字化车间正热火朝天，与时间赛跑。为海外电网客户制造的同等级变压器，在定制的硅钢片制成主体上，需要进行严苛的72小时满负荷试验。温度、振动、局部放电量，所有指标都是绿色，方能放行。

厂区外，是整装待发的重型卡车，它们的目的地是沙特吉达、德国汉堡、印尼雅加达、智利安托法加斯塔。这些钢铁巨兽将在未来数月内，成为不同大陆电网的新心脏。

全球性的变压器短缺，让这颗星球上最大的两个经济体，被电力撕裂成两个平行宇宙：一边是AI算力需求指数级爆发，让羸弱的电网不堪重负；另一边是工业克苏鲁的订单纷至沓来，让基建狂魔的称号再次封神。

透过这场被称为“继芯片之后最严峻瓶颈”的危机，国家的命运，产业的兴荣，企业的变迁，以及几代工程师的人生轨迹，都被封印在被誉为“工业心脏”的高压变压器中。

1978-1990：铁与纸的交响曲

1978年，改革开放的初年，全中国发电量仅为2566亿千瓦时，不到美国的八分之一。每个中国人年均用电量仅为261度，相当于如今一个普通家庭十天的用量。对电力的巨大渴求，对于正准备起跑的中国经济来说，是不可言说的隐痛。

在当时的上海，外滩的夜色远不及如今绚烂，仍有大片区域笼罩在黑暗中。工厂普遍实行“开四停三”，居民区轮流限电也是家常便饭。国家计委的一份内部报告明确写道：“电力短缺已成为制约国民经济发展的首要瓶颈。”

在这种饥渴中，中国开启了第一轮大规模的电力建设。但一个残酷的现实摆在面前：我国无力研制500千伏及以上输变电设备，只能100%依赖进口。

1981年，中国第一条500千伏超高压输电工程——平武线（平顶山至武汉）建设进入关键阶段。在湖北变电站工地上，德国西门子的工程师正在安装核心变压器。当中方技术人员想靠近观察内部结构时，外方负责人礼貌而坚决地拦住了他们：“这部分涉及专利技术，请回避。”

翻译低声补充：“他们说，我们看了也学不会。”

这一幕，刺痛了现场每一位中国工程师。时任水电部副部长李锐在回忆录中写道：“我们花钱买设备，却买不来技术尊严。”

大家都清楚，尊严不靠施舍，而是靠实力。在沈阳铁西区，沈阳变压器厂（沈变）的三层红砖厂房里，副总工程师朱英浩正在灯下研究一堆外国技术资料。这些资料是通过各种渠道搜集而来，不成体系，而且大多已经过时。

靠这些实现平地起高楼，谈何容易？

改变命运的时刻，发生在1985年。葛洲坝电厂需要一台500千伏、360兆伏安三相有载调压自耦变压器。鉴于国内尚无成功先例，电厂选择了“双保险”：向日本日立公司订购一台作为主用，同时将研发任务交给沈变作为“备用”。

“听到‘备用’两个字，全厂上下都憋着一口气。”当时的一位青年技术员记忆犹新，他回忆说，“朱总和大家讲，这是我们最好的机会——压力小，期望低，正好放手一搏。”

朱英浩带领团队开始了长达10个月的攻关。没有计算机辅助设计，他们用计算尺和手绘图纸；没有先进的试验设备，他们改造旧设备，在零下30度的寒冬里做低温试验。

决定性能的关键是绝缘材料。日本产品采用当时最先进的Nomex纸，而中国只能获得性能差一等的普通绝缘纸。朱英浩团队并没有认命，反复死磕，终于创造性地发明了多层复合结构，通过改变纸层排列方式和浸渍工艺，硬是将绝缘性能提升了40%。

1986年6月，沈变的变压器率先运抵葛洲坝。在场所有人都屏住呼吸。最终结果，全部指标，一次试验通过！

葛洲坝水电站全貌

作为主用的日立的产品，两个月后才姗姗来迟。安装、调试、合闸……运行不到10分钟，监控室突然警报大作，结果显示，变压器内部被击穿。现场的日方工程师忙作一团，反复检查，最终低头承认了设计存在缺陷，需要返厂。

现场总指挥当机立断：“启用备用变压器！”

沈变由备用转为主用，产业更替的序幕由此徐徐拉开。合闸的瞬间，伴随着低沉的嗡鸣声，仪表盘上所有指针平稳地划出优美弧线。此后的三十多年间，它一直平稳运行，比设计寿命还长了十年。

多年后，已成为中国工程院院士的朱英浩在自述中写道：“葛洲坝那一夜，我们证明的不仅是一台设备，更是一种可能性——中国人能在最高端的电力装备领域，走自己的路。”

1991-2008：特高压的无人区

进入90年代，与中国经济加速奔跑一样，电力需求也以每年超过10%的速度递增。一个新的结构性矛盾日益凸显：75%的煤炭资源分布在我国的北部和西部，而70%的电力负荷则集中在东部沿海。

这意味着，要么“运煤”，要么“输电”。

当时的铁道部进行了多轮测算，但结果令人绝望。要将山西的煤运到上海，需要修建10条大秦铁路，且沿途损耗和污染巨大。唯一的出路是建设远距离、大容量、低损耗的特高压电网，将电压等级从500千伏直接跃升至1000千伏以上。

这种设想并非首创，可这种技术路线已经被西方判了“死刑”。美国在70年代投入巨资研究，最终因技术受阻而放弃；苏联建设了1150千伏的试验线路，但从未商业化运行。国际大电网会议（CIGRE）的权威专家曾断言：“特高压的经济性和可靠性无法兼顾。”

1995年，国家科委组织了一场秘密论证会。会议连续开了三天，争吵激烈。反对派认为这是“技术大跃进”，会导致天量资金的浪费；支持派则以时任总理李鹏的一句话作为回应：“这件事关系到下个世纪中国经济的命脉，再难也要搞。”

最终，一张写着“同意启动特高压前期研究”的批件，送到了刚成立不久的国家电网公司。

特高压的成败，首先取决于变压器能否造出来。国家将攻关任务交给了四家企业：沈阳变压器厂（沈变）、保定天威保变（保变）、西安变压器厂（西变），以及当时还只是新疆小厂的特变电工。

当时的想法，是让每个企业资源聚焦，分别攻坚一块“硬骨头”：

沈变负责

1000千伏交流变压器的总体设计，

保变攻关

±800千伏直流换流变压器，

西变主攻套管和分接开关，

特变电工承担难度相对较低的并联电抗器。

真正的“鬼门关”，还是卡在了绝缘系统上。美国GE公司曾尝试用特种陶瓷材料，可造出的变压器成了重达7000吨的“怪兽”，根本无法运输安装。日本东芝的方案则将变压器分解为多个模块，但连接复杂，能否可靠运行，不得而知。

2003年，在西安召开的第三次联合攻关会上，气氛凝重。试验数据显示，所有方案都达不到设计要求的绝缘强度。会上有人提出，是不是可以尝试用纸做绝缘材料。但很快有人反对，认为这是被淘汰的技术。

这场争论给了技术团队灵感。他们发现，问题的关键不是材料本身，而是电场分布的均匀性。在一种叫芳纶纤维的材料上，有独特的“分层渐晕”结构，不仅可以耐高温，还让电场强度沿着绝缘纸表面呈梯度下降，避免局部放电。

更大的突破来自工艺。通过添加不同配比的短切纤维和沉析纤维，进行反复尝试，再采用真空浸渍和阶梯固化的工艺，终于将此前从未有人见过的特高压专用绝缘纸，从图纸变成了现实。

2005年春天，第一台1000千伏特高压试验变压器在西变车间组装完成。当它通过全部型式试验时，现场许多人流下了眼泪。这台变压器仅重580吨，还不到美国方案的十二分之一。

2009年1月6日，世界首条1000千伏特高压交流试验示范工程（晋东南—南阳—荆门）正式投运。从湖北荆门变电站的控制室，工程师按下了合闸按钮。瞬间，1000千伏的电力开始奔涌，将山西的煤电送往华中大地。

那一天，四家企业参与攻关的工程师们，不约而同地回到了各自的实验室。没有庆功宴，他们知道，只是闯进了无人区，还远未看到终点线。

2009-2022：智能网的加速键

特高压的成功，让中国电力装备产业拿到了全球入场券。但新的挑战接踵而至：新能源革命和数字化浪潮。

到2015年，中国风电、光伏装机已居世界第一，但这些“靠天吃饭”的电源，给电网造成了巨大波动。同时，东部地区的数据中心如雨后春笋般涌现，这些“吞电巨兽”对供电质量极为敏感，要求达到了毫秒级。

早在2009年，国家电网就首次提出“坚强智能电网”概念。到了2013年，国家电网公司董事长刘振亚给出了定义：即网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的能源互联网。以他的构想，未来的电网，应该是电力流、信息流、业务流的高度融合。

这意味着，变压器不能只是被动的“电压转换器”，而必须是电网的“智能节点”——能够感知自身状态、与电网互动，甚至预测故障。

一场新的技术革命在产业层面展开。工信部启动了“智能电网装备专项”，科技部设立了“能源路由器”重点研发计划。2018年，中国电气装备行业诞生了一个新名词：数字孪生变压器。

这是一场人类历史上规模最大的能源转型升级史诗，其中的主角也已经变了模样。昔日的“老大哥沈变”，已经在2003年因经营不善被并购重组。而主导此次交易的，正是当年的“老幺”特变电工。它的逆袭故事，浓缩了中国电力装备企业的进化史。

2009年，特变电工董事长张新做出了一个冒险决定：投资20亿元，建设自己的取向硅钢生产线。

“所有人都说我疯了。”张新回忆，“但我知道，没有核心材料，我们就永远受制于人。”

取向硅钢被称为“钢铁艺术品”，其磁畴取向必须高度一致。日本新日铁的技术严格保密，中国每年要花费数十亿美元进口。

特变电工变压器技术团队与宝钢股份硅钢事业部成立联合实验室。联合团队在1100摄氏度的退火炉旁一待就是几个月。他们发现，控制磁畴的关键在于冷却曲线中一个仅持续0.3秒的相变窗口。

2012年，第一批国产高端取向硅钢下线。检测数据显示，铁损值比进口产品低8%。这意味着，每台变压器每年可减少损耗数万千瓦时。

在衡阳的数字化工厂，一台变压器的诞生过程宛如科幻电影：

硅钢片通过激光导航

AGV小车精准送达；机械臂以0.1毫米的精度进行剪切和堆叠；每绕制一个线匝，传感器实时监测张力和圆整度；真空浇注环节，智能系统控制着十万分之一大气压的真空度和±0.5℃的温差。

2022年，特变电工中标沙特电力公司（SEC）的百亿级大单。这不是简单的设备出口，而是提供“变压器+传感器+云平台”的全套解决方案。

在沙特沙漠中，特变电工的变压器内置了128个传感器，实时监测温度、振动、油色谱和局部放电。数据通过卫星传回监控中心，AI模型能提前48小时对潜在故障风险进行预测，避免变电站停运造成损失。

“这不仅仅是设备，这是一个会思考的电力系统”，沙特SEC高层在验收后，啧啧赞叹。

2023至今：AI狂潮的两重天

2023年，ChatGPT的横空出世，引发了全世界对算力的疯狂追逐。这背后隐藏着一个残酷的物理规律：算力的增长，本质靠的是电力的堆积。

英伟达CEO黄仁勋在一次演讲中展示了一张图：训练一个大语言模型的耗电量，相当于10万个美国家庭一年的用电量。

微软、谷歌、Meta纷纷公布千亿级的数据中心投资计划。但很快，他们撞上了一堵墙——电网容量。在爱尔兰，亚马逊的数据中心项目因电网无法接入被推迟；在美国亚利桑那州，谷歌不得不自建变电站。

国际能源署（IEA）在2024年报告中警告：“全球数据中心耗电量将在三年内翻番，其中AI占比超过三分之一。”电力，这个最为古老的工业基础，突然成为了最前沿科技竞赛的战略瓶颈。

危机给AI巨头们关上了门，却为中国电力装备企业打开了一扇前景无限的窗。

2024年，中国企业境外电力项目签约总额达到672.8亿美元，同比增长高达31% 。其中，直接关乎电网建设的输变电领域斩获了99.1亿美元的订单，同比增长18.4%。中国电力技术装备有限公司（中电装备）更是在境外输变电项目签约额上拔得头筹。全球对稳定高效电力基础设施的渴求，正迅速转化为对中国解决方案的庞大采购需求。

更重要的是，在欧美厂商普遍需要18至24个月甚至更长的交付周期时，中国企业能提供10至14个月的快速响应。对于全球数据中心现存的海量GPU芯片来说，每天都在产生亿计的折价，时间差就成了最昂贵的竞争力。

也在同一年，“东数西算”这一国家战略从蓝图走向大规模建设。在甘肃庆阳，一个投资超过2000亿元、规划建设80万架标准机架的全国一体化算力网络枢纽正加速成形。

能托举起“中国算谷”雄心的，是背后强大的电力基座。为此，国家电网开辟了供电服务绿色通道，超前规划电网布局，并启动建设专用的330千伏和110千伏变电站，只为确保数据中心集群“电等项目”，而非“项目等电”。这种将算力布局与电网规划深度协同的模式，使庆阳园区在2024年底即形成超19000P的算力规模。

“煤都”山西大同的故事则更具戏剧性。2024年，大数据产业用电量占全市用电量的两成以上，首次超过了煤炭行业。

依托丰富的风光新能源，大同成功将数据中心PUE值（电源使用效率）控制在1.2以下，打造出“高绿电+低能耗”的全球绿色算力成本洼地。中国高端电力装备产业所支撑的，不仅是稳定的电力，更是高质量、低碳的“绿电算力”，这是中国在AI时代参与全球竞争的坚实底气！

2025年6月，国际电工委员会绝缘套管分技术委员会（IEC/SC36A）年会在北京召开。会议研讨的“电容式套管”，是超高压变压器的“咽喉”部件，负责将内部高电压引出油箱，其可靠性直接决定整台变压器的安危。

就在这次会议上，中国不仅成功主导立项了“电容式套管抽头适配器”的新国际标准项目，更首次担任了该委员会工作组召集人。这意味着，在决定超高压变压器“咽喉要道”技术规则的顶层舞台上，中国首次掌握了议程设置权和主导起草权。

从朱英浩院士带队攻克设备，到中国企业领军制定国际规则，中国电力装备产业从低谷一点点向上攀爬。经过近四十年的风雨，从追赶，到并跑，实现了从“产品输出”到“技术输出”，迈向“标准与规则输出”的最终超越。

如今，全球电力装备产业版图上，中国不仅在制造端所向披靡，更是将标准插上世界之巅。

尾声

2025年12月17日，美国加州圣克拉拉的英伟达总部，黄仁勋邀约了25家电力领域的顶级初创公司，针对AI时代数据中心电力短缺问题，进行闭门研讨。他充满焦虑地预警：若电力问题无法破解，再先进的芯片、再强大的模型，都只是“无法启动的空壳”。

而美国能源部《变压器供应链安全评估报告》的数据则充满无奈：美国电力变压器的平均交货期已延长至42个月，缺口达35%。报告还说：“如果不采取紧急措施，到2030年，变压器短缺将直接导致2.3万亿美元的经济损失。”

巧合的是，一个月后的2026年1月17日，中国国家能源局向全世界宣布：2025年，中国全社会用电量首次突破10万亿千瓦时！这刷新了人类历史的新纪录，它不仅相当于美国全年用电量的两倍多，也高于欧盟、俄罗斯、印度、日本四大经济体全年用电量的总和。

根据中国电力企业联合会的《2025年全国电力工业统计快报》统计，信息传输和软件服务业用电量同比增长17.0%。更关键的是：中国变压器出口额同比增长39.2%，高端产品占比首次超过50%。

在AI浪潮以前所未有的速度重塑世界时，再次验证了一个古老真理：任何宏伟的数字未来，都必须建立在坚实的物理基座之上。备受关注的变压器，表面上是产品和技术的竞争，实则是对发展哲学的考验：到底是选择投资下一个时代，还是只对下一个财报负责？

所幸，在四十年前，朱英浩院士和中国电力装备人做出了响亮的回答。

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754 原创首

作者简介：品牌战略与市场营销高管，商业传记作家，致力破解AI时代企业的转型、变革与增长之惑。

开白名单 duanyu_H｜投稿 tougao99999

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