19 Terawatt:人类的能源平衡人工生成
人工生成人工生成人工智能法案第50条要求,人工生成的图像、音频和视频必须可识别、可机读地标出。这个符号是欧盟委员会的官方基础图标。使用它是自愿的,标注义务不是。机器生成: 文字 · 图像. 有人在驾驭。McGrinsey Living Intelligence SystemsMcGrinsey Living Intelligence SystemsLI: 各种活的智能。 McGrinsey 把常规智能和新的智能收成活的智能系统。这些机器与人共生的系统一起工作,为每一种智能提供最精的认识。
MCG Research · 能源 01 · August 2026

19 太瓦

人类在持续运行中消耗这么多功率。每一秒,全年如此。本报告拆解这个数字:能源从哪里来,其中多少是电,多少进入数据中心,以及太阳在同一时刻免费提供多少。

01 · 持续功率
19,0TW
人类平均功率消耗,2025

能源消耗几乎总是按年总量给出,而年总量对谁都说不出什么。 600 艾焦艾焦 是世界核算年能源的单位。一艾焦是 10^18 焦耳。更方便的是: 1 EJ = 277,78 太瓦时,而整个德国一年大约消耗 12 EJ。 不是一个你能想象的数字。

把它除以一年的秒数,它就变得具体可感: 19 太瓦持续功率。人类是一台永久以 19 万亿瓦 运行,也就是 19.000 十亿瓦。这才是真正的关键数字,本报告中的其他一切都是它的一部分。

600EJ
一次能源一次能源 是一开始投入的一切:开采的石油、燃烧的煤炭、转子中的风。最终到达的更少,因为每次转换都有损失。因此电只是其中的五分之一。 2025
相当于 166.792 TWh。比 2024 年增加 1,7%,再次创下最高纪录。
2.312W
人均,持续
世界平均值。每年 20.266 千瓦时,覆盖全部 8,2 十亿人。
24
能源奴隶
你的身体以大约97瓦运转。你周围的技术以24倍运转。
86,3%
化石占比
600艾焦中的518来自石油、煤炭和天然气。
这24个能源奴隶是本报告中最直白的句子。 这个星球上的每个人平均支配着两打身体的持续功率。不是比喻,是物理。世界平均值掩盖了一切:在工业国家远超一百,在非洲广大地区只有少数。
02 · 它从哪里来

六个来源,其中三个占86%

图 1 2025年按来源划分的全球一次能源

总计600,45艾焦。每个部分的宽度是其占比。

石油 201 EJ 煤炭 166 EJ 天然气 151 EJ 核能 31 EJ · 5,2 % 水力 16 EJ · 2,7 % 可再生能源 35,5 EJ · 5,9 %
石油 33,5 % 煤炭 27,6 % 天然气 25,1 %
数字表格
来源艾焦TWh占比
石油201,055.83333,5 %
煤炭166,046.11127,6 %
天然气151,041.94425,1 %
核能31,08.6115,2 %
水力16,04.4442,7 %
可再生能源35,59.8475,9 %
总计600,5166.792100 %
来源:Energy Institute, Statistical Review of World Energy 2026(第75版,2026年6月)。可再生能源包括风能、太阳能、生物质能和地热能。水电和核电单独列出。

有意思的数字不在图表里,而在增长里。可再生能源在2025年增加了3,3艾焦,增幅百分之十,仅太阳能就占了这一增长的71%。这是首次在非衰退时期,可再生能源成为整个能源供应中最大的增长来源。

尽管如此:化石能源板块几乎不动。86,3%。两者同时成立,只引用这两个数字中一个的人讲的是故事而不是事实。

03 · 电力只是五分之一

大家都在谈的能源转型,发生在系统的19%里

讨论能源时,几乎总是指电力。但电力只是 19,0% 全球一次能源的:约31.700 TWh,共166.792 TWh。

另外81%是燃烧,从不经过线路:交通、工业过程热、供暖、水泥窑和钢铁高炉。那里的转型更难、更贵、更慢,那里才是未来二十年真正的工作。

图 2 占整个系统的份额

电力在一次能源中的位置。

一次能源总计
100 %
其中电力
19,0 %
其中数据中心
0,29 %
基准2025。数据中心作为一次能源的份额,而非电力的份额。
图 3 2025年电力市场发生了什么

同一年的四个量,画在同一轴上。所有数值单位为 太瓦时一太瓦时 是十亿千瓦时。一个德国家庭每年大约消耗3.000 kWh,因此一TWh大约能供应 330.000户家庭。不要和太瓦混淆:那是功率,瓦时是电量。.

可再生能源总计
10.730
煤电
10.476
太阳能总计
2.778
仅太阳能增长
+636
全球数据中心
485
数字表格
规模TWh发电份额
可再生能源总计10.73033,8 %
煤电10.47633,0 %
太阳能总计2.7788,8 %
2025年太阳能增长+636比上年+30 %
全球数据中心4851,53 %
来源:Ember, Global Electricity Review 2026 (April 2026), 2025年数据。数据中心:IEA, Energy and AI.
2025年可再生能源以33,8%超过了煤电的33,0%。 大约一百年来首次。 太阳能单独覆盖了全部需求增长的75%,与风能一起是99%。化石燃料发电没有上升,而是略微下降了38 TWh。
04 · 上面到达的

太阳提供九千倍

地球上持续接收约173.000 太瓦太瓦 是一万亿瓦,也就是 1.000十亿瓦。一个好的灯泡需要10瓦。 1 TW = 1.000.000.000.000 W 太阳功率。人类消耗19。

9.000个小方块每个代表全人类持续消耗的功率。 一个小方块,左上角这是我们的份额。其余的到达后又离开。

上面的图是四舍五入的,因为精确数字对谁都没帮助:比例约为1比9.000。谁需要精确的:19,0比173.000太瓦,也就是1比9.092,或0,011%。

换句话说,这是要记住的版本: 人类一整年消耗的能量,太阳在不到一小时内就能提供。

这个数字不是支持任何一种技术的论据。它是一种定位,而且是把通常辩论颠倒过来的定位。

人类的能源问题不是数量问题。它是收获、储存、运输和时机的问题。原料极其丰富,每秒钟都在抵达,不管我们取不取用。

中间部分 · 大有多大

大数字是理解断裂的地方

大约到一百,每个人都能想象出点什么。之后数字就变成了词,而词可以跟着说却不理解。

特别棘手的是语言之间的跳跃:英语的 billion 是德语的 Milliarde,不是 Billion。谁要是搞混了,就差一千倍。所以在这份报告里,每个真正的大数字旁边都有翻译。

下面的梯子是这份报告所处的整个量级。突出的那一级是人类作为整体进行计算的那一级。

每一级都是乘以一千。这听起来无害,却是再走三步后想象力就跟不上的原因:从百万到万亿的距离,和从一到百万一样。

10³ · Kilo
1.000
千
一个电热水壶耗电 2 千瓦。
10⁶ · Mega
1 Mio.
百万
一个大型风车提供 5 兆瓦。
10⁹ · Giga
1 Mrd.
十亿 (英语 billion)
一座核电机组功率约 1 吉瓦。
10¹² · Tera
1 Bio.
万亿 (= 1.000 十亿)
人类在这里计算:19 太瓦。
10¹⁸ · 艾
1 百亿亿
百亿亿
年平衡的单位:600 艾焦。
往下同一把梯子还继续。 毫是千分之一,微是百万分之一,纳是十亿分之一。单个人工智能请求约为 0,24 瓦时,也就是 240 毫瓦时。你大约需要 4.200 个才能凑成一千瓦时,在德国这大约花 35 欧分。从全球数据中心到单个问题隔着十五个十倍台阶,两端都出现在这份报告里。
05 · 人工智能拿走什么

数据中心占全球电力的 1,5%。而这是个错误的问题。

485TWh
数据中心 2025
全球所有,不只是人工智能。比上年增 17%。
1,53%
占全球电力的份额
在整个一次能源系统中是 0,29%。
55,3GW
持续功率持续功率 是年消耗量分摊到一年中每一秒。它让那些通常只以年总量出现的量变得可比较,并显示必须有多少发电厂持续运行。
把全世界的计算想成一台机器。
945TWh
2030 预测
相对 2024 年翻倍。接近全球电力的 3%。
图 4 数据中心的用电量,路径与情景

2024 和 2025 的实际值,2030 基础预测,2035 的三个情景。2030 年起的扇面不是测量的模糊,而是一个开放的决定。

实测 基础预测 2035 情景
2024(实际)
415
2025(实际)
485
2030(基准情形)
945
2035 · 逆风
700
2035 · 高效率
970
2035 · Lift-Off
1.700
数字表格
年份和情景TWh全球电力占比
2024 实际415约 1,5 %
2025 实际4851,53 %
2030 基准情景945近 3 %
2035 逆风700低于 2 %
2035 高效率9702,6 %
2035 Lift-Off1.7004,4 %
来源:IEA, Energy and AI. 数值适用于所有数据中心,人工智能是其中一部分。加速器服务器每年增长 30%,传统服务器每年增长 9%。
单一年份的太阳能增量大于全球所有数据中心的总耗电量。

636 对 485 太瓦时。太阳能在 2025 年十二个月内新增的发电量,超过了全球所有数据中心同年的总消耗。这是现有最站得住的尺度,用来衡量人工智能会不会撑爆电网。

全球层面的答案是:不会。到 2030 年,数据中心占全球电力需求增长不到百分之十。空调、电动汽车和普遍电气化要多得多。

地方层面的答案是:会,而且很会。到 2030 年全部增量约 80% 落在美国和中国。要是弗吉尼亚某个县或贵州某个省一下子多出工业国级别的负荷,全球平均那点安慰对当地人毫无用处。 问题不在量。问题在分布和接入。

关于单次请求。 Google 测得 Gemini 文本请求中位数为 0,24 瓦时,OpenAI 称平均一次 ChatGPT 请求约 0,34 瓦时。按 0,24 Wh 算,你大约需要 4.167 次请求才到一千瓦时。这些数字适用于短文本请求。推理模型、长上下文、图像和视频生成要高出一到两个数量级。谁引用这些数字却不说明指哪种请求,等于什么都没说。
06 · 人工智能带来什么

只有当这工具开发出的能源多于它消耗的,这笔账才算得过来

人工智能的消耗侧已经测得很清楚。收益侧则不然,而恰恰在那里决定人工智能在能源系统中是成本项还是杠杆。

今天能证实的,和所宣布的差别鲜明。两者必须分开来看。

已证实

托卡马克中的等离子体调控。 DeepMind和EPFL已经证明,深度强化学习能控制聚变反应堆的磁线圈,使复杂等离子体形状保持稳定。自2025年10月起,与Commonwealth Fusion Systems的合作已启动,旨在将同一方法应用到一个要向电网供电的反应堆上。

材料搜索。 机器学习把新晶体结构的搜索空间扩大了几个数量级。对电池、催化剂和太阳能电池来说,这才是瓶颈,不是制造。

预测。 天气和负荷预测是最不起眼也最有效的应用。风电和太阳能,如果其并网量能提前几小时更准确知道,在交易中就更值钱,也需要更少的备用容量。

已宣布

电网自身的秒级优化、电厂的自主运营、人工智能设计的反应堆方案。这些是认真的项目,但没有可靠的收益数字。我们在这里把它们当作未决项,而不是证据。

必须用这个尺度来衡量: 数据中心如今抽取55吉瓦持续功率。如果人工智能支持的预测让全球风电和太阳能并网量的利用率提高几个百分点,以10.730太瓦时可再生能源发电量计,那就是三位数的太瓦时。这笔账还没人好好算过。它是问题的核心。
07 · 下面那一层

钢铁、水泥、化工:艾焦耳背后的物理

能源是抽象。下面是物质层,这就是81%非电力部分如此顽固的原因。

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung精确建模这一层面于 REMIND,它的综合评估模型。自版本3.1起,四个工业分支被单独建模:水泥、化工、钢铁和其他工业。对钢铁,里面有一个基于过程的模型,跟踪各条生产路线的成本、能源和材料投入,而不是把钢铁当成一个数字。

对能源报告来说,这是关键分辨率:不是工业抽多少艾焦耳,而是哪个物理过程在抽,以及它能不能电气化。

图5 占工业终端能源的份额

三个分支合计几乎占工业能源投入的一半。

钢铁
23 %
化工
14 %
水泥
7 %
来源:Geospatial Model Development 17, REMIND 3.1.0 (2024)。工业占全球燃烧和过程CO2排放的26%。
来自REMIND基准情景的两个数字给后续一切定了框:工业能源需求要到 2070年左右才达到峰值,约每年273艾焦耳。其中电力份额在基准情景升到28%,在气候政策下则到45到49%。这两条路径的差别才是真正的调节旋钮,不是数据中心建设。

水泥是其中的硬骨头。大约29%的直接工业排放来自它,其中很大一部分不是在加热时产生的,而是在石灰石煅烧时化学产生的。即使有百分之百的绿色电力,你也消除不了这部分。它需要另一种工艺或捕集。

08 · 我们从中得到的启示

数量不是问题

在1比9.092相对于太阳辐射的情况下,可用能源不是硬性界限。收获、储存、电网和时机才是。

人工智能在能源上规模小,在局部却很大

全球一次能源的0,29%,但增长的80%在两个国家。谁谈论人工智能和能源,必须说清楚是在哪个层面。

收益端在辩论中缺失

人工智能消耗的能源被测量。它开辟的能源被声称。填补这一空白是最有趣的开放工作。

电力是五分之一

电网之外81%的燃烧只得到了它们应得关注的一小部分。

本报告是开端。 它按年度分辨率运作,因为全球数据状况给不了更多。对德国来说,Fraunhofer ISE的Energy-Charts有一刻钟间隔的分辨率。下一个扩展阶段正是这种收窄:世界数字作为框架,一个电网区域的高分辨率现实作为证据,以及一个数据中心在其中实际造成什么的问题。
数据基础
  • Energy Institute, Statistical Review of World Energy 2026, 第75版,2026年6月。2025年一次能源按来源。 energyinst.org/statistical-review
  • Ember, Global Electricity Review 2026, 2026年4月。2025年全球发电,可再生能源和煤炭份额,太阳能增长。 ember-energy.org
  • IEA, Energy and AI. 数据中心的电力消耗,2030年基准情形和2035年情景。 iea.org/reports/energy-and-ai
  • Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, REMIND 3.1.0, Geoscientific Model Development 17-2024。工业分支,终端能源份额,电气化路径。 gmd.copernicus.org
  • Google Cloud, 一次Gemini请求的能源需求测量,2025年8月。 cloud.google.com
  • Fraunhofer ISE, Energy-Charts. 高分辨率电网数据的参考。 energy-charts.info

McGrinsey换算:1 EJ = 277,78 TWh。持续功率超过31.557.600秒。人均值基于8,23十亿人。百分比值已四舍五入,总和可能偏差0,1。