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環(huán)球零碳

碳中和領(lǐng)域的《新青年》

來源：HiCloud

撰文：小明

編輯：小瀾

→這是《環(huán)球零碳》的1887篇原創(chuàng)

人工智能的“高歌猛進”，帶動算力需求急劇增長，陸地數(shù)據(jù)中心的能耗與空間瓶頸日益凸顯時，人類正將目光投向深遠太空和深邃藍海，“算力上天”和“算力入?！睆目苹米呦颥F(xiàn)實。

破解算力能源卡脖子問題，出路在 “星辰大海”。中美等國開啟了太空算力+海底算力雙線并進的方案。

01

算力入海

2月10日，全球首個實現(xiàn)“海上風(fēng)電直連”的海底數(shù)據(jù)中心示范項目——上海臨港海底數(shù)據(jù)中心正式啟用。

該項目創(chuàng)新采用“海上風(fēng)電直聯(lián)+海水自然冷卻”雙技術(shù)融合，將海洋冷卻、風(fēng)電供能、模塊化建設(shè)與智能化運維深度融合，實現(xiàn)了海上綠電與海底算力的協(xié)同發(fā)展。

所謂“海風(fēng)直連”，是將海上風(fēng)電與海底數(shù)據(jù)中心直接聯(lián)通的供電模式，通過專屬的海纜，將風(fēng)機發(fā)出的綠色電力直接輸送至海底的數(shù)據(jù)艙，從而大幅提升能源利用效率，降低傳輸損耗。

這個名為上海臨港海底數(shù)據(jù)中心的項目，總投資16億元，其中電源規(guī)模24兆瓦，分兩期建設(shè)。近期啟用的是一期示范工程，裝機規(guī)模2.3兆瓦。該工程拆除并重建了陸上集控中心，并新建了1座立式數(shù)據(jù)艙，敷設(shè)了2條35千伏主海纜。

據(jù)測算，與陸地數(shù)據(jù)中心相比，海底數(shù)據(jù)中心以海水為自然冷源、海上風(fēng)電綠電直供，實現(xiàn)省電22.8%、省水100%、省地90%以上，PUE（電源使用效率）穩(wěn)定在1.15左右。

其實，早在2015年，微軟就在太平洋海域?qū)λ聰?shù)據(jù)中心開展了為期105天概念驗證；2018年，又在蘇格蘭奧克尼群島海底117英尺深處部署了名為“北方群島”數(shù)據(jù)中心（內(nèi)置864臺服務(wù)器），并在兩年后打撈上岸分析，故障率僅為陸地數(shù)據(jù)中心的1/8，PUE值低至1.07。

在海底算力方面，中國則實現(xiàn)了并跑甚至領(lǐng)跑。

早在2023年3月，全球首個商用海底數(shù)據(jù)中心在海南陵水下水，中國也實現(xiàn)了“從0到1”的突破；2025年2月，又下水了海底智算數(shù)據(jù)艙，與正在運營的海底數(shù)據(jù)中心相鏈接，海南海底智算中心正式形成。

上海臨港項目可以視為海底數(shù)據(jù)中心的“2.0版”，不僅實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、材料、散熱等技術(shù)的升級，更實現(xiàn)了“海風(fēng)直連”的首創(chuàng)突破。

海南陵水、上海臨港成為海底數(shù)據(jù)中心的“首秀”之地，并非偶然，可以說集齊了“天時、地利、人和”：

從政策環(huán)境看，海洋經(jīng)濟上升為國家戰(zhàn)略，2025年政府工作報告首次寫入“深?？萍肌保Ｑ蠼?jīng)濟向縱深發(fā)展；

從地理位置看，海南陵水、上海臨港分別地處南海、東海之濱，擁有獨特的海域和氣候條件，為海底數(shù)據(jù)中心提供了天然試驗場；

從自身需求看，海南自由貿(mào)易港建設(shè)、上海數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展都需要強大的算力，但都面臨著空間、淡水資源等制約。

02

算力上天

說到太空算力，就不得不提太空探索技術(shù)公司（Space X）創(chuàng)始人馬斯克，可以說“以一己之力，帶火了整個宇宙”。

去年11月，馬斯克在X平臺稱，“隨著星艦的問世，大規(guī)模部署太陽能人工智能衛(wèi)星的道路終于得以開辟。這也是我所認為的，唯一一條能夠?qū)崿F(xiàn)每年1太瓦人工智能算力部署的路徑”；

今年1月，Space X向美國聯(lián)邦通信委員會提交申請，計劃在近地軌道部署100萬顆衛(wèi)星，并構(gòu)建全球首個在軌太空數(shù)據(jù)中心；

2月，Space X宣布全資收購?fù)邱R斯克創(chuàng)立的人工智能初創(chuàng)公司xAI，計劃于2026年6月上市，估值或超1.5萬億美元，“太空AI帝國”呼之欲出。

馬斯克的算盤打得很精：地球軌道上永不落幕的太陽可提供近乎免費的電力，宇宙真空是終極的散熱環(huán)境，星艦的可重復(fù)使用性將大幅降低物資運送至軌道的成本，從而打造出“太空新基建”的商業(yè)閉環(huán)。

相比馬斯克的高調(diào)，英偉達則是“悶著頭把事干了”：2025年11月2日，英偉達攜手其投資的初創(chuàng)公司Starcloud，成功將首個搭載H100芯片的太空AI服務(wù)器送入近地軌道。

此外，亞馬遜實施了“柯伊伯計劃”（Project Kuiper），谷歌啟動了“太陽捕手計劃”（Project Suncatcher）......科技巨頭們正將AI競爭從硅谷引向太空。

中國企業(yè)也沒“缺席”。

2025年5月，之江實驗室聯(lián)合全球合作伙伴構(gòu)建的“三體計算星座”成功發(fā)射首批12顆計算衛(wèi)星，標(biāo)志著全球首個太空計算衛(wèi)星星座成功發(fā)射；今年2月，在軌完成了10個人工智能模型與應(yīng)用的部署與驗證。

企業(yè)“太空競逐”的背后是國家意志：

美國總統(tǒng)特朗普開啟第二任期后，先后簽署了《贏得AI競賽：美國AI行動計劃》、“確保美國太空優(yōu)勢”的行政令，將AI競賽類比為20世紀的“太空競賽”，太空算力是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段；

中國“十五五規(guī)劃建議”首次提出加快建設(shè)“航天強國”，國家航天局專門設(shè)立商業(yè)航天司，中國航天科技集團建設(shè)吉瓦級太空數(shù)智基礎(chǔ)設(shè)施，賦能“天數(shù)天算”“地數(shù)天算”“天地同算”。

市場研究機構(gòu)Research and Markets發(fā)布的研報顯示，預(yù)計到2035年，全球在軌數(shù)據(jù)中心市場將增長至390.9億美元，十年復(fù)合增長率達67.4%，成為太空經(jīng)濟增速最快的核心引擎。

03

算力的背后是能源

伴隨人工智能的迅猛發(fā)展，用電需求爆發(fā)式增長。

國際能源署發(fā)布的《能源與人工智能》報告顯示，數(shù)據(jù)中心的電力消耗增長從2005年-2015年的每年3%加速到2015年-2024年的每年10%，2024年數(shù)據(jù)中心約占全球電力消耗的1.5%，達到約415TWh。預(yù)計2024-2030年，數(shù)據(jù)中心電力消耗年均增長15%，達到約945TWh，占全球電力需求增長的20%以上，其中人工智能推動的能耗增長將占據(jù)主導(dǎo)地位。

面對人工智能需求爆發(fā)和能耗激增的雙重考驗，數(shù)據(jù)中心正沿著“內(nèi)部挖潛+外部借力”兩個方向進化：

一方面，數(shù)據(jù)中心能耗不斷降低，包括優(yōu)化冷卻系統(tǒng)（如采用液冷技術(shù)）、提升設(shè)備能效（如使用低功耗內(nèi)存）、部署可再生能源等；

另一方面，數(shù)據(jù)中心選址借力“自然冷源”，如騰訊貴安七星數(shù)據(jù)中心建在山洞，阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心置于湖底，華為數(shù)據(jù)中心放在深山。

算力“上天入?！?，除了散熱的考慮，更重要的是能源利用。

蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉·卡爾達舍夫按照能源利用能力，將文明劃分為Ⅰ型（掌控行星能源）、Ⅱ型（收集恒星系統(tǒng)能量）和Ⅲ型（控制銀河系能源）三個等級。最新評估顯示，人類文明還處于I型，僅0.73級左右。

太空算力引爆太空能源。

Space X通過布局太空數(shù)據(jù)中心, 利用太陽能來解決地面算力面臨的能源瓶頸，馬斯克表示“這是邁向卡爾達舍夫等級Ⅱ型文明的第一步”。

目前，太空光伏的主力是砷化鎵（GaAs）太陽能電池，但成本高昂，P型HJT晶硅電池、鈣鈦礦技術(shù)路線是有潛力的兩種替代方案。

太空核能的競逐也已開啟。2025年12月，美國總統(tǒng)特朗普簽署的“確保美國太空優(yōu)勢”行政令，指示“在月球和軌道上部署核反應(yīng)堆，短期內(nèi)實現(xiàn)對太空核能的利用”；中國“十五五”期間開展的“天工開物”重大專項論證，月球蘊含的可控核聚變重要原料氦-3是重要目標(biāo)。

海底算力激發(fā)海上能源。

上海臨港海底數(shù)據(jù)中心最大的突破就是“海風(fēng)直連”，實現(xiàn)了海上綠電與海底算力的協(xié)同發(fā)展：一方面，避免了陸上能源供給產(chǎn)生的損耗；另一方面，實現(xiàn)了綠電的就近消納。

在海上風(fēng)電方面，中國具有絕對的優(yōu)勢，擁有全球超過一半的裝機容量；美國特朗普政府以國家安全（干擾雷達）、環(huán)境風(fēng)險（噪音）等為由，對海上風(fēng)電進行打壓，發(fā)展較為緩慢。

海上光伏也在快速發(fā)展，國際能源署（IEA）預(yù)測，到2050年，海上光伏的裝機容量有望達到1000GW，占全球光伏總裝機容量的近20%。

參考資料

[1]環(huán)球零碳. 全球搶奪太空能源：鈣鈦礦、核電站、激光輸電全面開戰(zhàn).2025-12-11.

[2]上觀. 海上風(fēng)電+海底算力，全球首個風(fēng)電直連海底數(shù)據(jù)中心在滬落成.2026-02-09.

[3]羊城晚報. 深海筑“算”！從海南到上海，我國海底數(shù)據(jù)中心如何領(lǐng)跑全球.2025-11-10.

[4]鈦媒體.海底數(shù)據(jù)中心，AI時代的能耗最優(yōu)解？2025-09-01.

[5]環(huán)球零碳.太空算力、太空光伏之后，又一個“太空神話”來了.2026-02-03.

[6]環(huán)球零碳：算力下海，向海圖強！風(fēng)力驅(qū)動水下數(shù)據(jù)中心重磅登場

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