Nvidia与Starcloud合作构想的轨道数据中心示意图(图片来源:Nvidia)

随着美国与伊朗冲突的外溢影响升温,市场对中东能源供应中断的担忧正在加剧,地面数据中心的电力供应不确定性也随之上升。市场关注点已从“能源价格上涨”转向“供应可能中断”。在这一背景下,不依赖地面电网、可自发电的轨道数据中心(ODC)开始作为AI基础设施的新方案受到关注。

从数据看,地面数据中心扩张面临的压力正愈发明显。国际能源署(IEA)预计,到2030年,全球数据中心用电量将达到945TWh,较2024年的415TWh增长逾一倍。美国数据中心用电占全国总用电量的比重,也可能从目前的3.5%升至2030年的9%以上。与此同时,电力基础设施投资、选址、冷却用水以及碳排放监管等因素叠加,进一步推高了地面数据中心的建设与扩张门槛。

相比之下,轨道数据中心的可行性正在提升。Eugene Investment & Securities测算显示,以1MW规模计算,轨道数据中心的建设成本约为1.666亿美元,约为地面方案5388万美元的3.1倍。不过,火箭发射单价已从2010年代每公斤8000至2万美元降至目前约1000美元。若SpaceX正在研发的Starship实现商业化,相关成本还有望进一步降至当前水平的十分之一。Eugene Investment & Securities认为,随着地面成本持续上升、太空成本不断下降,两者成本曲线的交点正在逐步临近。

科技巨头和AI芯片企业的相关布局,也在印证这一趋势。Nvidia在GTC 2026上发布“Space Computing”平台,提出将AI基础设施扩展至地球轨道的路线图。Nvidia CEO Jensen Huang表示:“人类最终疆域的太空计算时代已经到来。”此外,Nvidia还与初创公司Starcloud合作,推进5GW级轨道数据中心建设计划。Google则计划在2027年前推动搭载自研AI芯片TPU的卫星集群服务器。Amazon创始人Jeff Bezos也提到,未来10年内可能在太空建设GW级AI数据中心。

轨道数据中心要实现落地,核心仍在于供电与散热。由于无法接入地面电网,太空环境中的电力来源只能依赖太阳能。在发射成本与载荷能力受重量、面积直接影响的情况下,高效率、轻量化、耐辐射的太阳能电池成为关键。Eugene Investment & Securities分析称,传统硅基太阳能电池的单结转换效率已接近24.5%的理论上限。更被看好的下一代方案是“硅-钙钛矿”叠层太阳能电池,其理论极限效率可达44%,较硅材料约29%的理论上限高出约50%,而且薄膜结构也有助于减轻重量。

商业化进展同样在提速。Hanwha Qcells于2024年12月凭借M10规格叠层电池,在德国Fraunhofer研究所获得28.6%的效率认证。若叠层电池实现量产,相较当前转换效率约23%至24%的硅组件,发电量有望提升约15%。在散热方面,由于太空缺乏介质,辐射成为唯一可行的冷却方式,因此高辐射率材料和大型散热板被视为必要条件。

与此同时,地面侧也出现了类似需求。为应对不断加深的能源压力,有分析认为,需要在1年内新增10GWh以上的电池储能系统(BESS)和长时储能装置,作为应急应对方案。另有观点认为,可借新设“气候能源环境部”之机推进能源大转型政策,市场预计相关产业将拥有较大受益空间。分析指出,俄乌冲突期间,政府在能源转型上的态度相对消极,而此次情况有所不同。Eugene Investment & Securities强调,投资者与其仅关注短期油价波动,不如更重视政策转向的速度。

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