計算力の変化はAIに始まり、エネルギーによって成り立ち、協同によって完成する。

記事執筆者、出典：新能源産業家

編集者注：

計算力の変化は、エネルギーによって成される。

AIデータセンターは、単なる「電力消費大户」から新型電力システムの「共同建設者」へと変貌しています。

「受動的電力供給」から「計算と電力の協調」への移行は、技術パラダイムの変化であるだけでなく、国家の「十五五」新基盤建設戦略における核心的な内実でもある。

本文の著者は劉沅昆で、清華大学電機系を卒業。彼はエネルギー・電力分野で長年起業家・イノベーターとして活躍し、現在、国内トップのAIDCサービスプロバイダーであるセントリーミャオグループで副社長を務めている。

この貴重な「新エネルギー＋AI計算能力」のクロスオーバー経験により、彼は新型電力システムに対する理解の土台と、AIDCへの積極的な参入に対する鋭い視点を同時に備えている。

彼は「未来の偉大なエネルギー科技企業は、算電協同の分野で生まれるかもしれない」と考えている。

長文の中で、彼は次のように答える：高電力密度・高容量のAIDC時代において、電力網はどのようにしてより弾力性を高めるべきか？算力は新規電力システムにどのように還元されるのか？新エネルギーと蓄電の機会はどこにあるのか？

以下が本文です：

生成型AIの爆発的な進化は、デジタル経済とエネルギー体系の基盤ロジックを劇的に再構築しています。

大規模言語モデルやオープンソースエージェントを代表とするAI技術の急速な進化により、計算能力の需要が指数関数的に増加し、AIデータセンターは従来の情報インフラから、高電力密度・強力な変動性・高い制御可能性を持つ新種の電力負荷へと進化しています。

商業・工業および住宅に続き、第3の主要電力消費主体となり、電力システムの計画、運用、市場、サービスの全チェーンを大きく変革する。

2026年、「算電協同」が国家の新基盤建設戦略および「第十五次五カ年計画」の基本計画に正式に採用された。

これは、計算能力と電力が単方向供給から双方向融合へ、受動的適合から能動的協調へと産業が飛躍することを示し、新世代の電力システム構築に新たな内涵をもたらします。

01 時代の潮流：計算能力の爆発的成長が電力システムに新たな変革をもたらす。計算能力需要の急増により、電力負荷の構図が再編される。

国際エネルギー機関のデータによると、2024年の世界のデータセンターの電力消費量は41,500億キロワット時で、世界の総電力消費量の約1.3％を占めている。

ブルームバーグ新能源財務など機関の予測によると、2030年にはこの数値が18兆キロワット時を突破し、割合は6％～8％に上昇する。計算能力の電力消費は、世界の電力構造を再構築する鍵となる変数となっている。

AI算力センターと従来のデータセンターには本質的な差異があります：1つのラックの電力が7～10キロワットから30～100キロワットへと上昇し、一部のハイエンドラックは120キロワットに達し、メガワット級にもなります；

計算能力センターは、単一の建物で数メガワットから、数十メガワットへ、そして現在のギガワット級の計算能力拠点へと進化し、今後は10ギガワット級の超大型プロジェクトへと発展する。

GPU、TPUなどの非同質チップを大規模に導入し、トレーニング段階ではクラスタが継続的に最大負荷で動作し、推論段階では負荷がランダムに変動し、ミリ秒単位の電力変動が数百年兆ワット級の電力網への衝撃を引き起こす可能性がある。

算力のライフサイクル全体から見ると、モデル訓練は持続的なピークと高頻度の振動を示し、パラメータ微調整の負荷は間欠的に変動し、オンライン推論は突発的でピークと谷が頻繁に繰り返されるため、従来の安定的で秩序だった負荷運転のパターンを完全に打破している。

この新しい負荷特性により、電力システムの従来の負荷予測、運用制御、送電網計画、市場価格決定システムは新たな課題に直面しており、従来の「電源が負荷に追随する」モデルは、計算能力負荷の動的特性に対応できなくなっています。

典型的ケースとして、2024年7月、アメリカのバージニア州で雷撃により送電線の電圧が複数回一時的に低下し、地域内の数十社の大型計算能力施設およびデータセンターが保護機能により同時に電網から切り離され、約1500メガワットの負荷が短時間で電網から除去され、電網の周波数と電圧が大幅に変動しました。

電力会社が緊急に発電出力を引き下げることで電力網の不安定化を回避したが、これは高密度な算力負荷が電力網の安全運転に及ぼす深刻な課題を浮き彫りにした。

電力空間のミスマッチ、需給の協調が緊急に必要

我が国における算力需要と電力供給は顕著な地域的不一致を示している：

長江三角洲、京津冀、珠江三角洲などの東部地域は、全国の80％以上の計算能力需要を集中させているが、エネルギー資源が乏しく、電力供給が逼迫している。一方、西部地域は風力・太陽光・水力などの再生可能エネルギーが豊富であるが、消費が不足し、風力・太陽光の棄却問題に直面している。

「東数西算」国家戦略により、計算能力ハブが西部に配置され、2025年第1四半期までに8つの国家計算能力ハブノードの合計計算能力は215.5EFlopsに達し、知能計算能力の割合は80.8％であるが、計算能力と電力の調整は依然として相対的に独立しており、市場化された協調メカニズムは未整備である。

世界中でAIの計算能力の爆発的成長が、電力の需給に深い変化をもたらしています。

2026年ケンブリッジ・エナジー・ウィークのデータによると、2023年から2026年までの世界のデータセンターの電力消費は年平均18%増加し、AI計算の占める割合は15%から35%に上昇しました。2026年の総電力消費量は1,050テラワット時となり、これはドイツの年間電力消費量に相当します。

AIデータセンターの集中設置により、米国のPJMやテキサスのERCOTなどの電力市場で需給の不一致が生じ、容量市場価格が急騰し、送電網の混雑が頻発している。これにより、並列接続ルールと市場メカニズムの迅速な再構築が迫られている。

アイルランドの典型的な事例では、AI計算センターの集中運用により、電力消費が全国総電力消費の22％を占め、地域電網の容量が飽和し、接続容量が不足したため、新規計算プロジェクトの並列承認が一時停止され、一部のクラウドベンダーは予定通りに電力供給を受けられず、プロジェクトの実施を延期せざるを得なくなり、計算能力の爆発的成長と電力供給との間の深刻な矛盾が浮き彫りになった。

国家戦略の導きにより、計算と電力の連携が業界のコンセンサスとなりました

「グリーン算力センター」ではPUE最適化の節約段階に焦点を当て、一方「グリーン電力算力」はグリーン証書や電力購入契約を活用した電力交換段階に移行しています。

「算電協同」により、算力と電力網の双方向相互作用の共生段階に到達し、我国の算力エネルギー転換は三段階の飛躍を達成した。

政府報告は明確に「超大規模なAI計算クラスタ、計算と電力の協調などの新基盤整備プロジェクトを実施する」と述べている。

「十五五」計画は、グリーン電力と計算能力の協調的な配置を推進することを明確に掲げており、算電協同は産業発展の課題から国家戦略へと昇格し、新規電力システム構築の重要な核心的方向の一つとなっている。

現在、AIを取り入れ、スマート化への移行を推進することは、エネルギー電力業界が潮流に沿って発展するための必然的な趨勢である。

電力企業にとって、これは転換と昇進の貴重な機会であり、時代の変化に積極的に対応し、従来の電力サプライヤーから計算能力インフラの強化者へと着実に進化することができます。

カスタマイズされた電力供給、再生可能エネルギー取引、柔軟な送電制御、蓄電設備の整備など多様な経路を活用し、「電力–計算–蓄電–カーボン」の一体化サービス体制を構築し、電力業界のデジタル化、グリーン化、協調化による質の高い発展の新たな道を着実に開拓します。

未来に向けて、電力業界の発展は単なる機能の反復的アップグレードにとどまらず、深いアーキテクチャの再構築と価値ロジックの昇華を実現する新たな機会を迎えた。

現在、ITエンジニアリングと科学研究の分野では、AIナティブな理念への適応と進化が全面的に進んでおり、電力網業界にも絶好の発展機会が訪れており、AIナティブ電力網へと成長し、計算と電力の協調という波に乗り、機会を捉えて価値の飛躍を実現することが期待されています。

たとえばFluenceは、電力網規模の蓄電システムを核とし、メガワット級の柔軟な調整とバックアップ電力支援を提供することで、電力網の変動を平滑化し、計算センターの電力網接続を加速します。

また、Emerald AIはConductorインテリジェントプラットフォームを通じて、AIの負荷を電力網の状態とリアルタイムで調整し、剛性のある計算リソースを柔軟なリソースに変換します。

両者が「蓄電＋スマート配電」システムを共同で構築し、AIDCの電力需要の急増と電力網の供給能力の間の核心的な矛盾を効果的に解決します。

02 グローバルの鏡：海外の算電競争が示す核心的矛盾と実践的示唆

米国はAI計算能力と電力市場の融合の最前線であり、PJMやERCOTなどの地域がまず計算能力と電力の矛盾を勃発させ、算電協調の核心的課題を観察するための「実験場」となっている。

容量コストが急騰し、ユーザーの負担が増大

PJM地域ではAIデータセンターの集中立地により、容量市場価格が2024–2025年度の1メガワット当たり1日28.92ドルから2025–2026年度には269.92ドルへ急騰し、容量料金は1610億ドルに達した。このコストは最終的に末端ユーザーに転嫁され、民生および産業分野で議論を呼んでいる。

IMFの研究によると、電力網の拡張が遅れている状況下で、AIデータセンターは米国の電気料金を8.6%引き上げ、炭素排出量を5.5%増加させる可能性があり、電力の公平性とグリーントランジションに二重の圧力をかけている。

グリッド接続プロセスの混雑と審査効率のボトルネック

米国北バージニアなどの計算能力ハブでは、AIデータセンターの電力網接続待ちが5～7年にも及び、電力網接続プロセスが深刻に積み上がっています。

テキサスERCOTは、75MW以上の負荷を「大負荷」と定義しており、2030年の接続キューの合計は10GWを超え、電力網の理論的接続容量をはるかに上回っている。単一プロジェクトの調査手法では大量の申請に対応できず、プロセスの規範ではシステム全体のボトルネックを解決できない。

柔軟性をめぐる議論：規制の仮想性と技術的実現可能性の対立

独立市場監視機関（IMM）は、AIデータセンターの「負荷柔軟性」を「規制上の虚構」と見なしており、高価値のトレーニングタスクは電力網の緊急時に積極的に負荷を削減することは困難であると指摘している。

PJMは需要応答リソースのELCC評価を92％に引き上げ、計算負荷の調整可能性を認めた。

フェニックスでの実証実験により、ソフトウェアによるスケジューリングにより、データセンターはコアパフォーマンスに影響を与えることなく25％～40％の負荷削減を実現することが証明され、「柔軟性の虚構」という主張を覆した。しかし、具体的で計測可能かつ信頼できる「柔軟性」は依然として不確実性を残している。

技術的リスクが顕在化し、電力網の安定性が圧力を受けている

AIデータセンターの高度な電力電子化により、ミリ秒単位の電力変動が電圧フラッシュ、周波数偏差を引き起こし、場合によっては準同期振動を誘発します。

ERCOTで23Hz、峰値50MWの負荷振動が観測され、Dominion電網では14.7Hzの地域振動が発生。いずれもデータセンターのUPS、サーバー制御ロジックと電力網の動的結合が原因であり、従来の負荷モデルでは正確にシミュレートできず、電力網の物理的セキュリティを直接脅かしている。

以上から、海外の電力と算力の競争は三大核心的規律を明らかにしている：

第一に、算力は単なる電力負荷ではなく、新タイプの柔軟リソースであり、「受動的な電力供給」から「能動的な協調」へ転換しなければならない。

第二に、技術的な実現可能性にはメカニズムの整備が不可欠であり、計算能力の柔軟性は市場インセンティブ、並列接続基準、スケジューリングルールを通じて実現される必要がある。

第三に、計算と電力の協調では、効率と安全性のバランスを取る必要があります。計算能力産業の発展を確保しつつ、電力網の安定性という基本線を守らなければなりません。

これは、中国特有の計算と電力の協調システムを構築する上で、参考となる実践的指針を提供する。

03 未然の対策：我が国の算電協調の核心的課題と発展戦略

似たような物理的衝撃や需給の矛盾に直面し、中国は独自の発展の道を歩み始めている。

国、地方、企業など複数の主体が、戦略的統括、メカニズムの革新、産業の連携、ビジネスモデルなどからコンセンサスを形成しています。

計算能力の急速な発展と電力網の安全で効率的な運用との矛盾を解決し、計算能力の持続可能な発展、電力のグリーン転換、そして多様なステークホルダーの価値共有を実現します。

海外と比較して、我が国では算力と電力の協調発展を、我が国の制度・体制の優位性と資源の特徴を全面的に活かし、全チェーン協調、全シナリオ対応、全市場活性化を方向性として、算力に配慮した電力エコシステムを構築しています。

戦略的統括：計算電力の空間とリソース配置を最適化

「東数西算」の国家戦略に基づき、計算能力ハブと再生可能エネルギー基地を同一地点に計画し、西部の再生可能エネルギーを近接して消費し、東部の計算能力を効率的に確保する。

計算資源タスクの時間的・空間的移動特性を活用し、電力の需要と供給のリズムを調整する、地域横断的な算電スケジューリング体制を構築する。

メカニズムの革新：並列接続、調整、市場の全プロセスを連携

一部の省では、AI計算能力負荷専用の並列接続チャネルを構築し、承認プロセスを簡素化し、電力網のアップグレードコストの負担ルールを明確にしています。

電力取引のレベルで、テクノロジー企業は計算能力の負荷をバーチャルパワープラントに統合して調整し、電力網と計算能力の協調スケジューリングを実現しています。

「計算力–電力–カーボン」の連携市場システムを構築し、計算力が電力スポット市場、補助サービス、グリーン電力取引に参加できる道を開く。

施設のアップグレード：弾力性と互換性を備えた電力サポート体制を構築

電力網の構築は中国の伝統的な強みであり、現在、電力会社は計算能力の高密度電力需要に対応するため、高適合配电アーキテクチャの構築を推進しています。

関連産業も、バックアップ電源、蓄電システム、および計算能力施設の統合を推進し、電力網の調整能力を向上させています。

複数の関係者が協力して、源・網・荷・蓄の一体化基地を構築し、グリーン電力と計算能力の協調供給能力を強化します。

04 明るい未来：算力と電力の共生がデジタルエネルギーの新時代を牽引し、産業構造を再構築——単方向供給から双方向のエンパワーメントへ

将来、電力と計算資源の協同は、「電力が計算資源を支え、計算資源が電力を消費する」という一方的なモデルを彻底的に打破し、電力が計算資源を支え、計算資源が電力網に還元する共生エコシステムを形成する。

電力システムは、計算能力の「後方支援」ではなく、計算能力産業の核心的競争力となっている。

計算能力センターはもはや電力網の「負荷負担」ではなく、新世代の電力システムにおける柔軟性の核となるリソースとなり、両者は深く融合してデジタル経済とエネルギー革命の共通の基盤を形成している。

技術パラダイムの革新：フルスタック連携が業界標準に

チップ設計、計算能力のスケジューリング、配電アーキテクチャ、電力網制御、市場取引がフルスタックで協調し、コンパイラとスケジューラがエネルギーインフラの核心ツールとなる。

固体変圧器、電網構築型蓄電、液冷配電一体化装置の規模化応用、AIアルゴリズムによる電力網のスケジューリングの逆最適化；

再生可能エネルギーの吸収率と電力網の運用効率が大幅に向上し、「すべてのグリーン電力が計算能力を支え、すべての計算能力が電力網に貢献する」という最適な状態を実現しました。

市場エコシステムの整備：算電炭融合市場が全面的に実現

地域間の計算能力と電力の連携取引メカニズムが整備され、再生可能電力の消費、炭素排出量、柔軟性の価値が統一的に定量化・取引される。電力トレーダーと計算能力スケジューラーが連携して作業を行う。

「電・算・炭」一体化サービスが電力企業のコアビジネスとなり、東部の算力需要が西部のグリーン電力供給に主動的に追随し、「東数西算」の市場化された閉ループが完全に貫通しました。

業界価値の昇華：電力企業がデジタル経済の核心的基盤となる

関連する電力企業も、「公共事業サービスプロバイダー」から「デジタル経済インフラプロバイダー」への歴史的な転換を経験しています。

カスタマイズされた電力供給、再生可能エネルギーサービス、蓄電システムの連携、計算能力のスケジューリングを通じて、国家計算ネットワークの構築に深く関与します。

エネルギー安全保障、二酸化炭素排出のピークとカーボンニュートラル目標の推進、デジタル経済の支援において不可欠な役割を果たし、我が国がグローバルなAI競争とエネルギー転換においてリーダー的地位を確立するのに貢献します。

05 結語

米国では、グーグルとテスラが複数のエネルギーおよびテクノロジー企業と連携し、Utilize電力網利用コンソーシアムを設立。AIデータセンターと電気化による電力逼迫の課題に直面し、米国電力網の利用率向上と電力コスト削減を主要な目標としています。

連合は、テスラのエネルギー貯蔵、仮想発電所、分散型エネルギー技術と、グーグルの知的スケジューリングおよびデータセンター負荷管理能力を組み合わせ、需要応答、負荷移動、電力網最適化などの手法により、未使用容量を活性化します。

電力網を粗放的な拡張から効率的な再利用へと転換し、ユーザーおよび企業の電気代を削減するとともに、デジタル経済と新エネルギーの発展により安定的で経済的な電力供給を提供します。

米中力の競争の核心は算力の競争である。算力の競争の背後には、エネルギー革新能力の最終的な対決がある。

中国において、算力科技企業とエネルギー電力企業の協力は、まさに時機にかなっており、今後、欧米を凌駕する革新的な発展の道を歩むことになるだろう。

計算力の変化はAIに始まり、エネルギーによって成り立ち、協同によって完成する。

計算能力の革命は、電力システムの形態、機能、価値を再構築しており、計算と電力の協調は概念から実践へ、実証から規模化へと進み、新規電力システム構築の不可欠な道となっている。

計算力と電力が双方向に連携する新時代、よい戏はいまだ始まったばかり…