算力狂飙，美国电网行将崩溃？

随着耗电的数据中心和清洁技术工厂在全美各地激增，美国大片地区面临着电力短缺的风险。公用事业公司和监管机构迫切需要制定可靠的计划来扩大美国脆弱的电网。

在佐治亚州，对工业电力的需求正在飙升至历史新高，预计未来十年的新增用电量将是现在的17倍。亚利桑那州公共服务公司是该州最大的公用事业公司，它预计如果不进行重大升级，21世纪末将严重缺电。弗吉尼亚州北部所有计划和在建的新数据中心需要几个大型核电站才能保障供电。德克萨斯州在炎热的夏季电力短缺已经成为常态，也面临着同样的困境。

飙升的电力需求引发了电力争夺战，在从日渐老化的电网榨取更多电力的同时，一些用户开始自建发电厂。

“电力短缺的数字让人震惊。”负责监管电力的佐治亚州公共服务委员会主席贾森·肖说，“我们不知道是如何陷入现在这个困局之中。”

电力需求飙升背后的一个主要因素是人工智能的快速创新。

人工智能正在推动大型计算基础设施的建设，这些基础设施所需的电力比传统数据中心多得多。人工智能也是云计算大规模扩展的一部分。

亚马逊、苹果、谷歌、Meta 和微软等科技公司正在全美范围内寻找新的数据中心地点，许多不太知名的公司也在寻找新的数据中心。

加密货币（比特币等货币）挖矿的激增也推动了用电量的增长。这一切都给本就负担过重的电网带来了新的压力。新能源发电商和消费者都面临着越来越糟糕的电网。

这种情况在全美范围内引发了关于谁将支付新电力供应费用的争论，监管机构担心居民纳税人可能会承担昂贵的升级费用。

电网的滞后还可能会阻碍向清洁能源的过渡，因为公用事业公司高管正在游说推迟化石燃料工厂的退役，甚至新建更多化石能源发电。

制造业回流的烦恼

据国际能源署称，到2022年，美国2700个数据中心消耗的电力将占该国总电力的4%以上。其预测显示，到2026年，这一比例会达到6%。行业预测显示，在接下来的几年里，数据中心将消耗美国更大的电力份额。

数据中心运营商纷纷呼吁接入地区电网，与此同时，拜登政府的产业政策正以数十年来未见的速度吸引企业在美国建厂。其中包括光伏和电动汽车电池等“清洁技术”制造商。这些制造商受到利润丰厚的联邦激励措施的吸引。

据统计，拜登执政以来，各公司宣布计划在美国建造或扩建超过155家工厂。自20世纪90年代初以来，工厂建设在美国建筑支出中所占的比例还从未如此之大。

根据研究公司Grid Strategies对监管文件的审查，公用事业公司对未来五年所需电量的预测几乎翻了一番，并且预计还会增长。

飙升的电力需求已经推迟了堪萨斯州、内布拉斯加州、威斯康星州和南卡罗来纳州燃煤电厂的关闭时间。

佐治亚州主要电力公司佐治亚电力公司最近透露其电力预测与实际需求差距极大，并指出数据中心是罪魁祸首，这令监管机构感到震惊。

这一情况促使佐治亚州官员重新考虑该州提供激励措施来吸引计算业务的政策，这些业务创造的就业机会很少，但可以通过缴纳高额财产税来增加社区预算。佐治亚州众议院和参议院的最高领导人均为共和党人，他们支持暂停数据中心激励措施。

与此同时，佐治亚州监管机构正在探索如何保护纳税人，同时确保有足够的电力来满足该州最有价值的新产业：清洁技术公司的需求。动力电池、光伏等清洁能源生产工厂纷纷涌入佐治亚州，很大程度上是因为该州承诺提供廉价、可靠的电力。

类似的事情正在整个美国上演，西北地区的俄勒冈州，波特兰最近将未来五年新增电力需求的预测提高了一倍，称数据中心和“快速工业增长”是驱动因素。

离网潮

这次电力紧缺打乱了数据中心开发商迈克尔·哈拉布达 (Michael Halaburda) 和阿曼·哈利利 (Arman Khalili) 的计划，他们的最新项目涉及改造波特兰地区一家被废弃的瓷砖工厂。

就在几个月前，两人还以为他们可以毫无问题地获得所需的电力。然后电力公司提醒他们，需要进行“线路和负载研究”，以评估是否能为该设施提供60兆瓦的电力。

迈克尔·哈拉布达 (Michael Halaburda) 和阿曼·哈利利 (Arman Khalili) 决定用天然气分布式能源来解决项目的用电问题，必要时再使用电网电力。他们表示，接下来在德克萨斯州的新项目中，不会再寄希望于电网电力供应。

随着越来越多的公司对美国电网的堵塞感到沮丧，他们越来越多地转向这种离网的分布式能源。

微软和谷歌等公司希望能源密集型工业运营最终能够由现场小型核电站提供动力，微软甚至将人工智能投入使用，试图简化核电站审批的繁琐流程。微软还签署了一项协议，从一家试图开发零排放聚变能源的公司购买电力。但脱离电网本身也带来了巨大的监管和土地征用挑战。

大型科技公司也在探索人工智能如何帮助电网更高效地运行。谷歌表示，他们正在开发平台，在电力需求高峰转移到电网提供零碳能源的时间和地点。但随着数据中心能源需求的增长，实现零排放承诺和人工智能创新雄心变得越来越复杂。

Layer 9 Data Centers的首席执行官迈克尔·奥尔蒂斯（Michael Ortiz）表示，该公司希望通过在墨西哥建设数据中心来避免电网阻塞的问题。“数据中心必须变得更加高效，我们需要使用更清洁的高效能源，例如核能。”

全球最大的数据中心公司之一Equinix的官员表示，他们一直在尝试使用燃料电池作为备用电源，但他们仍然希望能够继续将电网作为新项目的主要电力来源。

电网供电能力不足影响的不仅仅是数据中心。仅为电动租赁车和地面维护卡车充电就需要巨大的能源。一项分析显示，到2030年，丹佛和明尼阿波利斯机场的电力需求将翻一番。根据汽车租赁巨头Enterprise、Xcel Energy和咨询公司Jacobs委托进行的这项研究，到2040年，他们所需的电力将是目前使用量的三倍以上。

各方掣肘

拜登政府已将缓解电网瓶颈作为优先事项，但这是一个政治上充满争议的过程，而且联邦权力有限。建设所需的输电线路和变电站涉及大量土地征用、详尽的环境审查以及确定谁应该支付费用的谈判。

该过程贯穿各州监管机构，各州之间往往会为谁承担成本等问题展开争论。

自2013年增加4000英里以来，美国新安装的输电线路数量急剧下降。现在，美国每年要增加1000英里输电线路都很困难。

虽然数据中心的激增给各州批准新输电线路带来了更大的压力，但也使任务变得复杂。例如，马里兰州的官员正在抗议一项耗资52亿美元的基础设施计划，该计划将向弗吉尼亚州劳登县的大型数据中心输送电力。

马里兰州相关机构称电网运营商PJM的计划“从根本上说不公平”，认为这可能会让马里兰州公用事业客户为数据中心的电力传输付费，而弗吉尼亚州则积极争取数据中心，并利用这些数据中心获得意外的税收收入。

随着供应变得越来越稀缺，关于谁从电网获得电力以及如何获得电力的紧张关系只会加剧。

在德克萨斯州，用于加密货币挖矿的数据中心急剧增加引发了一场争论：它们是否会让本就负担过重的电网彻底崩溃？咨询公司Wood Mackenzie的一项分析发现，挖矿的矿场所需要的能源几乎相当于整个德克萨斯巅峰负荷的四分之一。

与谷歌和Meta等大型科技公司运营的数据中心不同，加密货币矿场通常不会配套建设可再生能源项目。

Wood Mackenzie分析的作者Ben Hertz-Shargel表示，其结果是，加密货币对电网的消耗可能会抑制德克萨斯州为其他高耗能业务提供电力的能力，而这些业务可能会推动创新和经济增长。

在电力保持充足供应的几十年后，全美各地的监管机构和公用事业公司都已经不太清楚哪些项目应该优先并网。

“立法者需要考虑一点。”Ben Hertz-Shargel在谈到分配日益有限的电力供应时说道。“一旦引进了部分高耗能产业，那么就要面临供给不足的风险。”

 

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来源：‍能源新媒
编辑：彭东浩
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