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AIDC如何重塑美国电力格局

作者:姜黎 来源:南方能源观察 发布时间:2026-05-21 浏览:

数字储能网讯:一场由人工智能(AI)引发的科技革命正在以前所未有的速度向前冲刺。在这波浪潮的背后,是另一个庞大的“竞技场”——能源。

据标普全球(S&P Global)预测,仅微软、亚马逊、谷歌母公司“字母表”(Alphabet)和Facebook母公司Meta四大科技巨头,在2026年的AI基础设施(主要是数据中心)投入就将高达6350亿美元。根据美国能源部(DOE)援引劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)发布的《2024年美国数据中心能源使用报告》,所有数据中心(包括传统IT、云计算及AI)目前仅占美国总用电量的4.4%,但到2030年,这一比例预计将激增至12%到20%。

特朗普再次上任总统后,反复强调美国需要再工业化、将外流的制造业迁回本土以创造大量就业,但制造业回流及芯片厂、超级计算机厂、AI数据中心等核心工厂的落地,都必须以强大的能源体系为支撑,而美国社会长期存在“妖魔化”能源产业的倾向,制约了能源供给的增长。

根据盖洛普(Gallup)2026年5月发布的最新民调,高达71%的美国人反对在居住地附近建设数据中心,这一反感比例甚至超过了核电站。反对者主要顾虑其过度消耗水资源和能源,以及会导致电费上涨等。

用什么样的电供给数据中心,特别是AIDC,才最能保障AI的国际竞争力?设计建设于“AI时代”之前的电力市场和公用事业公司又在做哪些调整,以适应未来“大用户”和美国的基建环境?

科技脱碳进程放缓

1.浇灌“远水”核电

随着美国总统特朗普第二次上任,传统能源迎来春天。不仅是天然气,曾被美国“冷落”已久的核电,也为各大科技公司热捧。近三年来,核电,由于具有供应稳定、清洁、对大电网依赖低等特点,正在加速成为数据中心的供电解决方案。

2024年10月14日,谷歌与Kairos Power达成合作,计划在2035年之前建造运营500兆瓦的小型模块化反应堆(SMR);两天后,亚马逊也公布了三项SMR开发计划。同年12月4日,Meta宣布向核电开发商公开招标,预计在2030年代初增加1—4吉瓦的核能发电能力。

SMR是一种先进的核反应堆类型,容量一般为300兆瓦及以下,物理占地面积较小,相比目前更为成熟的核电技术而言,小堆具有建设时间更短、选址更靠近负荷中心等优势;相比风电、光伏而言,则具有供应更加稳定的特点,因此受到AIDC的青睐。

小堆之外,美国科技公司还积极布局可控核聚变。英伟达、Alphabet投资核聚变初创公司Commonwealth Fusion Systems;微软与美国聚变初创公司Helion Energy签定长期购电协议。

2.传统能源“救急”

但是,核电项目整体前期投入高,成本回收周期长,设计建设周期也长,尤其是可控核聚变,尚未进入商用阶段。对于进入爆发期后的AI产业,核电更多是科技公司的融资“筹码”,锁定优质资源,同时争取获得特朗普政府提出的“核能复兴”计划带来的税收等优惠。而一些AIDC的建设迫在眉睫,一边寻找天然气资源,一边继续等待电网排队,才是更为务实的办法。

“环保标杆”谷歌曾在2022年4月表示,计划在实现能源使用100%可再生能源的目标基础上,到2030年实现数据中心和办公室全天候使用无碳电力。然而,迫于AI发展对电力的需求,谷歌也不得不做“战术妥协”。2026年初,相关媒体报道,谷歌正与能源初创公司Crusoe Energy合作,在得克萨斯州北部的“Goodnight”AIDC园区建设一座装机规模高达933兆瓦的“离网”天然气发电厂直供园区。研究机构估算,这座电厂每年可能排放约450万吨二氧化碳,但这换来了算力如期上线的宝贵时间。

2026年3月底,微软宣布与石油巨头雪佛龙(Chevron)及投资机构Engine No. 1达成独家合作协议,共同在得州西部建设一座大型天然气发电厂。项目初期发电能力高达2500兆瓦,相当于两座大型核反应堆。Meta在路易斯安那州与公用事业公司Entergy达成协议,全额出资新建7座天然气联合循环电厂(加上此前已批的3座,总计10座),并出资修建约240英里500千伏跨区域输电线路,同时还包括电池储能、高达2500兆瓦的可再生能源以及核能勘探等内容,预计为Entergy其他用户节省约20亿美元。

这波AIDC投建潮,还意外带来了煤电的复苏。根据金融服务公司杰富瑞(Jefferies)的一份研究报告,由于数据中心负载激增且天然气价格高企,美国煤炭发电量逆势反弹,2025年年初至今增长近20%,一改此前连年下跌的趋势。2026年美伊开战以来,霍尔木兹海峡航运受阻,全球近三分之一原油与五分之一天然气出口中断,布伦特原油价格单月上涨40%,液化天然气价格在欧美与亚洲市场同步飙升,芯片制造必要的氦气现货价格翻倍,进一步把电力支撑推向了最传统的煤电。Jefferies的分析指出,高昂的气价使得煤炭成为了短期内更具经济吸引力的选择,部分地区甚至推迟了煤电厂的退役计划。

在生产力革命面前,发展算力比降低碳排放更急迫。立下低碳“人设”的科技企业原本并未积极贯彻特朗普政府“走回头路”的能源政策,但天然气以其快速部署、稳定输出的特性,成为科技企业走向“核能未来”的最佳过渡桥梁,如今甚至连煤电也不再被“嫌弃”。

不过,化石能源的供给受地缘政治因素影响始终存在的供应链不稳定性以及高昂价格,是选择这条路难以避免的风险。

电力市场经受“压力测试”

当数百个数据中心同时叩响电网的大门时,美国原本平稳运行的电力市场机制被推到了新的考场。

2023年7月,美国联邦能源监管委员会(FERC)发布2023号令(Order 2023),要求各区域电网运营商对申请并网的项目从“串联式排队”转向“集群研究”(Cluster Studies)模式,并提高了财务准备金门槛,以筛除数据中心“占位式”申请。同时简化审批和建设流程,建设更多输电线路,升级输电技术,比如使用更高等级的输电线缆,提高现有线路输送能力,并通过潮流控制装置控制电流流向减少阻塞等。

不同的区域市场,面对数据中心这场大考,交出了各自的“中期答卷”。作为全球最大的数据中心集散地,北弗吉尼亚州,尤其是劳登县(Loudoun County),聚集了全球最密集的算力,而得克萨斯州因为低廉而丰富的能源供给,也正在经历数据中心“淘金热”。当地的系统运营商PJM、ERCOT和公用事业公司都处于高压状态。

1.PJM改革容量市场

2025年4月,北美最大电网运营商PJM与谷歌合作,共同部署AI技术全面管理电力并网排队系统。通过建造一张PJM电网信息版“谷歌地图”,将规划人员可能需要查看的不同信息层整合在一起,一键切换展示,从而帮助从业人员更快地做出决策,提高工作效率。

市场机制方面,过去两年,PJM已在现有可靠性定价模型(Reliability Pricing Model,RPM)框架内连续调整,包括延长容量拍卖价格上下限、推进并网流程改革、设置可靠性后备拍卖、收紧数据中心负荷申报核查等,但效果有限。2025年7月,2026/27规划年容量拍卖清算价升至329美元/兆瓦·天,约为历史均值10倍;同年12月,2027/28拍卖仍高位出清。

PJM的容量拍卖以三年为一个周期,而这种为“不太着急”的商品设计的定价手段,已经难以满足数据中心带来的急剧负荷增长,而容量价格上涨导致的整体电力成本上涨,要市场用户共同承担,也并不公平。

eo近期报道,目前,PJM讨论中的改革方向主要包括缩短容量拍卖周期,增强市场灵活性;同时引入更强的稀缺定价机制,在供需紧张时释放更强价格信号。这也意味着,原本较为平稳的交易价格可能迎来更大幅度的波动。

2.ERCOT强化保供手段

得克萨斯州凭借相对低廉且较为可靠的电力供应、丰富的可再生资源和天然气、充裕的土地供应以及友好的商业监管环境,成功吸引了大量大型负荷。科技巨头、半导体及其他先进制造业,以及加密货币挖矿企业纷纷在得州设立或扩张业务。作为回应,得克萨斯州州长于2025年6月签署了《第6号参议院法案》(下称“SB 6法案”),旨在解决电网可靠性、成本分摊以及新增大型负荷无序并网等问题。

近年来,得州出台的许多电力相关法案都是为了避免2021年冬天得州大停电重演。当时,数百万家庭陷入断电困境,而部分工业设施却依然灯火通明。SB 6法案目前就适用于用电负荷不低于75兆瓦(相当于一座中型发电厂规模)的电力用户。

SB 6法案除了要求数据中心缴纳并网保证金,按时提供土地等能够体现“站点控制权”的证明,避免其空占并网审核名额外,还包括三个重点:一是授予ERCOT在电网承受极端压力时,远程切断数据中心及其他大型用能单位供电的权力(kill switch),并对此做了严格的使用规范,避免这项紧急断电机制被滥用;二是研究推出如可调度可靠性储备服务(DRRS)等新型辅助服务产品,并考虑建立专门针对大型负荷的竞争性需求响应机制,用经济激励换取它们在危急时刻主动降频;三是将输电成本转由大型负荷用户承担,比如在夏季负荷高峰让AIDC承担更高比例的电网维护费,从而确保电网升级及新接入产生的费用不会通过公用事业公司向居民及小型商业用户疏导。

总结来看,想在得州搞AI,必须有足够的资金实力,并且要接受电网的指令。不过有分析认为,和此前预测的不同,该法案将ERCOT对调度表后运行控制权限制在了极窄的范围内。也就是说,对于不连接大电网的发电设施,控制权依然有限。

公用事业公司:用AI服务AI

对于习惯了按部就班、电力缓慢增长的美国公用事业公司(Utility)而言,AIDC的需求兴起既是千载难逢的行业机遇,也是极其严峻的“生死大考”。

以美国大型电力公司Dominion Energy为例,其在2025年第四季及全年财报中披露,面对由数据中心驱动增长的电力需求,公司将未来五年(2026-2030年)的资本支出计划从500亿美元上调30%至650亿美元。据其披露,截至2025年12月,其子公司Dominion Energy Virginia约有48.5吉瓦的未来数据中心容量正处于不同阶段的签约进程中。

这650亿美元投资当中,45%将用于输配电基础设施建设,18%将投向新增天然气发电,Dominion向投资者保证,其已锁定计划建设的简单循环与联合循环天然气电厂直至2030年代初所需的全部燃机设备;在弗吉尼亚州清洁能源政策框架的支持下,太阳能及储能领域的投资将占到总支出的13%。

与以往不同的是,电力公司不再独自承担建设新电站以及升级电网的巨额资金压力和完工风险,而是与科技巨头合伙,锁定长期超大规模订单,特别是在新兴核电技术领域。定价模式方面,对于负荷容量超过25兆瓦且负载率大于75%的数据中心,Dominion推出了专属电价类别,想要接入电网,客户必须签署长达14 年的“照付不议”(Take-or-Pay)合同,并缴纳高额保证金,以此转移了电力资产闲置风险,把对其他中小用户的影响降至最低。

数据中心的负荷瞬息万变,为了适应波动,Dominion 启动了名为“Hyperscaled”的创新孵化计划,邀请前沿科技企业来解决电网运行难题。这个计划的宗旨在于,通过推动技术创新,提升数据中心及其能源基础设施的生产力与运行效率,从而为数据中心产业的持续扩张赋能。

2025年7月,Dominion选中了硅谷初创公司FLUIX AI加入该计划。FLUIX采用的方法是,进入数据中心内部,用AI接管并优化暖通空调(HVAC)等物理设施,从而采集到极高精度的“算力—功耗”实时数据,然后将这些匿名数据反馈给Dominion,让电网拥有了预测AI负载的“X光透视眼”。

如今,美国电力公司借着AI高速发展的东风,重新焕发出生机:通过向核心枢纽聚拢资本、向发电与储能端延伸业务,以及用强势条款锁定长期利润,转移成本回收和传导风险,正在探索出一条新的商业发展道路。电力行业不仅仅在于卖电给用户,而是进入了与大用户更深层次的利益绑定阶段,反对过度基建的民意预计也会长期伴随。

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关键字:AIDC

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