AI热潮冲击美国电网：数据中心负荷濒临极限
【文/观察者网 熊超然】美国当前的“人工智能（AI）热潮”看似汹涌澎湃，但其实隐忧不少。这一“AI巨浪”，正“吞噬”美国最大的电网运营商PJM公司，将其推向供应危机的悬崖边缘。
《华尔街日报》当地时间1月12日报道指出，PJM面临着AI带来的难题——数据中心数量过多，科技行业不断增长的需求威胁着13个州的发电能力，电价上涨也引发了消费者的不满。
PJM运营的电网，横跨13个州，从新泽西州到肯塔基州，涵盖6700万人。这一供电市场同时位于弗吉尼亚州北部“数据中心走廊”（Data Center Alley），为不断涌现的AI数据中心供电，而这些设施对电力的需求几乎是无底洞。
同时，消费者电价正在上涨，老旧发电厂退役的速度快于新电厂的建设速度。电网在用电高峰期正面临容量被耗尽的风险，这可能迫使PJM在酷暑或严寒天气来临时，实施轮流停电，以避免损坏电网基础设施。
值得一提的是，这篇报道让人不禁想起《华尔街日报》去年12月在走访中国内蒙古地区后发布的一篇报道。在美媒眼中，内蒙古的开阔地貌与美国得克萨斯州颇为类似，而中国对电力领先地位的追求正重塑这一地区。如今，那里布满了成千上万的风力发电机，并铺设着输电线路。这些被称为新“草原云谷”的风电场正不断提供电力，同时已经有超过100个数据中心投入运营或正在建设中。
根据摩根士丹利的预测，到2030年，中国将在电网项目上投入约5600亿美元，较前五年增长45%。高盛预测，到2030年，中国将拥有约400吉瓦的备用电力容量，约为届时全球数据中心预期用电量的三倍。《华尔街日报》认为，在当前这场激烈的AI竞赛中，中国握有一张“王牌”。
2025年10月2日，美国印第安纳州新卡莱尔市，一名技术人员在亚马逊网络服务AI数据中心工作。 IC Photo
数据中心成“吃电大户”，民怨四起
美国联邦能源监管委员会（FERC）前主席马克·克里斯蒂（Mark Christie）表示，他几年前就认为PJM的停电威胁迫在眉睫。“现在我说的是，可靠性风险已经就在眼前了。”
PJM预计，未来十年，电力需求年均增长4.8%，而对于一个多年来几乎没有需求增长的系统而言，这是惊人的速度。
消费者对电价上涨感到愤怒，而包括亚马逊、Alphabet和微软在内的科技公司则反对拟议中的新规，这些规则将要求数据中心自建电源或在需求激增时断电。
《华尔街日报》指出，解决PJM所面临问题的潜在方案复杂且有争议，几乎不可能在短期内实施。挑战还在于，在PJM长期担任首席执行官的马努·阿斯塔纳（Manu Asthana）已于2025年年底卸任，目前尚无继任者。PJM董事会主席大卫·米尔斯（David Mills）将担任临时CEO，直到选出继任者。
“电网面临的可靠性挑战是真实存在的，但并非无法解决。”米尔斯在一份书面声明中表示，PJM正在与政策制定者、监管机构和行业协调，使发电和输电投资与不断增长的需求保持一致。
据介绍，PJM——最初名称为宾夕法尼亚-新泽西-马里兰互联电网（Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection），这类电网运营机构在美国能源系统中发挥着关键作用。在PJM服务的广阔地区内，它在发电商与拥有输电线路并向消费者供电的公用事业公司之间，充当着“中间人”的角色。PJM的职责，是通过指示电厂提高或降低发电量来平衡供需。
在美国其他地区，同样正经历由数据中心推动的用电需求激增，比如，得克萨斯州西部以及东南部和西南部的部分地区正成为大型数据中心的所在地。尽管用电需求预测差异很大，但分析师预计未来几年将出现显著增长。咨询公司ICF的一项分析预测，到2030年，美国电力需求将比2024年高出25%，其中很大一部分来自数据中心需求。
值得注意的是，去年12月28日，英国《卫报》曾独家报道称，一个由超过230个环保组织组成的联盟正呼吁美国在全国范围内暂停新建数据中心。这些环保团体敦促美国国会成员阻止高能耗数据中心的扩张，指控这造成升温排放、消耗大量水资源，并加剧了冲击美国人的电费上涨。
“为了推动AI和加密货币的热潮，数据中心如雨后春笋般涌现，但监管却严重不足，这正扰乱全国各地的社区，并威胁着美国民众的经济、环境、气候和水资源安全。”这些组织在一封信函中写道，在新的监管措施出台之前，应暂停审批新的数据中心。
报道称，此举正值越来越多的社区反对Meta、谷歌和OpenAI等公司投入数千亿美元新建数据中心，这些项目主要为满足AI巨大的算力需求。目前，至少有16个数据中心项目，总价值达640亿美元，因当地民众反对不断上涨的电费而被搁置或延期。这些项目为给设备降温也需要大量用水，同样颇具争议，尤其是在水资源匮乏的干旱地区。
电力和政治纠缠不清
在费城西北部的PJM控制室里，《华尔街日报》目睹了轮班的操作人员是如何时刻监控电网的。PJM的能源调度员，本质上相当于空中交通管制员，负责根据需求来重新调配电力。供需之间的任何不平衡，都可能改变电网的频率，从而有可能损坏发电厂和其他设备。
随着数据中心数量的增加，PJM应对用电需求激增的难度也在上升。弗吉尼亚州北部拥有比美国其他任何地区都多的亚马逊等科技公司的数据中心。谷歌去年表示，计划未来两年内在同一服务区域投资250亿美元建设数据中心。
为弗吉尼亚州部分地区提供服务的公用事业公司多米尼能源（Dominion Energy），已收到数据中心开发商提出的用电申请，总量超过40吉瓦，这足够为至少1000万户家庭供电。仅这些申请，就大约相当于多米尼公司截至2024年年底在弗吉尼亚州全网装机容量的两倍。到2039年，多米尼公司预计其系统的峰值用电需求将翻倍。
当阿斯塔纳于2020年接任PJM首席执行官时，其服务区域内的发电厂关闭速度已经快于替代建设速度。六年后，尽管电力需求已经上升，但这一趋势仍在延续。
一些州的环境政策导致了部分发电厂的关闭。伊利诺伊州、密歇根州、马里兰州以及PJM电网覆盖的其他州，已经关闭了一些燃煤和燃气发电机组，以减少碳排放。
另一些关停则出于经济原因。页岩气繁荣带来了丰富廉价的天然气供应，加上风能和太阳能项目的成本大幅下降，燃煤和核电厂的竞争力受到了严重冲击。
PJM面临的问题日益突出，以至于宾夕法尼亚州州长、民主党人乔什·夏皮罗（Josh Shapiro）于2024年向联邦监管机构提起诉讼，要求限制PJM市场的价格上涨。去年9月，夏皮罗召集了PJM服务区域内13个州的州长和代表举行会议，呼吁加强对电价的政治监管。
他表示：“作为美国最大的电网，却让客户及其民选代表几乎没有发言权，这是不可接受的。”
当时，阿斯塔纳则表示，民选官员的做法让问题变得更糟，因为他们让发电厂的建设和运营更加困难。“我们可以在市场里做任何我们想做的事，”他说，“但如果我们的电厂遭遇不利的选址和审批环境，它们就无法建成。”
在新泽西州，居民电价在去年6月上涨了约2%。当选州长米基·谢里尔（Mikie Sherrill）在竞选中将电价作为核心议题，并在胜选演讲中承诺，“将在上任第一天宣布进入紧急状态”以压低公用事业成本。
宾夕法尼亚州、弗吉尼亚州和马里兰州的州长曾威胁要退出PJM，但对大多数州来说这将十分困难，因为它们的公用事业公司通常并不拥有发电厂，而任何州的退出要求都需要联邦层面的批准。
不同于加利福尼亚州、纽约州和得克萨斯州这种单州电力市场，PJM覆盖多个州，是由政治立场各异的官员共同管理的。
“PJM面临的一个根本问题是政治问题，”FERC前主席克里斯蒂点出问题关键所在，“你有13个州，每个州对想要什么样的发电方式、谁可以建发电厂都有截然不同的政策。”
从空中俯瞰位于弗吉尼亚州马纳萨斯的亚马逊网络服务数据中心及其附近的输电线路。 《华尔街日报》
电网濒临崩溃边缘
去年夏天，一系列酷热天气将PJM电网的用电需求推至接近历史最高水平。去年6月，当消费者大量开启空调时，PJM要求所有电厂满负荷运转，同时开始通过向一些大型用电户（如工厂）支付费用来让其减少用电，这一策略被称为“需求响应”，目标是避免实施会影响更多客户的轮流停电。
在美国，轮流停电极少使用，但风险很高。2024年2月，得州发生严重寒潮时，当地电网运营商下令公用事业公司切断电力，导致了200多人死亡。由于大量发电厂在严寒中停运，公用事业公司被迫大幅削减供电，一些人断电长达四天之久。
随着通常力求全天候运行的数据中心不断消耗更多电力，PJM在极端天气下维护电网可靠性的挑战日益严峻。
去年9月，PJM公布了一些旨在平衡数据中心与其他客户需求的方案，其中包括在电网承受极端压力时切断数据中心供电的一项提议。该提案包含一些可能的例外情况，例如数据中心自行安排电源或自愿参与“需求响应”。
亚马逊、谷歌、微软等公司表示，该提案的部分内容歧视数据中心，并反对其中几乎所有内容，并对断电的可能性、建设发电厂的成本以及停机可行性表示担忧。
科技公司提出了反提案，要求在PJM服务范围内，建设发电厂或下线停运必须完全由数据中心自愿决定。
去年11月，由于PJM高管、科技公司、电力供应商、电力公司以及负责监督市场的独立监管机构未能就一项计划达成一致，为数据中心制定新规则的努力陷入僵局。目前，PJM董事会正在努力提出一项新方案。
市场调研机构负责人约瑟夫·鲍林（Joseph Bowring）已敦促联邦监管机构介入。在向FERC提交的一份投诉信中，他表示，除非有足够的发电厂和输电线路为其服务，否则PJM应停止允许新的数据中心接入电网。
几个月以来，鲍林的公司Monitoring Analytics一直在发出同样的警告。该公司在去年11月致电网运营商的一封信中表示，除非数据中心自备电源，“否则PJM将不得不处于分配停电时间、而非确保可靠性的位置上”。
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