文/張錚

作者系中節(jié)能衡準(zhǔn)科技服務(wù)（北京）有限公司副總經(jīng)理

2026年初，美國人工智能產(chǎn)業(yè)再次站上能源議題的風(fēng)口。谷歌、亞馬遜、微軟、Meta、OpenAI、甲骨文和xAI七家科技巨頭在華盛頓簽署“用戶保護(hù)承諾書”，承諾為新建人工智能數(shù)據(jù)中心提供額外電力，并承擔(dān)輸電和電網(wǎng)升級費(fèi)用，以避免數(shù)據(jù)中心用電需求推高居民電價(jià)。

這一舉動(dòng)發(fā)生在美國電力系統(tǒng)承壓、居民電價(jià)持續(xù)上漲、地方政府開始限制數(shù)據(jù)中心建設(shè)的背景之下。人工智能算力需求正在重塑電力系統(tǒng)：一方面，巨型數(shù)據(jù)中心成為新的超級負(fù)荷，正在改變電力需求結(jié)構(gòu)；另一方面，這些設(shè)施在電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí)可能集體脫網(wǎng)，也在帶來新的系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。圍繞電價(jià)、供電模式和電網(wǎng)穩(wěn)定性的爭論，正在成為美國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的一個(gè)新焦點(diǎn)。

“超級負(fù)荷”

美國電力系統(tǒng)很少像今天這樣，因?yàn)橐粋�(gè)產(chǎn)業(yè)而產(chǎn)生如此大的負(fù)荷沖擊。過去幾十年，美國電力需求總體增長緩慢，許多地區(qū)甚至長期處于需求停滯狀態(tài)。人工智能的爆發(fā)式發(fā)展改變了這一格局。

生成式人工智能模型的訓(xùn)練和推理需要大量計(jì)算能力，而計(jì)算能力背后是持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。近年來，美國各地正在建設(shè)的新一代數(shù)據(jù)中心規(guī)模遠(yuǎn)超傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的設(shè)施。一座大型人工智能數(shù)據(jù)中心的電力需求往往達(dá)到數(shù)百兆瓦，部分超級計(jì)算設(shè)施甚至接近一吉瓦規(guī)模，已經(jīng)接近一座大型工業(yè)園區(qū)甚至中型城市的用電水平。

多家機(jī)構(gòu)的預(yù)測顯示，美國數(shù)據(jù)中心用電需求未來十年可能出現(xiàn)跨越式增長。根據(jù)電力研究機(jī)構(gòu)的估計(jì)，到2030年前后，數(shù)據(jù)中心用電量可能占美國總電力消費(fèi)的15%—17%，而目前這一比例仍在5%左右。彭博新能源財(cái)經(jīng)的測算更為激進(jìn)，認(rèn)為到2035年，美國數(shù)據(jù)中心電力需求可能從2024年的約35吉瓦增長至100吉瓦以上。

這種增長速度在電力系統(tǒng)中幾乎前所未有。電網(wǎng)規(guī)劃通常以十年甚至二十年為周期，而人工智能算力的擴(kuò)張往往在兩三年內(nèi)完成。結(jié)果是，許多電網(wǎng)運(yùn)營商突然面對一個(gè)巨大的新增負(fù)荷。

美國東部最大的電力市場PJM就是典型案例。這個(gè)跨越13個(gè)州的電力系統(tǒng)擁有全球最密集的數(shù)據(jù)中心集群，其中北弗吉尼亞被稱為“數(shù)據(jù)中心走廊”。隨著云計(jì)算和人工智能需求不斷增加，當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心用電量快速攀升。電網(wǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)曾多次警告，如果新的發(fā)電和輸電項(xiàng)目不能及時(shí)投運(yùn)，區(qū)域電力供應(yīng)可能在高峰期面臨緊張局面。

電價(jià)壓力已經(jīng)開始顯現(xiàn)。美國能源信息署數(shù)據(jù)顯示，2025年美國居民電價(jià)平均上漲約6%，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心集中州的漲幅更高。新澤西州和賓夕法尼亞州電價(jià)同比上漲幅度分別達(dá)到16%和19%。雖然電價(jià)上漲并非完全由數(shù)據(jù)中心引發(fā)，但其快速增長的電力需求顯然正在成為新的重要變量。

公眾輿論開始發(fā)生變化。在過去十年里，地方政府普遍歡迎數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，因?yàn)樗鼈儙硗顿Y和稅收，同時(shí)創(chuàng)造一定數(shù)量的技術(shù)崗位。然而隨著電價(jià)上漲、土地占用以及電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)壓力增加，一些社區(qū)開始質(zhì)疑這些設(shè)施的長期影響。

在美國多個(gè)城市，居民團(tuán)體已經(jīng)公開反對數(shù)據(jù)中心建設(shè)。一些地方政府甚至出臺限制措施，對數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目設(shè)定更嚴(yán)格的審批條件，或者限制其數(shù)量和規(guī)模。對科技公司而言，這種政治和社會壓力正在成為擴(kuò)張算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要障礙。

在這樣的背景下，科技公司和聯(lián)邦政府試圖通過新的承諾來緩解矛盾。

特朗普政府推動(dòng)的“用戶保護(hù)承諾書”正是這一努力的體現(xiàn)。協(xié)議的核心思路是將數(shù)據(jù)中心新增電力需求的成本從普通用戶賬單中分離出來�？萍脊境兄Z為其數(shù)據(jù)中心建設(shè)或購買新的電力供應(yīng)，并承擔(dān)相關(guān)輸電和電網(wǎng)升級費(fèi)用，同時(shí)與公用事業(yè)公司協(xié)商專門的電價(jià)結(jié)構(gòu)。

從政治層面看，這一舉措具有明顯的現(xiàn)實(shí)考量。美國電價(jià)上漲已經(jīng)成為影響選民情緒的重要因素，而人工智能產(chǎn)業(yè)又被視為國家競爭力的重要基礎(chǔ)設(shè)施。政府希望在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)避免公眾將電價(jià)上漲歸咎于科技企業(yè)。

不過，在能源行業(yè)內(nèi)部，這項(xiàng)承諾的可行性仍存在不少爭議。電力系統(tǒng)的物理特性決定了，大規(guī)模新增負(fù)荷幾乎不可能完全與現(xiàn)有系統(tǒng)隔離。即使數(shù)據(jù)中心建設(shè)了自己的發(fā)電設(shè)施，它們?nèi)匀恍枰娋W(wǎng)作為備用和調(diào)節(jié)平臺。

因此，不少專家認(rèn)為，所謂“完全不影響居民電價(jià)”在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)。只要整體電力需求增長，系統(tǒng)投資就會增加，而這些成本最終仍然會通過不同渠道反映在電價(jià)之中。

科技公司之所以愿意簽署這類承諾，很大程度上也是為了改變公眾敘事。人工智能算力的擴(kuò)張已經(jīng)無法停止，而在政策和社會層面爭取更多空間，成為這些企業(yè)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。

電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)

如果說電價(jià)問題體現(xiàn)的是數(shù)據(jù)中心對電力需求側(cè)的沖擊，那么電網(wǎng)安全則暴露出另一種更為復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

長期以來，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行主要依賴于對發(fā)電側(cè)的調(diào)節(jié)。電網(wǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)通過調(diào)度電廠、儲能和需求響應(yīng)等手段，保持供需實(shí)時(shí)平衡。然而隨著大型數(shù)據(jù)中心成為新的超級負(fù)荷，系統(tǒng)穩(wěn)定性開始出現(xiàn)來自負(fù)荷側(cè)的新風(fēng)險(xiǎn)。

2024年和2025年在弗吉尼亞發(fā)生的兩次事件，讓電網(wǎng)運(yùn)營商意識到這一問題的嚴(yán)重性。

在一次高壓輸電線路故障中，大約40座數(shù)據(jù)中心幾乎同時(shí)從電網(wǎng)脫離，轉(zhuǎn)而使用內(nèi)部備用電源。由于這些設(shè)施原本消耗的電力足以供應(yīng)一百多萬戶家庭，需求突然消失使得電網(wǎng)負(fù)荷在瞬間出現(xiàn)劇烈波動(dòng)。運(yùn)營商不得不迅速減少發(fā)電量，以避免系統(tǒng)過剩電力損壞發(fā)電設(shè)備。

類似情況在幾個(gè)月前也發(fā)生過。當(dāng)時(shí)約70座數(shù)據(jù)中心因電網(wǎng)擾動(dòng)同時(shí)切換到備用電源，電網(wǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)再次緊急調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行。

這類事件并沒有造成停電，但它們揭示了一個(gè)新的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)大量數(shù)據(jù)中心同時(shí)脫網(wǎng)時(shí)，需求側(cè)的驟然下降可能導(dǎo)致供需失衡，從而威脅電網(wǎng)穩(wěn)定。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)通常擔(dān)心的是需求過高。炎熱夏季或寒冷冬季，負(fù)荷激增可能導(dǎo)致供電不足。而在數(shù)據(jù)中心密集地區(qū)，新的問題開始浮現(xiàn)：需求可能在瞬間消失。

數(shù)據(jù)中心之所以會在電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)脫網(wǎng)，與其設(shè)備保護(hù)機(jī)制有關(guān)。為了保證計(jì)算任務(wù)的連續(xù)性和設(shè)備安全，數(shù)據(jù)中心通常會監(jiān)測電壓和頻率波動(dòng)。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)異常，它們會自動(dòng)切換到備用電源，例如柴油發(fā)電機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。

對于單個(gè)設(shè)施來說，這種設(shè)計(jì)無可厚非。但當(dāng)一個(gè)地區(qū)聚集數(shù)十甚至上百座數(shù)據(jù)中心時(shí)，這種保護(hù)機(jī)制可能產(chǎn)生集體效應(yīng)。

電網(wǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)擔(dān)心，如果未來有數(shù)千兆瓦負(fù)荷在瞬間消失，系統(tǒng)可能難以及時(shí)減少發(fā)電量。過剩電力會導(dǎo)致頻率上升，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引發(fā)設(shè)備損壞或連鎖停機(jī)。

美國電力可靠性機(jī)構(gòu)已經(jīng)將這一問題列為新興風(fēng)險(xiǎn)之一，并與科技公司共同研究解決方案。一個(gè)可能的方向是調(diào)整數(shù)據(jù)中心的保護(hù)策略，使其在短暫電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí)保持連接，而不是立即切換到備用電源。

與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心也被視為潛在的“可調(diào)節(jié)負(fù)荷”。在極端天氣或系統(tǒng)緊張時(shí)，它們可以降低用電量，為電網(wǎng)釋放容量。德克薩斯州已經(jīng)通過相關(guān)法律，在緊急情況下允許電網(wǎng)運(yùn)營商限制數(shù)據(jù)中心用電。

科技公司在與政府簽署的承諾中也提到，在電力短缺時(shí)提供備用發(fā)電資源，并在需要時(shí)減少用電。不過，這些承諾大多較為原則性，具體執(zhí)行仍需與各州和電網(wǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)協(xié)商。

除了電網(wǎng)穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)中心的供電模式也正在發(fā)生變化。越來越多企業(yè)選擇建設(shè)自有電源，而不是完全依賴公共電網(wǎng)。

天然氣發(fā)電是目前最常見的選擇。由于建設(shè)周期相對較短、技術(shù)成熟，燃?xì)廨啓C(jī)成為許多數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的首選電源。據(jù)能源研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，美國計(jì)劃為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)電項(xiàng)目中，大約三分之二為天然氣發(fā)電。

一些企業(yè)還在嘗試更激進(jìn)的方案。微軟和谷歌正在探索重啟核電站或開發(fā)小型模塊化反應(yīng)堆，為數(shù)據(jù)中心提供長期穩(wěn)定電力。馬斯克旗下的xAI則計(jì)劃為其超級計(jì)算設(shè)施建設(shè)超過1吉瓦的專用電廠，并配套大型儲能系統(tǒng)。

然而這些方案在現(xiàn)實(shí)中并不容易落地。燃?xì)廨啓C(jī)供應(yīng)緊張，新訂單的交付周期已經(jīng)延長至數(shù)年。核電項(xiàng)目則面臨監(jiān)管和投資周期問題。即使是較為簡單的燃?xì)怆姀S，也需要獲得環(huán)境許可和電網(wǎng)接入批準(zhǔn)。

與此同時(shí)，技術(shù)和運(yùn)維挑戰(zhàn)也不容忽視。許多備用發(fā)電設(shè)備并不是為長期連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)的。要讓這些設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)十年，需要大量備件和專業(yè)技術(shù)人員。

對電力行業(yè)而言，數(shù)據(jù)中心帶來的不僅是需求增長，更是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化。傳統(tǒng)電網(wǎng)面對的是大量分散負(fù)荷，而人工智能時(shí)代正在出現(xiàn)數(shù)量有限但規(guī)模巨大的“超級用戶”。這些用戶既是電力消費(fèi)者，也可能成為新的電力生產(chǎn)者。

這種變化正在模糊電力系統(tǒng)中生產(chǎn)者與消費(fèi)者的邊界。

人工智能正在重塑能源系統(tǒng)，這一過程才剛剛開始。數(shù)據(jù)中心的電力需求、供電方式以及對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，正在成為能源政策、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略和地方治理交匯的新議題。

對于科技公司而言，算力競爭已經(jīng)進(jìn)入基礎(chǔ)設(shè)施階段。誰能夠獲得穩(wěn)定而廉價(jià)的電力，誰就能在人工智能競賽中占據(jù)優(yōu)勢。對于電力行業(yè)而言，如何在保障系統(tǒng)安全的前提下吸收這些新的超級負(fù)荷，將決定未來十年的電網(wǎng)形態(tài)。

在這一過程中，圍繞電價(jià)、供電責(zé)任和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的爭論仍將持續(xù)。人工智能產(chǎn)業(yè)的能源賬單，最終由誰承擔(dān)，仍然是一個(gè)尚未得到完全回答的問題。

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