AI需求爆炸，美國電網瀕臨崩潰，監管終于出手了

環球零碳

碳中和領域的《新青年》

來源：AI生成

摘要：

AI產業的競爭焦點正在從芯片、服務器逐步延伸至能源基礎設施?？焖俨渴痣娏Φ哪芰σ呀洺蔀槿斯ぶ悄茴I先地位的先決條件。

撰文 | Penn

編輯 | 小瀾

→這是《環球零碳》的第2041篇原創

AI浪潮席卷全球，算力競賽如火如荼，但決定勝負的關鍵或許并非芯片、模型和算法，而是隱藏在電纜與鐵塔之間的電力基礎設施。

自這場人工智能浪潮開始之際，大洋彼岸的華爾街和硅谷巨頭們就開始了缺電焦慮。時至今日，因為電子（Electrons）而帶來的焦慮絲毫沒有得到緩解。

對于美國而言，其擁有的前沿大模型、先進芯片和算法令人羨慕，但落后的電網卻成為制約這些能力轉化的最大瓶頸和阻礙AI 跨入快車道的最大路障。

今年以來，數據中心的爆發式增長正將美國電網推向極限，“缺電”危機頻現，多地陷入輪流停電的風險之中；電價也屢創紀錄，甚至觸及監管價格上限。人工智能發展的核心矛盾，已經從“GPU夠不夠”徹底轉向“什么時候能把電接入機柜”。

而這僅僅只是一個開始，摩根士丹利能源分析師預測，到2028年美國數據中心電力需求將升至80GW，潛在供電缺口約55GW。貝菜德研究指出，到本十年末數據中心需新增約148GW額外電力容量。

Wood Mackenzie則測算，到2030年數據中心將占美國電力需求增長的約68%。北美數據中心容量將從2026年的約24GW擴張至2030年的100GW(規模擴大4倍以上)，增量達76GW，即使在5年內進行年均15GW落地，仍難以匹配需求缺口。

SemiAnalysis最新發布的報告更是警告，美國電網可用于承載新增大型負荷的"剩余容量（Headroom）"最快將在2027年降至負值，遠無法滿足AI數據中心激增的電力需求，這意味著未來新建AI數據中心將越來越難依賴公共電網獲得穩定供電。

這一預警也得到了電力巨頭的證實，美國核電龍頭艾索倫電力(Exelon)最新警告稱，由于電力需求不斷增長給電網帶來壓力，美國最早可能在2027年面臨停電，而且需要更高的電費來為新的基礎設施提供資金。

來源：2026-2030年美國增量電力需求部門構成

來源：Wood Mackenzie

6月26日，SemiAnalysis在這份名為《US Grid Constraints: Towards 40GW+ of Behind-The-Meter Datacenter by 2028?》的報告中坦言，當前美國數據中心建設速度已經遠遠超過電網能夠提供新增容量的速度。

美國數據中心建設正以創紀錄的速度狂奔。SemiAnalysis的模型顯示，從2026年的21GW到2030年的84GW，數據中心累計新增電力需求正在以驚人的速度攀升。

但電網完全跟不上這個節奏。報告追蹤了全美4萬個發電機組后發現，2026年和2027年，美國每年新增的天然氣發電裝機不足10GW，直到2028年后才會有所回升。

更關鍵的是，電網真正可依賴的有效負荷承載能力（ELCC）——即扣除各種折損后真正能穩定供電的能力——每年僅增長約15GW。

這部分是電網運營商可確認、能夠承載數據中心穩定負荷的全部可靠容量，而這點容量還要同時服務半導體廠、工業負荷等其他剛性需求。這一數字直到本十年末才會逐步提升至 20GW 以上。

圖說：美國數據中心按電源類型劃分的凈新增容量

來源：SemiAnalysis

將這些經認證的供給抵扣峰值需求和所需備用容量率后，得到的就是余量本身，即一個市場在覆蓋自身峰值需求和所需備用容量率之后，剩余可承接新增負荷的認證容量。

基于這一口徑，根據SemiAnalysis對全美所需備用容量率的分析，可用余量已經接近于 0，并將在 2027 年轉為負值。

這種情況下就意味著電網再沒有空余容量去接入像數據中心這樣的大負荷，否則就要犧牲可靠性。以美國最大的區域電網PJM為例，AI數據中心爆炸式用電需求正將區域電網推向臨界點，容量電價在約兩年內已暴漲逾1000%。

供需失衡危機下，PJM在2027/2028 容量拍賣（BRA）清算出約 134,478MW 的可信容量（UCAP），對應備用率僅 14.4%，而目標是 20%，實打實缺口約 6,517MW。

事實上，這一現象并非PJM獨有。美國電力監管機構北美電力可靠性協會(NERC)在2025 長期可靠性評估中指出，全北美 23 個評估區里的13 個都面臨著可用余量缺口。這意味著，繼續依賴傳統電網建設大型AI園區，將越來越受到電力瓶頸限制。

值得注意的是，AI驅動的負荷增長帶來的壓力，并不僅僅體現在發電能力和電力總量上，而是貫穿整個供應鏈。一方面，天然氣電廠建設周期普遍長達4至6年，而未來兩年美國新增天然氣發電項目十分有限。另一方面，高壓變壓器、燃氣輪機、斷路器等關鍵設備交貨周期普遍延長至3至4年，遠高于歷史平均水平。

此外，項目審批、并網排隊、融資和社區許可等問題進一步拖慢了建設節奏。另外一些地區地區真正的瓶頸在于：受阻節點處的輸電擁堵、負荷行為劇烈波動引發的系統不穩定，以及大規模負荷快速集中時對本地電網造成的沖擊——而這些問題，原有電網在設計之初根本未曾預見。

圖說：美國數據中心按電源類型劃分的凈新增容量

來源：SemiAnalysis

目前，不少美國數據中心開發商都在越來越頻繁地經歷過這一場景：電力公司最初承諾2027年即可提供數百兆瓦負荷，但隨后又通知只能推遲至2029年甚至更晚，而且電力公司往往無需承擔延期責任。這對于以算力換收入的AI公司而言，這種不確定性幾乎不可接受。

在AI算力驅動下的“電荒”危機愈演愈烈之際，美國聯邦能源監管委員會（FERC）出手了。當地時間6月18日，聯邦能源監管委員會發布了一系列具有里程碑意義的“責令說明理由”令，要求進一步推進數據中心和其他大型負荷接入州際輸電網的進程，標志著大型能源用戶并入區域電網的方式將發生根本性轉變。

FERC擬定的“責令說明理由”命令草案要求其管轄下的六個區域電網（不包括德克薩斯州）對其為大型能源用戶供電的流程進行合理性審查或徹底改革。FERC表示，此舉的主要目的是加快數據中心并網速度，同時最大限度地減少對電網穩定性和美國民眾電費的影響。

FERC主席勞拉·斯威特將此問題描述為國家優先事項，并表示：“這是我國當前面臨的首要任務?！痹谔峒皵U建人工智能相關基礎設施的努力時，她補充道：“這是一場與時間的賽跑，而我們將贏得這場賽跑。”

電網運營商和輸電業主有 60 天時間向聯邦能源監管委員會 (FERC) 做出回應，來證明現有的互聯和電價規則仍然公正合理，或者提交修訂后的文件，說明大負荷用戶如何接入輸電系統。

同時，還有一項為期30天的要求，要求各運營商提交詳細報告，說明如何確保現有和新增大負荷用戶都能獲得充足的發電容量。

圖說：中國儲能電芯出貨量和全球儲能電芯產量

來源：中信期貨

此外，每項定制指令都列出了電網運營商需要解決的五類改革：1）開發高效的輸電服務申請和研究流程，包括考慮替代輸電技術；2）提高成本分配透明度；3）協同部署安排與表后發電；4）為靈活型大型負荷量身定制的新型輸電服務；5）制定研究服務于鄰近大負荷和同址負荷的發電設施的流程。

聯邦能源監管委員會（FERC）在其命令中還鼓勵為超大型能源用戶建立新的框架，使其能夠自建電力供應系統，例如自建電廠。該監管機構敦促電網運營商整合先進技術，以提高現有基礎設施的效率，同時明確今后制定規則時不再主動依據《國家環境政策法》考量對環境的影響，即放寬環評要求。

美國數據中心和發電廠開發商的支持者普遍支持聯邦能源監管委員會對電網運營商的指令。業內人士指出，這種規模的大型負荷互聯改革對于維護國家安全和經濟競爭力至關重要，通過制定這些規則，聯邦政府為構建未來數字骨干網所需的數十億美元投資提供了一條可預測的路線圖。

美國能源部長賴特曾指出，快速部署電力的能力是人工智能和先進制造業領先地位的先決條件。SemiAnalysis也分析認為，未來幾年，美國AI產業競爭的關鍵約束將不再只是GPU供應，而是電力資源獲取能力。

這意味著AI產業的競爭焦點正在從芯片、服務器逐步延伸至能源基礎設施。未來誰能夠率先鎖定穩定、可靠且可擴展的電力資源，誰就更有可能在下一輪AI算力競爭中占據優勢。

參考資料：

[1]https://newsletter.semianalysis.com/p/us-grid-constraints-towards-40gw

[2]https://www.rand.org/pubs/research_briefs/RBA3845-1.html

[3]https://www.ferc.gov/explainer-interconnection-final-rule

[4]https://www.energyintel.com/0000019f-009a-ded2-a1bf-c59e78220000

[5]https://www.reuters.com/business/energy/top-us-energy-regulator-pushes-grids-overhaul-data-center-power-rules-2026-06-18/

[6]https://www.publicpower.org/periodical/article/ferc-directs-grid-operators-justify-or-reform-rules-govern-how-large-energy-users-connect-grid

[7]https://www.powerinfotoday.com/news-press-releases/us-regulator-pushes-for-data-center-power-rules-overhaul/

[8]https://www.utilitydive.com/news/ferc-doe-data-center-interconnection/823360/

[9]https://shalemag.com/doe-ferc-large-load-interconnection-reform-data-centers/

[10]https://www.datacenterknowledge.com/build-design/ferc-targets-grid-rules-for-data-centers-and-large-loads

[11]https://spectrum.ieee.org/ferc-data-center-policy

[12]https://wallstreetcn.com/articles/3775644

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