本文為財(cái)富情報(bào)局原創(chuàng)
作者丨楊銳
算力的盡頭是電力,AI爆發(fā)式增長帶來的“電荒”正在成就一場電力超級周期。
2月26日,據(jù)彭博社報(bào)道,在2月24日結(jié)束的國情咨文演講中,美國總統(tǒng)特朗普向硅谷的科技巨頭們發(fā)出了最后通牒:從現(xiàn)在起,各大科技公司必須自行建造為其數(shù)據(jù)中心供電的發(fā)電設(shè)施。
白宮一位官員證實(shí),亞馬遜(AMZN.US)、谷歌(GOOG.US)、Meta(META.US)、微軟(MSFT.US)、xAI、甲骨文(ORCL.US)和OpenAI將在當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月4日的會議上簽署協(xié)議,為各自的人工智能數(shù)據(jù)中心建設(shè)獨(dú)立的電力供應(yīng)系統(tǒng)。
此前,特朗普也曾當(dāng)在地時(shí)間1月13日公開表態(tài)稱,絕不允許美國民眾因數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張而承擔(dān)更高電費(fèi),科技巨頭必須為自身電力消耗負(fù)責(zé), 建設(shè)自己的發(fā)電廠。
據(jù)知情人士稱,他們計(jì)劃簽署一份“原則聲明”,目標(biāo)是在控制電價(jià)的同時(shí)推動電網(wǎng)接入更多新發(fā)電能力。協(xié)議內(nèi)容將包括把PJM容量拍賣上限延長兩年。這類拍賣旨在確保關(guān)鍵時(shí)段電力供應(yīng)充足,例如極端炎熱或寒冷天氣。
同時(shí),美國最大的電網(wǎng)運(yùn)營商PJM Interconnection上個月公布了一項(xiàng)計(jì)劃,要求新的大型用電戶要么為電網(wǎng)提供自身的新增發(fā)電量,要么在系統(tǒng)負(fù)荷緊張時(shí)限制用電量。
種種跡象表明,在AI產(chǎn)業(yè)倒逼之下,由科技公司主導(dǎo)的“自備電廠”大基建時(shí)代似乎正在美國拉開帷幕。
不過,由于美國缺電是系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性、長期性問題,沒有任何一個單一的方案可以作為解決缺電的全部核心問題,未來一定是多電源側(cè)共同努力,一個“系統(tǒng)性”及“被迫的混合體”。
01
AI引爆美國“電荒”,科技巨頭加碼"自備電廠"
“數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)接受這一做法,他們會支付自己應(yīng)付的部分。”美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會前主席尼爾·查特吉(Neil Chatterjee)表示。該委員會簡稱FERC,負(fù)責(zé)監(jiān)督美國電力批發(fā)市場。他稱此舉“兼顧可負(fù)擔(dān)性并有助于解決容量問題。我猜測共和黨和民主黨州長將幾乎全體支持”。
過去十余年,美國科技巨頭一直是全球最大的隱形用電大戶。在可再生能源快速擴(kuò)張、電網(wǎng)仍有冗余的云計(jì)算時(shí)代,它們通過長期購電協(xié)議(PPA)綁定風(fēng)電、光伏項(xiàng)目,這種模式還能運(yùn)行良好。
但AI改變了一切。超大模型訓(xùn)練、高密度GPU集群、7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行、瞬時(shí)負(fù)荷“過山車”式波動,導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心對電力和電量(功率和容量)的需求出現(xiàn)數(shù)量級躍升。
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目前,美國正面臨一個棘手問題:隨著人工智能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長,數(shù)據(jù)中心如雨后春筍般在全美各地涌現(xiàn)。這些"電老虎"消耗的電力占全美總用電量的比例已突破2%,在部分地區(qū)甚至導(dǎo)致電價(jià)顯著上漲。民調(diào)顯示,67%的美國民眾對生活成本上升表示擔(dān)憂,其中電費(fèi)上漲成為受關(guān)注的痛點(diǎn)之一。
我們不能讓普通家庭為科技巨頭的電力賬單買單,"在2月24日的國情咨文中,特朗普直指數(shù)據(jù)中心用電問題,"這些公司必須為自己的選擇負(fù)責(zé)。"這一表態(tài)被視為對近期民間抗議活動的直接回應(yīng)——在弗吉尼亞州等數(shù)據(jù)中心聚集地,居民們已多次集會反對因數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)致的電價(jià)上漲。
事實(shí)上,為了獲得穩(wěn)定的電力支撐,科技巨頭此前已經(jīng)開始重金押注。
早在2023年,微軟與核聚變能源公司Helion Energy簽署了全球首個用于商業(yè)核聚變電力的長期購電協(xié)議,計(jì)劃從Helion將來建設(shè)的核聚變電廠采購電力,不過最快也要到2028年才能用上。
同年6月,微軟(MSFT.US)與Constellation Energy簽署了20年購電協(xié)議,以支撐其位于弗吉尼亞州的數(shù)據(jù)中心。該方案結(jié)合了風(fēng)能、太陽能等可再生能源以及核能,旨在讓該數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)接近全天候100%清潔電力供應(yīng)的目標(biāo),但核電也是2028年左右才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)營和交付。
2024年,亞馬遜(AMZN.US)也開始自建電力設(shè)施,在風(fēng)電、太陽能之外,還探索與核電廠直連的供電模式。Meta(META.US)也為其AI集群自建天然氣發(fā)電設(shè)施,以應(yīng)對老舊電網(wǎng)無法支撐能源需求高速增長的問題。
去年12月22日,谷歌母公司Alphabet宣布將以47.5億美元現(xiàn)金收購數(shù)據(jù)中心及能源基礎(chǔ)設(shè)施公司Intersect,并承擔(dān)其相關(guān)債務(wù)。
值得注意的是,Intersect Powr并不是一家傳統(tǒng)意義上的發(fā)電企業(yè),而是一家集光伏、儲能、項(xiàng)目開發(fā)與電力交付能力于一體的能源平臺型公司。更重要的是,它手中握有大量在建、可快速投產(chǎn)、靠近數(shù)據(jù)中心的能源項(xiàng)目。
此次收購標(biāo)志著行業(yè)偏離了長達(dá)十年的簽署購電協(xié)議(PPA)的標(biāo)準(zhǔn)做法,即企業(yè)通過合同向第三方開發(fā)商購買能源。取而代之的是,谷歌將擁有處于開發(fā)后期的3.6吉瓦(GW)太陽能和風(fēng)能項(xiàng)目儲備,以及3.1吉瓦時(shí)(GWh)的電池儲能項(xiàng)目的所有權(quán)。
02
“BYOG(自帶發(fā)電)” 并不便宜,但更快
從落地案例來看,美國自建電廠以滿足AI算力要求,已分化出了三種成熟且具備落地配置的方案。
第一種是燃機(jī)+儲能的快速交付模式,這是目前急于搶占算力高地的大廠選擇較多的一種。
在美國田納西州,馬斯克為了給它的AI公司xAI打造超級計(jì)算機(jī)中心Colossus,就選擇了這一路徑項(xiàng)目。該項(xiàng)目沒有等待公共電網(wǎng)擴(kuò)容,而是在改造既有建筑的同時(shí),同步tuition自建能源系統(tǒng),從動工到上線僅僅花了122天。
在這套體系中,192MW的燃?xì)廨啓C(jī)作為主電源直接繞開大電網(wǎng),并配合了總裝機(jī)150MW的特斯拉Megapack儲能系統(tǒng)。
第二種核能/燃機(jī)底座+光儲的長期方案。這類項(xiàng)目并不急著搶時(shí)間窗口,而是把能源當(dāng)長期資產(chǎn)建設(shè)。
典型的就是Lancium Clean Campus(蘭西姆清潔園區(qū))項(xiàng)目。在德克薩斯風(fēng)光資源最密集的腹地,億萬富翁Peter Thiel的Founders Fund投資的一家人工智能基礎(chǔ)設(shè)施公司Crusoe Energy直接圈下一塊超過800英畝的土地,打造一個幾乎為算力而生的能源型園區(qū)。
這個項(xiàng)目利用德州極其充沛的風(fēng)電和光伏資源自建了微電網(wǎng),把原本高度波動、不可預(yù)測的風(fēng)電和光伏,改造成一套可調(diào)度、可預(yù)期、可金融化的電力體系。
而項(xiàng)目配置的約360MW的燃機(jī)容量則負(fù)責(zé)在極端情況下兜底。
第三種方案走的是超配光伏+長時(shí)儲能。這類方案通常出現(xiàn)在并網(wǎng)條件差、審批周期不可控的區(qū)域。
比如位于新墨西哥州的Chaves數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目,其光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1.26GW,儲能功率約600MW,整體設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)100%離網(wǎng)運(yùn)行。
在具體設(shè)計(jì)中,該項(xiàng)目以25MW為基本單位進(jìn)行復(fù)制,每個單元配置約100MW的光伏和400MWh、時(shí)長約為5小時(shí)的儲能系統(tǒng)。白天由光伏覆蓋算力負(fù)載并完成儲能充電,夜間則完全由儲能系統(tǒng)支持運(yùn)行,形成一個高度封閉的供能循環(huán)。
但自建電廠模式并非無懈可擊。
首先是建設(shè)速度。
美國一個大型能源項(xiàng)目,從選址、審批到并網(wǎng),往往需要3–5年甚至更長的時(shí)間;核能項(xiàng)目周期更長,8–15年并不罕見;即便是天然氣電廠,也面臨審批、環(huán)保、管道配套等不確定性。而AI數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)張節(jié)奏卻是以季度甚至月度為單位計(jì)算。
這就造成了一個嚴(yán)重錯配,算力擴(kuò)張是“互聯(lián)網(wǎng)節(jié)奏”,能源建設(shè)卻是“基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)奏”。當(dāng)這一矛盾持續(xù)放大,自建電廠開始顯得力不從心。
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第二,“自建電廠”并不等于“脫網(wǎng)運(yùn)行”,更常見是Behind-the-meter電源(大型燃?xì)鈾C(jī)組/燃機(jī)、可再生+儲能)、甚至核電+與公用事業(yè)并網(wǎng)的雙路冗余。但這增加對電網(wǎng)穩(wěn)定性的威脅。
實(shí)際上,數(shù)據(jù)中心引入“自備電廠”加快并網(wǎng)速度,一種方式是完全建設(shè)脫網(wǎng)供電系統(tǒng),另一種則是階段供電模式。后者的靈活性仍有挖掘空間。階梯供電模式即接入電網(wǎng)容量逐年擴(kuò)大,例如100MW 項(xiàng)目初次并網(wǎng)時(shí) 10MW,首年 30-40MW,次年打滿 100MW。
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xAI 是采用該策略的先驅(qū)者,其使用 CAT 小型模塊化 16MW 燃機(jī)繞過電網(wǎng)瓶頸。同時(shí),階梯供電模式也創(chuàng)造了“橋接電源”模式,即開發(fā)商通過使用輕燃機(jī)組來提供短期離網(wǎng)供電能力,待大型聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)投入運(yùn)營后,再將其轉(zhuǎn)為備用/冗余電源。最著名的案例是 xAI 為了縮短交期,直接向 Solaris Energy 租賃燃機(jī)設(shè)備,并且通過 VoltaGrid 的長途卡車運(yùn)輸移動燃機(jī)加速交付,僅需數(shù)周即可完成部署。
第三,成本。
SemiAnalysis去年12月發(fā)布的深度報(bào)告《How AI Labs Are Solving the Power Crisis: The Onsite Gas Deep Dive》就曾指出,自建發(fā)電并不便宜,甚至在多數(shù)情況下結(jié)構(gòu)性費(fèi)用比電網(wǎng)供電更貴。
原因也很清楚:冗余要求極高電網(wǎng)平均穩(wěn)定性約99.93%,單一電廠要復(fù)制這種穩(wěn)定性,必須嚴(yán)重“超配”。維護(hù)與運(yùn)維復(fù)雜度上升,必須多機(jī)組、熱備、冷備、輪換維護(hù)。最后,審批、環(huán)保、選址難度也并未消失,只是從“電網(wǎng)審批”轉(zhuǎn)移到了“發(fā)電審批”。
因此,SemiAnalysis 在報(bào)告中給出的核心判斷是:“BYOG(自帶發(fā)電)” 并不是更便宜,而是更快。
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事實(shí)上,建一個能穩(wěn)定供電的電廠,投資是天文數(shù)字。不管是天然氣電站還是小型核反應(yīng)堆,從審批、選址到建設(shè),沒個幾年時(shí)間、幾十億美金根本下不來。這會極大推高科技公司的運(yùn)營成本,初步估算,僅微軟一家就可能面臨每年數(shù)十億美元的額外支出。
面對政府壓力,科技巨頭的反應(yīng)也各異。雖然微軟和谷歌已表示愿意參與會談,但強(qiáng)調(diào)需要"合理過渡期";而部分初創(chuàng)企業(yè)則擔(dān)憂這一政策可能扼殺創(chuàng)新。一位不愿透露姓名的科技公司高管對媒體表示:"這相當(dāng)于讓我們成為公共事業(yè)公司,將徹底改變行業(yè)運(yùn)營模式。"
更復(fù)雜的是,該承諾目前被設(shè)計(jì)為"不具約束力",其實(shí)際執(zhí)行效果存疑。
03
電力“超級周期”開啟
無論終協(xié)議內(nèi)容如何,一個共識正在形成:越來越多的數(shù)據(jù)中心將供電體系移到表后,“自帶電力”理念正迅速成為美國建設(shè)數(shù)據(jù)中心的新共識。
xAI總法律顧問詹姆斯·伯納姆在社交媒體發(fā)文稱,很自豪能參與這一倡議,并強(qiáng)調(diào)“xAI從未導(dǎo)致周邊居民的電費(fèi)上漲。我們團(tuán)隊(duì)建造超級計(jì)算機(jī)時(shí),電力供應(yīng)就已包含在內(nèi)”。而微軟總裁布拉德·史密斯則表示,贊賞政府“為確保數(shù)據(jù)中心不會推高消費(fèi)者電價(jià)所做的努力”。
此前,Anthropic和微軟都已提出自愿性方案,試圖限制數(shù)據(jù)中心對消費(fèi)者電費(fèi)賬單的影響。
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據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),到2027年,全美微電網(wǎng)容量將突破15GW。尤其是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,2026年將有20%-25%的新增算力項(xiàng)目選擇離網(wǎng)模式。
目前,包括德州西部、俄亥俄和田納西在內(nèi)的一些大型項(xiàng)目,一批新建或擴(kuò)建等數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目總部,已不再把接入公共電網(wǎng)放入默認(rèn)選項(xiàng),而是選擇先行部署自發(fā)自用的供電系統(tǒng)。
當(dāng)然,這種“自給自足”的模式也帶來一些爭議。在美國孟菲斯,xAI 的 Project Colossus 就因其發(fā)電設(shè)施造成的污染而遭到當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的投訴。一些將數(shù)據(jù)中心與核電站建在一起的計(jì)劃,也因可能推高當(dāng)?shù)仉妰r(jià)而被聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會叫停。
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事實(shí)上,若BYOG(自帶發(fā)電)”模式在美國乃至其他地區(qū)最終被制度化,無疑將會把AI資本開支的一大部分系統(tǒng)性轉(zhuǎn)移到包括發(fā)電燃機(jī)、變壓器、開關(guān)柜、輸配電擴(kuò)容、并網(wǎng)工程與調(diào)度軟件等電力電網(wǎng)設(shè)備上來。
這也意味著堪稱“吞電巨獸”的AI將帶來史無前例的電力“超級牛市行情”。
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在國內(nèi),國家電網(wǎng)宣布“十五五”期間固定資產(chǎn)投資規(guī)模將達(dá)4萬億元,較“十四五”增長40%。2026年開年以來,電網(wǎng)設(shè)備板塊延續(xù)強(qiáng)勁勢頭,板塊指數(shù)持續(xù)走高,多只個股連續(xù)漲停。2月26日當(dāng)日,港股東方電氣(01072.HK)大漲15.5%、東北電氣(00042.HK)漲3.61%、上海電氣(02727.HK)漲漲2.59%。A股方面,燃?xì)廨啓C(jī)板塊強(qiáng)勢,常寶股份(002478.SZ)、東方電氣(600875.SH)漲停,海聯(lián)訊((300277.SZ))、飛沃科技(301232.SZ)、、西子潔能(002534.SZ)等個股漲幅也居前。
在海外,西門子能源近期明確受益于AI驅(qū)動的燃機(jī)與電網(wǎng)設(shè)需求,業(yè)績與股價(jià)表現(xiàn)直接與“AI數(shù)據(jù)中心建設(shè)潮”掛鉤。施耐德電氣(SCHN.PA)2月26日公布的財(cái)報(bào)顯示,該公司營業(yè)利潤達(dá)到超越市場預(yù)期的75.2億歐元,其財(cái)務(wù)官希拉里?馬克森向媒體表示,美國是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)增長的主要驅(qū)動力,同時(shí)北歐國家及法國的需求也在回升。對于2026財(cái)年,施耐德預(yù)計(jì)有機(jī)銷售額增長將在7%到10%之間,調(diào)整后的EBITA利潤率將提高50至80個基點(diǎn)。但分析師認(rèn)為這一預(yù)測較為保守。
西門子(SIEGY)也在最新財(cái)報(bào)中把利潤指引上調(diào),明確提到北美AI驅(qū)動的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施需求、且相關(guān)業(yè)務(wù)在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)顯著增長。
此外,歐洲最大電網(wǎng)運(yùn)營商E.ON也把加碼投資指向“為歐洲AI數(shù)據(jù)中心大舉擴(kuò)張做準(zhǔn)備”,并且歐洲股市公用事業(yè)板塊已成為AI相關(guān)行情受益者之一。而在美國,AEP、Exelon等公用事業(yè)公司則在數(shù)據(jù)中心需求推動下上調(diào)資本開支計(jì)劃。
算力的盡頭是電力,可以預(yù)見,一場源于AI算力渴望與能源轉(zhuǎn)型需求的電力革命正席卷全球。
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