AI建設放緩的真正瓶頸:電網接入而非能源短缺
美國擁有足夠的電力來支持AI數據中心,但將其輸送到需要的地方才是問題所在。電網互聯排隊時間從2005年的20個月增加到2023年的55個月,成為AI發展的主要障礙。市場機制本身能有效調配發電資源,但電網基礎設施規劃滯後。
美國正在德克薩斯州阿比林建設史上最昂貴的項目之一——Stargate。這個由OpenAI和軟銀領導的合資項目預計耗資超過400億美元,將建成一個用於訓練新一代AI模型的高性能計算園區。Stargate滿負荷運行時預計消耗1.2吉瓦電力,相當於31.3萬個美國家庭的用電量。EpochAI和一家能源研究機構的報告預測,如果2025年的增長率保持不變,到2030年全球AI計算總功率將達到100吉瓦。
然而,這種增長面臨的主要瓶頸並非能源短缺,而是電網接入問題。任何新基礎設施在接入電網前,電網運營商必須研究其對電網潮流的影響,並確定是否需要升級。這一過程已嚴重積壓:2005年中位電廠等待不到20個月,到2023年已躍升至55個月。
電網互聯流程是為過去設計的,採用僵化的先到先得排隊方式,導致最有價值的項目被次要項目阻塞。而且,評估條件僵化,不獎勵那些願意在短期內自給自足的電站。為迎接AI時代,電網流程必須改革。
各大AI公司CEO均表示電力供應不足。英偉達CEO黃仁勳稱“未來每個數據中心都將受電力限制”,Meta的扎克伯格表示“如果能獲得能源,我們會建造更大的AI訓練集羣”,OpenAI CEO奧特曼對國會説“AI的豐富程度將受能源豐富程度限制”。
除數據中心外,經濟整體正在電氣化。電價下降和技術進步推動了從隨身聽到iPhone、電動汽車等創新。未來技術將主要由電力驅動。
電力需求增長已使電網承壓。運營商因擁堵被迫使用昂貴本地電廠,2023年美國電網低效率導致的額外成本達115億美元,同比增長45%。ERCOT(德克薩斯州電網)預測2028年夏季供電不足,PJM(美國最大電網)2025年未能購得足夠未來發電容量。
討論何種發電技術最合適是分散注意力。關鍵是確保電力能高效輸送到需要的地方。不同技術共存可形成更廉價、可靠、清潔的電網。市場機制能自動平衡不同能源,但電網基礎設施規劃是瓶頸。
美國電力市場大部分自由化,獨立開發商建設電廠,當地公用事業必須連接。電網運營商的經濟調度軟件根據成本調度電廠,價格由邊際成本設定。信號引導開發商投資。例如,太陽能過剩導致電價信號激勵儲能建設,ERCOT的電池儲能從零增至8.6吉瓦。
然而,消費者電價並非完全由市場決定。電網基礎設施成本以監管價格轉嫁給消費者。監管機構對批發價格設置上限,導致必要時可靠發電機不盈利,進而引入容量市場等干預。政策如通脹削減法案對可再生能源提供税收抵免,有時導致負電價。
儘管有干預,市場仍能找到平衡。真正的瓶頸是接入電網。xAI的孟菲斯數據中心一度離網運行,安裝422兆瓦現場燃氣輪機,待電網升級後再接入。六成數據中心的考慮離網解決方案。