在得克薩斯州西部的荒原上,一座由天然氣驅動的發電項目正拔地而起。它并非傳統電力公司的投資項目,而是OpenAI與甲骨文(Oracle)共同建設的、價值高達5000億美元的“星門”(Stargate)超級計算中心的重要一環。
幾乎在同一時間,美國企業家埃隆·馬斯克旗下的xAI公司正在田納西州孟菲斯建造兩座名為“巨像”(Colossus)的龐大數據中心,并開始采用燃氣輪機自發電。
全美還有十多個由Equinix運營的數據中心正依靠燃料電池提供電力。
在這場爭奪人工智能(AI)主導權的加速賽中,一股“自帶電源”(Bring Your Own Power)的熱潮正席卷科技行業。面對美國電網建設滯后、接入審批復雜的現狀,科技公司開始繞開體制藩籬,通過自建電力系統確保AI計算所需的龐大能源。有人稱這是一場正在重塑美國能源格局的“能源狂野西部運動”。
電力焦慮
Bloom Energy創始人兼CEO斯里達爾(KR Sridhar)回憶道:“以前你只要建好數據中心,然后插上電就行,但現在不同了。”
咨詢機構ICF指出,美國每年需要新增約80吉瓦的發電能力,才能滿足AI、云計算、加密貨幣、工業用電與電氣化需求,但當前建設速度僅為65吉瓦。這一差距足以在夏季用電高峰為兩座曼哈頓城供電。
另據Synergy Research Group的數據,截至今年第二季度,美國擁有約522個超大規模數據中心,占全球總容量的55%;預計到2028年,還將新增280個。而美國能源部與勞倫斯伯克利國家實驗室預測,到2028年,數據中心用電量將占全美總用電的12%,遠高于2020年前的2%。
今年1月,美國總統特朗普宣布進入“國家能源緊急狀態”,理由之一是“防止美國在AI競賽中落后于中國”。隨后一系列行政命令相繼發布,加速了數據中心及相關電力基礎設施的建設。
盡管如此,美國的電力建設仍明顯落后。Grid Strategies數據顯示,去年全美僅新增888英里高壓輸電線路,前一年為450英里,遠低于十年前的平均水平。與此同時,變壓器訂單量自疫情以來飆升十倍,預計明年數據中心需求還將再增五倍。設備短缺、勞動力不足和特朗普政府對鋼鋁產品征收的新關稅,使得項目推進愈發艱難。
“如果電網沒有電,而你又必須提升算力,那還有什么選擇?”數據中心行業咨詢及投資公司Primary Digital Infrastructure執行總經理比爾·斯坦(Bill Stein)預計,美國的電力短缺還將持續三到五年,公司正參與投資得州“星門”項目。
自給自足
公用事業公司難以滿足需求,科技企業只得從各處“搜電”。雖然大型燃氣輪機供不應求,但小型輪機、往復式發動機和燃料電池(同樣可使用天然氣)仍有市場。開發商將這些設備像樂高積木一樣組裝,形成可與大型電廠媲美的功率輸出。
在孟菲斯,xAI的“巨像”項目最初依靠小型燃氣輪機為數十萬塊英偉達GPU供電,如今已采用現場與電網混合模式。而建設中的“巨像2號”將在密西西比州州界外設立獨立發電設施,通過輸電線供電,其用電量足以支撐數十萬戶家庭。
得州“星門”項目位于油氣資源豐富的二疊紀盆地,預計電力容量將超過1吉瓦,相當于舊金山市的用電量。
在加州圣何塞,Equinix運營的一座數據中心通過燃料電池和太陽能板實現自供電,是其全美19個自發電場所之一。
許多開發商計劃使用自備電源直到電網擴建完成,一些開發商甚至計劃長期脫網運行。
Digital Realty首席執行官安迪·鮑爾(Andy Power)表示,大多數科技客戶最終仍希望能接入電網,因為“電網提供了可靠性與多樣性——當一種能源停擺時,另一種可以頂上。”
“我們不是發電企業,我們只是在搭橋,讓‘救援部隊’輸電,或讓其他設施頂上來。”鮑爾說。
而在俄亥俄州,Meta的數據中心園區今年徹底放棄了電網接入,改由管道公司Williams建設天然氣發電站。后者計劃未來十年投資約16億美元,打造電力與管道基礎設施。
為了招攬AI企業落戶,俄克拉何馬州已經通過新法案,允許企業自建發電設施。
這吸引了Citizen Capital和Lightfield Energy等公司的關注。Lightfield創始人比利·索倫森(Billy Sorenson)說:“所有的路都通向天然氣。”其計劃中的35億美元項目包括多臺輪機、儲能電池與備用柴油機。
困境背后
過去多年電力需求增長停滯,導致美國在建天然氣項目極少,新建天然氣電廠成本在近年已上漲三倍。分析顯示,預計2027年前投產的天然氣項目總量不到20吉瓦。
在得州,電網運營商預計到本十年末峰值用電需求將增長62%。州政府正提供低息貸款以吸引發電設施建設,但部分項目已因成本上漲與供應鏈延誤擱置。
美國市場研究公司Sector&Sovereign Research分析師休·溫恩(Hugh Wynne)警告:“發電建設不足將限制數據中心擴張。”
近年來,美國能源投資重點偏向可再生能源。目前約有214吉瓦的太陽能、風能與儲能項目在建或規劃中。然而,特朗普政府計劃終止清潔能源稅收優惠,并放寬化石燃料開采限制。分析師預測,風能與太陽能投資將下降,項目取消數量將進一步上升。
根據美國獨立環境倡導組織Environmental Entrepreneurs(E2)數據,今年已至少有220億美元的可再生能源項目被取消或縮減,能源部還削減了近240億美元的早期氣候項目資金。
盡管化石燃料重返舞臺,但出于對政策不確定性的擔憂,部分企業仍在探索長遠解決方案。
Equinix已與多家小型模塊化核反應堆(SMR)開發商簽署合作意向。該公司全球運營執行副總裁拉烏夫·阿卜杜勒(Raouf Abdel)表示:“目前還不確定會在哪里派上用場,但我們希望電力來源盡可能靈活。”
卡特彼勒(Caterpillar)能源與運輸集團總裁杰森·凱澤(Jason Kaiser)透露,他們正在抓緊這個“全新的增長機會”。公司正投資7.25億美元擴建印第安納工廠,以滿足發動機和輪機需求。