引言

所有人都知道数据中心正在引发新一轮电力需求激增。那些’陡峭上扬’的电力需求曲线图(我们见得太多了)早已充斥各类研报。国际能源署预测,2024至2030年全球数据中心耗电量将增长约15%;麦肯锡则预计同期数据中心容量需求将激增3.5倍。这种爆发式的增长轨迹,如今已成为投资者简报、电力公司综合资源规划,以及AI炒作周期分析文章的标配。

但美欧市场鲜少有人追问:这些电力究竟从何而来?现实困境正在快速堆积:燃气轮机订单积压数年、风光发电并网排队和政策逆风、核能与地热项目投产周期漫长。而这一切,正叠加在关键市场电价持续上涨的宏观背景之上。

面对这些自上而下的预测与趋势,我们CTVC/Sightline团队决定采用标志性的’自下而上’研究方法,通过构建理想中的数据集——追踪实际数据中心建设项目、拟采用的供电方案,以及配套电网规划(或缺失)——来揭示真相。这不是空泛的行业情绪,而是电力公司、开发商和科技企业真正在应对的需求信号。最终我们完成了这份《数据中心供电模式深度报告》,一份我们自己都想看到的行业指南。

此为完整版报告预览(Sightline客户专享),旨在回答三个关键问题:

  • 新建数据中心的实际电力需求规模?

  • 这些项目的落地可能性及投产时间表?

  • 当前实际运作的供电模式与经济性如何?

我们借此报告正式推出美国数据中心专项研究服务,Sightline客户可获取数据中心项目建设、供电合约及成本基准的完整数据集,并享有图表分析工具、Signals AI资讯流及持续专家解读等权益。

报告摘要

核心发现

  • 数据中心开发已进入’电力优先’时代。在开发新AI模型时,延迟问题已退居次席。

  • 理想中的电力方案(清洁、快速、廉价且稳定)仅存在于少数特殊选址,多数运营商需至少妥协一项才能推进项目。

  • 备用电源系统正成为关键过渡方案,既要保障99.999%的运行时间,又要为电网提供服务换取支持——这使得系统规模与复杂度与日俱增。

  • 项目平均规模(及投资额)急速膨胀:三年前150MW已属大型项目,如今1GW成为常态,已公布项目的中位投资额达8亿美元。

  • 美国在容量上领跑,但各国AI战略正推动中东、亚洲和欧洲涌现巨型项目。

数据中心开发:电力负荷解析
在切入数据前,需建立基本认知框架。

数据中心本质上是现代社会的数字引擎——那些成排的服务器、网络设备和存储系统,支撑着从网飞(Netflix)推荐到ChatGPT训练再到您此刻阅读的微信公众号内容服务。而AI浪潮正将这台引擎推向超负荷运转:更多算力→更优模型→更大市场份额→更丰厚的AI红利。这直接引发了全球范围内建造更庞大、更耗电的数据中心军备竞赛,使其成为当下最复杂、资本最密集的实物资产与基础设施投资标的之一。

并非所有数据中心都相同。从企业级、云服务到边缘计算、托管设施、超大规模中心及专用AI工厂,后三类正驱动着主要电力需求。传统选址考量延迟与光纤连接,如今兆瓦级(甚至吉瓦级)电力供应成为决定性因素。土地、光纤和冷却用水虽仍重要,但已让位于稳定、可扩展且 ideally 清洁的电力供应。

典型设施耗电10-100MW,但下一代超大规模中心可超300MW,最大规划园区达3GW——比2023-2024年投运的Vogtle 3&4号核电机组总容量还高出35%。

2022年全球数据中心耗电约460TWh(占全球用电量的2%),但未来五年需求预计增长50%-150%。这引出了价值百亿美元的核心问题:如何以最清洁高效的方式,在特定时空持续满足数据中心的巨量电子需求?这也正是我们《数据中心供电模式报告》的核心命题。

[CTVC] 独家报告:《数据中心电力供应现状-被忽视的底层真相》

能源战略与市场设计
尽管科技公司高调宣传气候承诺,短期策略仍是’能抢尽抢’。数据中心业主既要24/7稳定供电,又导致并网申请堵塞输电队列,连带延误其他项目。电力公司被迫仓促扩建变电站和输电线,成本往往转嫁给全体用户(而非仅数据中心业主)。由于超大规模运营商偏好邻近现有集群选址,越来越多项目挤入电网老化的城市中心区。

供电模式可分为并网/离网、清洁/化石能源,但每种选择都在速度、成本、扩展性和排放间权衡。利用现有过剩发电是最快方案但限制严苛——数据中心规模必须匹配电力供应而非相反。备用电源可作为过渡方案但成本高昂;可再生能源微电网看似理想却难平衡;光谱另一端,部分运营商已开始投资小型模块化反应堆(SMR),幻想未来能像在数据中心旁建微型核电站般直连供电。


在美国,数据中心多适用’大负荷’方案:通过多年容量协议锁定供电,若运营商资助电网升级则可捆绑新增电力,以缓冲其他用户电费压力。这类协议通常包含2-20年容量合约、提前终止罚金、需求响应义务、最低负荷要求,以及清洁电力或新基建溢价。

头部开发商更倾向自建电源。内华达州的’清洁过渡电价’、北卡州的’绿色能源优势选择’及杜克能源提出的’加速清洁能源(ACE)电价’等方案,为超大规模运营商提供了锁定清洁电力、分摊电网成本、建立可复制模式的路径,同时降低公用事业公司投资风险。

欧洲则凭借充裕水电与核电提供折扣电价、税收减免或快速并网。但都柏林等电网紧张地区已开始要求先建现场发电与储能系统。

当下与未来的供电方案
当前快速供电方案多依赖现有过剩容量或大量备用发电。备用电源须使用独立于电网的燃料(如天然气/RNG小型轮机),因电池或长时储能仍需大规模电网连接充电。因此现阶段项目普遍呈现’快速、稳定但高碳’特征:天然气是默认选择,备用电源争取时间,部分开发商改造煤电接口或接入核电/可再生能源过剩区域。

长期方案则呈现更大差异:多数具有增量性且基本清洁,但时间跨度从2年(无碳捕集天然气)到10年以上(先进核能)不等,成本区间模糊且面临审批不确定性。

项目进展
我们的数据库追踪到294个数据中心项目,总需求73.6GW(项目管道每日更新)。其中105个项目(8.9GW)计划2026年底投运,47个已开工。由于数据中心本身建设周期仅12-18个月,电力供应将成为按时投运的关键。强劲的资金和政策支持下,目前尚未出现大规模取消潮。

地理多元化正在加速:美国以106个公布项目领先,但英法巨型项目预示欧亚AI基建浪潮。全球15个超1GW项目中,5个超3GW,涉及数千亿美元投资。微软已公布超20个项目,谷歌、亚马逊紧随其后,Meta和甲骨文次之。政府力量也在介入:美国能源部主导16个项目,欧盟EuroHPC JU资助11个战略项目以保持技术优势。

数据中心投资呈现非线性特征,中位数达8亿美元(约550万美元/MW),差异主要来自:
· 用途:AI工厂与超大规模设施资本密集度高5-6倍,需GPU、液冷系统等昂贵硬件
· 建造类型:改造现有设施与新建设施成本差异显著
· 区位:靠近城市与否与劳动力成本影响显著
· 全栈或纯算力:自建电厂成本高昂但规避并网延误,部分开发商仅建造外壳与电力设施,将GPU成本转嫁给租户

展望未来

尽管建设投资将持续攀升,但核心问题在于供电效率,以及电网脱碳技术能否匹配快速扩张的需求。


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