无心简影 26-01-13 13:31
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美国AI热潮之下,电力问题越来越显著了……
《华尔街日报》:美国最大的电网运营商面临人工智能难题:数据中心过多——科技行业日益增长的需求威胁着 13 个州发电能力的极限;电费上涨引发消费者不满。

(全文)从新泽西州到肯塔基州,分布在 13 个州的 6700 万人口依靠非营利机构 PJM 运营的市场供电。同样依赖该市场的,还有北弗吉尼亚州“数据中心巷”中如雨后春笋般涌现、对电力有着无底洞般胃口的大量人工智能数据中心。

消费者的电费正在上涨。老旧发电厂的退役速度超过了新电厂的建设速度。电网容量在用电高峰期面临超负荷风险,这可能迫使 PJM 在热浪或严寒期间采取轮流停电措施,以避免损坏电网基础设施。

联邦能源管理委员会前主席马克·克里斯蒂(Mark Christie)表示,几年前他认为 PJM 的停电威胁还只是初露端倪。“现在我要说,可靠性风险已经迫在眉睫了,”他说。

PJM 预计,未来十年电力需求将以平均每年 4.8% 的速度增长——对于一个多年来需求没有实质性增长的系统来说,这是一个惊人的速度。

消费者对电价上涨感到愤怒。包括亚马逊、Alphabet 和微软在内的科技公司也反对拟议中的规则,这些规则要求数据中心建立自己的电源,或者在需求激增期间断电。

解决 PJM 问题的潜在方案复杂、充满争议,且几乎不可能迅速实施。更具挑战性的是:该机构的长期首席执行官马努·阿斯塔纳(Manu Asthana)已于 2025 年底卸任,目前尚未确定继任者。在选定接替人选之前,PJM 董事会主席大卫·米尔斯(David Mills)将担任临时首席执行官。

“电网面临的可靠性挑战是现实存在的,但并非不可解决,”米尔斯在一份书面声明中表示。他称,PJM 正在与政策制定者、监管机构和行业协调,使发电和输电投资与不断增长的需求保持一致。

像 PJM(原名为宾夕法尼亚-新泽西-马里兰互联网络)这样的电网运营商在美国能源系统中发挥着至关重要的作用。在 PJM 服务的广阔区域内,它是发电企业与拥有电线杆和线路并向消费者输送电力的公用事业公司之间的中间机构。PJM 的使命是通过指示发电厂何时增加或减少产量来平衡供需。

美国其他地区也出现了与数据中心相关的电力需求激增。德克萨斯州西部以及东南部和西南部的部分地区正成为大型设施的所在地。电力需求预测差异很大,但分析师预计未来几年将出现显著增长。咨询公司 ICF 的一项分析预测,到 2030 年,美国的电力需求将比 2023 年高出 25%,这在很大程度上是由于数据中心的需求。

电力政治:
在费城西北约 20 英里处的一间 PJM 控制室内,轮班的操作员团队时刻警惕着电网稳定所面临的威胁。指挥中心保持着电影院般的昏暗,以便被称为“调度员”的操作员能更好地研究墙面大小的屏幕,这些屏幕显示着整个服务区域内的电力流动。该地区的超高压输电线路网在巨大的数字地图上亮起,一系列图表和表格则显示着哪些发电厂正在发电以及发电成本。

PJM 的能源调度员本质上充当着“空中交通管制员”的角色,根据需要重新分配电力。供应与需求之间的任何失衡都会改变电网频率,从而可能损坏发电厂和其他设备。

服务于弗吉尼亚州部分地区的公用事业公司自治领能源(Dominion Energy)已收到数据中心开发商的请求,这些请求所需的电力超过 40 吉瓦,足以供至少 1000 万户家庭使用。仅这些请求的电量就大约是自治领能源截至 2024 年底在其弗吉尼亚网络中拥有容量的两倍。到 2039 年,自治领能源预计其系统的峰值需求将翻一番。

2020年,阿斯塔纳接任PJM首席执行官时,其服务区域内的发电厂关闭速度快于更替速度。六年后,尽管电力需求有所上升,这一趋势仍在持续。

部分发电厂的关闭要归因于州政府的环境政策。PJM电网覆盖的伊利诺伊州、密歇根州、马里兰州等州,已关闭了部分燃煤和燃气机组,以减少碳排放。

其他发电厂的关闭则出于经济原因。页岩气繁荣带来了充足且廉价的天然气供应,同时风能和太阳能项目的成本大幅下降,这使得燃煤电厂和核电站难以与之竞争。

PJM的问题已变得十分突出,2024年,宾夕法尼亚州州长、民主党人乔希·夏皮罗向联邦监管机构提起申诉,其中一项诉求是对PJM市场的价格上涨设置上限。同年9月,这位州长召集了PJM覆盖的所有13个州的州长及代表召开会议,呼吁对价格进行更多的政治监管。

他表示:“作为全国最大的电网,却让用户及其民选代表拥有最少的发声渠道,这是不可接受的。”

当时,时任首席执行官阿斯塔纳指出,民选官员使得发电厂的建设和运营变得更加困难,从而加剧了这一问题。他说:“我们在市场上可以采取任何我们想做的措施,但如果我们的电厂遇到不利的选址和审批制度,它们就无法建成。”

在新泽西州,6月份居民用电费率飙升了约2%。当选州长米基·谢里尔将电价作为其竞选的标志性议题,她在胜选演讲中誓言要“上任第一天就宣布进入紧急状态”,以降低公用事业成本。

宾夕法尼亚州、弗吉尼亚州和马里兰州的州长已威胁要退出PJM,不过大多数州很难退出,因为它们的公用事业公司通常并不拥有发电厂。任何州的退出都需要获得联邦当局的批准。

与加利福尼亚州、纽约州和得克萨斯州的单州电力市场不同,PJM的市场涵盖多个州,这些州由持不同政治观点的官员管理。

前联邦能源监管委员会主席克里斯蒂表示:“PJM面临的一个根本性问题是政治性的。这里有13个不同的州,它们对于想要什么样的发电方式以及谁可以建设发电厂,有着13种截然不同的政策。”

濒临边缘:
去年夏天,一系列热浪导致PJM电网的电力需求接近历史最高水平。6月份,由于消费者纷纷开起空调,PJM要求所有发电厂满负荷运转。它还开始通过付钱给工厂等大型能源用户,让它们减少用电来降低需求,这种策略被称为需求响应。其目的是避免会影响更多用户的轮流停电。

轮流停电在美国很少使用,却可能带来危险。2021年2月,得克萨斯州遭遇严重严寒,当地电网运营商发布紧急命令,要求公用事业公司切断电力供应,之后有200多人死亡。由于在严寒中出现了前所未有的大量发电厂跳闸离线情况,公用事业公司被迫大幅断电,一些人连续四天处于断电状态。

随着通常旨在24小时运转的数据中心消耗更多电力,PJM电网在极端天气下的可靠性挑战正日益加剧。

9月份,PJM发布了一些提案,旨在平衡数据中心与其他用户的需求,其中一项提案是在电网承受极端压力时切断数据中心的电力。该提案还包括一些可能的例外情况,即那些要么自行安排供电,要么自愿参与需求响应的数据中心可不受此限。

亚马逊、谷歌、微软等公司表示,该提案的部分内容对数据中心存在歧视。他们反对提案的几乎所有方面,对可能被切断电网供应、建设发电厂的成本以及停机降载方案的可行性均表达了担忧。

科技企业提出了反提案,提议将建设自备电厂或接受停机措施,设定为美国PJM 区域输电组织管辖范围内数据中心的完全自愿行为。

去年 11 月,由于 PJM 管理层、科技企业、电力供应商、公用事业公司以及负责监管该市场的独立监督机构未能就一项方案达成共识,为数据中心制定新规的相关工作陷入停滞。目前,PJM 管委会正着手拟定一项新方案。

市场监督专员约瑟夫・鲍林已敦促联邦监管机构介入干预。他在向美国联邦能源监管委员会提交的申诉中指出,除非具备充足的发电厂与输电线路来满足需求,否则 PJM 应停止接纳新的数据中心接入电网。

鲍林所在的监督分析公司数月以来一直在发出同样的警告。

该公司在去年 11 月致电网运营商的信函中称,除非数据中心自行配备供电设施,否则 “PJM 将陷入被迫分配停电区域的境地,而非履行保障电网可靠性的职责”。

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发布于 重庆