今年由POWER杂志编辑团队策划内容的数据中心电力交易会（DPX），其设置超越了大规模负荷预测所呈现的机遇规模，转而深入探讨这些预测所引发的问题。一个核心焦点是：要在电力行业和数据中心行业都能支持的时间表、条件和运营状况下交付电力基础设施和数据中心，需要具备哪些条件？
本次会议于9月30日至10月1日在华盛顿特区的欧姆尼肖尔汉姆酒店举行，探讨了决定大型电力和数据中心项目能否推进的各项决策：哪些项目足够成熟，它们需要什么基础设施，谁来投入资金，以及如果需求或交付计划发生变化，谁来承担风险。几乎每一场讨论都贯穿着一个主题：这些决策不能孤立做出。选址可能在电网约束条件尚未完全明确之前就已推进。融资可能依赖于电力安排，而这些安排本身又需要客户的明确承诺。设备可能需要在许可和并网要求确定之前就下单订购、投入资本。
以下六个问题展现了这场更广泛讨论的概况。POWER杂志即将发布的报道，将更深入地探讨这些提出的解决方案、其实际局限性以及技术和商业层面的权衡取舍。
联邦建设推动之后还需要什么
基础设施咨询与项目开发公司Cardinal Rose首席执行官、白宫国家能源主导委员会前电力事务高级主任彼得·莱克，以一个直白的前提开启了本次活动：如果不建设支撑人工智能（AI）经济的电力基础设施，美国就无法在人工智能经济中保持领先。
“电力是新的石油，数据中心是新的工厂，Token则是繁荣与安全的新卡车、坦克和工具，”莱克说。“如果20世纪是石油的世纪，那么21世纪将是数字的世纪。”
莱克强调他已不再代表白宫或该委员会发言，他重点关注联邦政策试图清除障碍的四个领域：建设新发电能力、加快大负荷并网、提升现有输电基础设施的容量，以及在建设推进过程中保护现有电力客户。
在发电方面，莱克认为开发商需要长期的价格可见性才能为新建大型电厂融资，而推动增量需求的科技公司应承担相应成本。他指出PJM的相关举措可能是一种模式，其核心围绕长期收入确定性、新增发电能力以及对住宅和小企业客户的保护。
在需求侧，莱克呼吁数据中心开发商考虑灵活的并网安排，这种安排可以让设施更快接入电网，条件是在系统紧急情况下减少其从电网的取电量。他说，联邦方案有意明确电网需求，而不规定数据中心应如何满足这一需求。
“我们没有规定数据中心应该如何运营，”莱克说。“我们只是——设计方案是为了在电网紧急情况下满足电网的实际物理需求。”
一座设施可以切换到备用发电，暂停适合延迟的计算任务，或在数据中心网络间转移工作负载。“我们希望市场能在满足电网需求的同时自行解决这个问题，”莱克说。
莱克还指出，动态线路额定容量等技术可以从现有输电基础设施中提取更多容量。但他强调，扩大电网和发电能力必须同时伴随对客户的保护以及社区能切实感受到的利益。
他强调政府的“电价支付者保护承诺”是实现这一平衡的框架。莱克说，该倡议最初来自主要科技公司的承诺，后来扩展至超大规模云服务商、公用事业公司、合作社、市政公用事业机构、州长和监管机构。他说，其基本原则保持不变：“建设得更大，为输配电支付额外费用，雇用本地员工。”
对莱克而言，这些措施构成了联邦层面的基础工作。下一步行动则属于那些打算建设并服务新增负荷的企业。“我们已经把各个环节准备好，打开了这扇门，但行业、开发商、科技公司、用电方必须自己走过这扇门，”莱克说。
基础设施建成之前谁来承担风险
弗吉尼亚州公司委员会专员、全美公用事业监管委员协会候任主席杰马尔·T·哈德森法官，从州监管机构的角度审视了大负荷挑战。他将其归纳为四个问题：谁付费？谁承担风险？谁来决定？以及越来越重要的——这些决定需要在什么时候做出？
这一探讨的核心是一个基本的规划难题：确定提议的需求中究竟有多少会真正实现。
“电力系统不能根据新闻稿来规划，”哈德森说。他表示，监管机构越来越需要超越申请的兆瓦数字本身，去审视其背后的确定性：客户是否掌控该地点，许可和融资是否在推进，负荷何时到来，增长速度如何，以及如果项目延迟、缩减规模或从未建成会发生什么。
他表示，这种不确定性带来的后果是双向的：建设太慢，合法项目可能无法在需要时获得服务。但若建设过度超前于实际需求，现有客户可能要承受基础设施闲置和成本搁浅的风险。“答案在于更好的信息和更大的确定性，”哈德森说。
正是这种不确定性，使哈德森主张监管机构应将大负荷电价视为不仅仅是回收公用事业成本的机制。“电价设计也是风险设计，”他说。最低用电承诺、合同期限、抵押品、退出费用、建设出资以及单独的费率等级，都可能决定在基础设施建成之前谁来承担财务后果。
弗吉尼亚州是一个重要案例。Dominion公司服务着全球最大的数据中心市场之一，使该州处于决策前沿，需要在容纳大负荷增长的同时保护现有客户。该州公司委员会已批准为Dominion弗吉尼亚能源公司符合条件的大负荷客户设立单独的GS-5费率等级，自2027年1月1日起生效。某些客户将被要求支付最低费用，分别基于合同输配电需求的85%和合同发电需求的60%，以及其他要求。委员会还指示Dominion提出修订后的线路延伸政策，要求为连接新增或扩容大负荷所需的特定输电设施强制提供建设出资。
“物理承诺应越来越多地与财务承诺相匹配，”哈德森说。他表示，如果电力系统被要求为某个客户进行重大投资，那么该客户的财务承诺应与该系统投资的规模保持合理的对应关系。
他还反驳了更强的财务保护必然与供电速度相冲突的观点。更清晰的客户承诺确定性，可以帮助公用事业公司和监管机构区分真正的项目和投机性需求，从而为已准备就绪的项目更快地做出基础设施决策。
哈德森指出，参与大负荷开发的各机构往往按不同的时间表做出决策。选址、经济发展激励措施、公用事业规划和电价审批程序可能各自独立推进。他说，等到所有相关机构相互沟通时，“重要的决定可能已经定型了。”更早的协调可以在选择变得难以撤销之前，提前发现基础设施需求、系统成本、开发时间表和社区关切。
因此对哈德森而言，用电者保护在成本出现在电价之前就已经开始。“用电者保护不仅仅是在成本产生之后进行分配，”他说。“它关乎在投资决策做出之前就分配风险。”
哈德森认为，这种纪律性也是公众信任的核心。“如果公众认为利益归于私人而风险由社会承担，对系统的信任就会被削弱，”他说。“持续的增长因此需要的不仅是基础设施。它需要公众对允许该基础设施建成的决策过程抱有信心。”
计算需求对电网究竟意味着什么
劳伦斯伯克利国家实验室的亚历山大·哈伯德从芯片层面出发，审视数据中心电力问题，探讨已部署的计算设备、服务器运行方式以及需求的衡量方式如何共同塑造用电情况。
伯克利实验室最新的参考案例预测，美国数据中心用电量将从2024年的1920亿千瓦时上升到2030年的6490亿千瓦时，占美国总用电量的比例从4.7%升至11.8%。但哈伯德强调，实际用电水平将在很大程度上取决于部署了多少计算硬件以及其运行强度如何。
哈伯德展示了一个自下而上的模型，该模型从已安装的设备基础入手：服务器出货量、加速器数量、设备寿命、芯片配置和额定功率。然后应用利用率、闲置功率和设施开销等运营假设，再将年度用电量转化为平均需求和容量需求。
这些运营假设可以大幅改变结果。在一个敏感性案例中，伯克利实验室将假定的闲置功率从额定功率的20%提高到30%，将推理服务器的利用率从20%提高到30%。即使底层硬件未发生变化，用电量也增加了21%，即1330亿千瓦时。“需要指出的重要一点是，这与参考案例中的硬件完全相同，”哈伯德说。
年度用电量、平均需求、设施峰值负荷和申请的并网容量并不是可以互换的衡量指标。在伯克利实验室的2030参考案例中，6490亿千瓦时的年用电量对应约74吉瓦的平均需求。使用50%的平均容量比示例，则对应约148吉瓦的并网容量。哈伯德强调，“申请的并网容量不等于设施峰值容量，也不等于最终所需的发电量。”
同一框架也显示了负荷灵活性可以发挥作用的地方。如果运营商能够在管理峰值的同时提高现有电网连接的利用率，更多的计算活动就能在相同的并网容量内运行。在伯克利实验室的另一个示例中，平均需求从约74吉瓦上升到89吉瓦，而建模的容量仍保持在148吉瓦。
哈伯德更宏观的观点是，规划者需要精确说明他们讨论的是哪个量值。设备决定了可能被抽取的最大功率。运营决定了该设备实际使用了多少电力。申请的容量则是另一个数字。
他的总结幻灯片将问题归结为这三个因素：设备、运营和需求量。“说明这三个因素，任何需求估算都可以被核实，”他总结道。
公用事业申请何时转变为基础设施承诺
对Dominion能源发电系统运营副总裁R.马修·加德纳而言，挑战在于将快速的负荷增长转化为发电、输电、变电站等需要数年规划和建设的基础设施。
“作为能源基础设施供应商，我无法制定计划来满足你今天的需求，”加德纳说。“这种基础设施的建设需要几十年的时间。”他指出，有一个500千伏的输电项目从概念到投入使用用了11年时间。
这一漫长的开发周期，正与Dominion能源弗吉尼亚服务区域内非凡的增长相冲突。加德纳表示，PJM和Dominion预计该地区的需求将在未来15年内从约25吉瓦翻倍至50吉瓦，数据中心正是推动这一增长的主要因素。
Dominion预计到2031年底将为额外31吉瓦的数据中心容量提供服务。“那是一个容量数字，”加德纳说。“并不意味着那就是最终实际用电的数字。”
更广泛的开发管线规模更大。加德纳表示，Dominion以某种形式“签约”的数据中心负荷总计近54吉瓦，涉及一个三阶段合同流程，包括变电站工程阶段、建设阶段和电力服务协议阶段。这个数字代表处于不同开发阶段的项目——并非已经运行或准备好并网的54吉瓦负荷。
个别申请的物理规模也在发生变化。加德纳表示，Dominion服务区域内的数据中心并网申请越来越多地超过300兆瓦，这是该公用事业公司从单一变电站所能服务的最大负荷。因此，更大规模的园区需要多个变电站，并需要与客户建设进度同步发展的基础设施。
加德纳说，数据中心还带来了不同的运营挑战，它们的负荷变化速度比传统工业需求快得多，并能对电网干扰同时做出反应。Dominion正在进行更详细的建模，并在并网点增加测量，以更好地理解这些反应。加德纳表示，这些特性正使长期系统规划与日常电网运营之间的界限变得更加接近。
随着投资规模的增长，Dominion也改变了其商业安排。加德纳提到最低需量电费、押金、照付不议条款以及在电力服务协议之后再延长14年的合同，这些措施都旨在限制为大负荷建设的基础设施最终落到其他客户头上的风险。
要满足预计的需求，需要大幅增加发电能力。加德纳描述了一个“多元并举”的能源组合，包括持续增加的太阳能、海上风电、电池储能、核能以及新建天然气发电。Dominion计划每年增加约1吉瓦的太阳能，并正在坎伯兰县和芒特斯托姆推进重要的联合循环项目，作为这一建设计划的一部分。
在主题演讲之后的炉边谈话中，加德纳再次强调了流程和透明度的重要性。“目前已经建立了一个多年期的流程，”他说。“对于所有希望接入我们系统的客户来说，保持这个流程的一致性和透明度非常重要。”
AI能否帮助建设其自身所需要的基础设施
微软美国联邦事务人工智能高级总监内莉·巴巴延，从另一个角度探讨了这一基础设施挑战：人工智能本身如何能帮助加快规划、许可、工程和运营，以支持日益增长的计算需求所需的基础设施。
“AI可以帮助建设它自身所需要的基础设施，”巴巴延说。
她的论述从选址开始。巴巴延表示，确定土地只是判断一座数据中心能否真正建成的一部分。电力、输电、水、光纤、环境要求、建设排期和社区支持都必须相互配合，场址才具备可行性。
巴巴延表示，微软已经为许可和审批流程开发了一套参考架构，利用AI实现文件接收与分发、信息提取、政策校验、摘要生成和监管审查支持等功能。目标是让大量的技术和监管信息在整个开发过程中更易于搜索、追溯和使用。
“目标不是为了自动化而自动化。目标不是取代监管权限或工程师，”她说。她补充道，这项技术应该在保留工程判断、人类判断和监管问责的同时，帮助专家处理分散的信息。
巴巴延还指出，AI辅助的科学发现是另一个潜在的推动力。她表示，微软已使用一个智能体AI平台来寻找能够改善数据中心冷却的材料。一项材料发现工作大约用了200个小时，而她说传统方式可能需要数年时间。
冷却本身也提供了另一个机会。巴巴延引用微软的一项研究，在该研究假设下，从风冷转向冷板冷却可以将能源需求降低约15%，用水量减少约30%至50%。“最有价值的一兆瓦，可能正是你避免使用的那一兆瓦，”她说。
巴巴延表示，AI还可以在供给侧支持预测、规划和电网分析，同时在需求侧提升计算效率、冷却和工作负载管理。她提醒说，灵活性仍然必须支持对业务关键和使命关键工作负载的可靠服务。
这一挑战最终归结到投资信心问题。巴巴延说，公用事业公司在为发电和输电投入资本之前需要可信的负荷信号，而超大规模云服务商在做出数十亿美元投资之前，需要确信电力将按所需时间表并以可行的经济性提供。
在她主题演讲后的炉边谈话中，巴巴延指出，长期购电协议是微软用来展示承诺的机制之一。她说，这类协议期限可达10到15年，让交易对手更清楚地了解到拟议项目背后的需求是可信的。
社区的认可也是开发方程式的一部分。巴巴延表示，社区正在越来越明显地提出关于电价、用水、土地使用、建设、就业以及最终由谁支付配套基础设施费用的问题。讨论后段，她表示微软希望让社区参与数据中心开发相关的决策，并指出公司投资于就业、教育和其他本地利益。
对巴巴延而言，机遇在于更早地将AI应用到整个开发流程中——从许可和材料发现到冷却、预测和基础设施规划。“电力不必成为AI创新的天花板，”她说。“它实际上可以成为推动因素之一。”
增产电力容量需要具备什么条件
满足不断增长的电力需求，最终取决于制造商及其供应商能否以足够快的速度生产设备——以及开发商能否整合劳动力、工程能力和其他要素，将这些设备转化为可运行的基础设施。
这种制约远不止发电设备本身。在DPX关于涡轮机、变压器和供应链时间表的分论坛上，Hut 8公司供应链工程负责人迈克·艾萨克斯指出，劳动力是一个常被忽视的瓶颈。他表示，涡轮机、变压器、开关设备、断路器和其他变电站设备的交付周期可能接近两到三年，但项目同样需要足够的熟练工人来安装这些设备。
西门子能源美国高压直流（HVDC）和电网接入销售负责人奥雷斯特斯·马基奥尼描述了输电设备方面类似的紧张局面。他表示，曾经交付周期约为一年的变压器，现在根据电压等级不同可能需要三到五年。765千伏设备的交付周期可能接近五年。大型开发商也在以更大规模预订设备——有时一次性预订数十台甚至100台变压器——占用了多家工厂的产能。
发电设备制造商面临着许多类似的压力。瓦锡兰北美公司高级业务拓展经理斯科特·扬表示，该公司在过去四年中将发动机制造产能提高了50%，并计划在未来三年内再扩大70%。即便如此，生产档期仍然有限，这迫使供应商必须决定哪些项目最有可能推进。场址控制权、现实的商业运营日期、许可进展、融资、社区参与、明确的电力策略和商业准备程度，都会影响这一评估。“可信的项目会被优先安排，而这种可信度在我们收到采购订单之前就已经开始建立，”扬说。
与此同时，GE Vernova公司正在进行一次重大的自主产能提升。在由POWER杂志索纳尔·帕特尔主持的炉边对话中，GE Vernova燃气电力业务燃气价值流总经理贾森·里根表示，公司已承诺从2026年第四季度开始，年燃气轮机产量达到20吉瓦，到2028年提升到24吉瓦，到2030年提升到30吉瓦。这些数字描述的是制造产出，而非最终电厂投入运行的时间表。
里根将这一产能提升描述为一项涉及劳动力、工厂和供应商的全价值链努力。GE Vernova正在扩大学徒项目和技能培训，同时重新设计工厂流程，并更深入地参与到供应商的运营中。公司还延长了规划时限。供应商交付承诺以前可能只着眼于约12个月，现在则考虑提前24到48个月，使GE Vernova和其供应商能够在设备实际需要之前数年就识别出产能、质量和生产方面的制约因素。
锻件和精密铸件说明了这种压力。里根表示，这些关键的燃气轮机部件所占用的制造产能，也是航空航天和航空客户所争夺的。GE Vernova的团队正直接在供应商的工厂车间工作，以解决质量问题、缩短生产周期，并在这些行业需求增长的同时提高产量。
在GE Vernova位于南卡罗来纳州格林维尔的工厂内，公司也在重新设计大型涡轮机部件的生产流转方式。里根表示，一个重13000磅的转子轮，过去在经过加工工序时要在工厂内移动约半英里。新的单件流生产线将这一移动距离缩短至约500英尺。
“所以我们把工厂内半英里的移动距离缩短到了500英尺，”里根说。这种方法反映了他所说的“赢得自动化的资格”原则：先简化并稳定制造流程，然后再引入自动化和机器人技术来提升产量。
工作力量也必须随着这些工厂变革而演进。里根表示，自动化正在增加对能够维护传感器、机器人、编码器等设备的技术人员的需求。例如，GE Vernova的维护技术员项目结合课堂和实践培训，历时四年以培养这些技能。
产能提升还必须考虑到已经在运行的设备。里根表示，GE Vernova在全球拥有约7000台燃气轮机，即便新增机组需求上升，这些机组仍需要维护和升级。他说，公司的生产线同时服务于两类业务，使工厂规划能够同时兼顾新机组生产和现有机组的需求。
在这两场讨论中，供应链挑战都归结为协同问题。承载着多年交付周期的设备、工厂扩建、熟练劳动力、许可、工程和建设，都必须按正确的顺序到位。对于争夺稀缺制造产能的开发商而言，这也意味着要提前证明项目拥有一条从设备预订到投入运营的现实路径。
——索纳尔·帕特尔是POWER杂志的高级编辑。
Q&A
Q1：数据中心用电量到底会增长多少？
A：根据劳伦斯伯克利国家实验室的参考案例，美国数据中心用电量预计将从2024年的1920亿千瓦时上升到2030年的6490亿千瓦时，占美国总用电量的比例从4.7%升至11.8%。但实际水平高度依赖设备部署和运行方式。
Q2：谁来承担大负荷数据中心建设的风险？
A：弗吉尼亚州监管机构强调，物理承诺应越来越多地与财务承诺相匹配。措施包括最低用电承诺、合同期限、抵押品、退出费用和建设出资等，目的是确保为大负荷建设的基础设施成本不会不合理地转嫁给其他普通电力客户。
Q3：AI能帮助解决数据中心的供电问题吗？
A：微软相关负责人表示，AI可以应用在许可审批、材料发现、冷却优化、电网预测等多个环节，加快基础设施建设进程。例如通过AI辅助材料发现，原本需要数年的冷却材料研究缩短到约200小时完成。
