电网里藏着 100 吉瓦容量吗?|Open Circuit封面
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电网里藏着 100 吉瓦容量吗?Open Circuit

AI 数据中心把电力行业从“买多少度绿电”推向“何时、何地能拿到真实容量”。

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AI 数据中心把电力行业从“买多少度绿电”推向“何时、何地能拿到真实容量”。本期围绕 Brattle Group 提出的 100 吉瓦潜在容量展开:提升现有电网利用率,能否比一味新建电厂和输电线更快、更便宜地承接负荷?Brian Janous 与 Caroline Golin 既支持建设长期电源,也强调 VPP、储能、动态线路评级、选址和配网投资可以充当关键桥梁,并警告若市场信号和规划机制不改,美国可能造出昂贵而低效的“弗兰肯斯坦式电网”。

“保留完整语境,也为屏幕上的深度阅读重新编排。” — FIELD NOTES
01

“现代版土地经纪人”的开场玩笑

Stephen Lacey

Brian,你喜欢我的衬衫吗?我今天特意穿得正式一点,因为《纽约时报》把你称为“现代版 landman”,也就是替项目寻找和整合土地、电力与基础设施资源的人。我还以为你会戴着 Stetson 牛仔帽、穿 Wrangler 牛仔裤来录节目。

Brian Janous

衬衫很棒。我已经预料到那篇报道会让我被大家取笑。下次我应该彻底接受这个形象,直接把“现代 landman”演到底。

Caroline Golin

你们怎么没叫我?我本来可以给 Brian 准备一件更适合《纽约时报》的白色亚麻衬衫。我已经在等一部 Netflix 剧集了。

Brian Janous

那就让我和 Billy Bob 一起,把故事从石油行业搬到数据中心行业。

02

电力超级周期与 100 吉瓦争论

Stephen Lacey

美国正进入一个电力超级周期。它正在改变电力在哪里建设、建设什么电源,以及谁掌握电力资源。开发商争相锁定“有电的土地”,一张运行超过百年的电网也承受着设计之初没有预想过的压力。

但在所有“容量短缺”的讨论背后,现有系统在大量时间里并未满负荷使用。Brattle Group 的报告认为,如果更好地利用已有系统,可能释放约 100 吉瓦容量,并为缴费用户节省数百亿美元。真正的问题不是“建设”或“利用”二选一,而是我们需要新增多少输电、发电和钢铁设施,又能通过更高效、更灵活、更智能的调度少建多少。

本期嘉宾是 Cloverleaf Infrastructure 联合创始人兼首席商务官 Brian Janous,以及 NRG 首席增长与政策官、节目常驻联合主持 Caroline Golin。我们将讨论电网利用率与扩建之争,也会对煤炭、天然气、可再生能源、核电和美国建设能力做一次“vibes check”。

03

CERAWeek 的气氛:担忧

Stephen Lacey

Caroline 正在休斯敦参加 CERAWeek。这个会议常被称作能源行业的“超级碗”,因此会场里的情绪往往能给全行业定调。今年是什么感觉?

Caroline Golin

很累,和往常一样,但今年最明显的气氛是担忧。无论地缘政治还是地方层面的能源问题,都有一种持续的焦虑底色,和去年非常不同。

Stephen Lacey

Brian 从西雅图加入。他创办的 Cloverleaf 正在寻找适合数字基础设施的“powered land”。在此之前,他负责微软的能源工作;Caroline 则曾负责 Google 全球能源市场开发与创新。两人都经历了早期超大规模云计算、可再生能源商业化,以及 AI 初期的电力转折。

Brian Janous

《纽约时报》的报道确实传播得很广,我也确实被很多人取笑,尤其是这个节目里的人。不过这种玩笑是友好的。

04

从云计算富余电力到 AI 电力稀缺

Brian Janous

十年前的市场完全不同。云计算开始扩张时,美国在 2000 年代建设了较多富余容量,数据中心每次新增的规模也小得多。连接一个 50 或 100 兆瓦的数据中心,并不像今天这样复杂。

2010 年代的重点是“能源量”,即通过 PPA、特别是虚拟 PPA,购买尽可能多的兆瓦时。容量能否及时交付、项目上市时间和资源充足性几乎没人关心。到 2020 年左右,即使 AI 尚未爆发,只看负荷增速也能判断:到这个十年中期,年度新增规模会开始撞上系统约束。

2022 年 11 月生成式 AI 爆发,2023 年上半年问题变得非常清楚。微软内部曾讨论,究竟会先缺芯片还是先缺电。我当时的判断是:一定先缺电,电力才会成为硬约束。

Caroline Golin

科技行业的芯片和负荷规划只有大约 18 到 24 个月,最理想也不过两年;电力系统却按 30 年周期规划。这两套时钟从来没有匹配过。那些在 2021 至 2023 年就看到问题的人,一直在向科技公司解释:电力并不是可以随时从货架上拿走的普通商品。

Brian Janous

解释这种时间错配的困难,可能正是我们两个人后来都换了工作的原因之一。

05

科技公司错过了地方层面的对话

Stephen Lacey

现在业界讨论 AI 负荷增长的方式是否更成熟了?

Caroline Golin

成熟得多,但过去科技公司一直在进行全球性的对话:全球能源组合、碳排放、可持续发展、创新技术和金融市场。我们却错过了设施在当地造成什么影响。

三年前的 CERAWeek 仍主要讨论全球资本和新技术;去年随着核电重新进入议程,讨论开始落地;今年已经非常明确地转向地方影响。科技行业没有把地方对话做好,并非大家不在乎,而是我们长期卡在全球抽象战略和本地电力现实这两个层次之间。

Brian Janous

数据中心都是地方性的。我们既要找到可以释放的电力容量,也必须在县、市和社区层面获得支持。项目团队需要坦诚回答:为什么社区要接受数据中心?它会带来什么就业、税收、交通、用水与土地影响?这个地点是否真的合适?

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乔治亚州乡村为什么欢迎数据中心

Brian Janous

我最近最喜欢的例子来自乔治亚州一个乡村县。县委员会负责人说:“我们是乡村,而且希望保持乡村,所以我们想要数据中心。”如果建汽车厂,可能有 5,000 人搬来,县里就得新建一所高中;如果建配送中心,卡车可能全天候行驶。

数据中心会带来就业和税收,但不会一下带来多到必须重建公共服务体系的人口。原来的高中可以因为税基扩大而变得更好,而不是被迫新建一所学校。当然,并非每个社区都适合数据中心,开发商必须和地方一起判断真正合适的地点。

这就是“厨房餐桌政治”,而且是字面意义上的厨房餐桌。Cloverleaf 团队每周都和土地所有者、社区领袖坐在桌边,讨论 AI 基础设施建设能给当地带来什么,也会带走什么。

07

电网为何只在一半时间被充分使用

Stephen Lacey

Brattle 的报告挑战了一个核心假设:我们是否真的像大家说的那样全面缺电?电网按一年中少数尖峰小时建设,因此大量基础设施在其他时间闲置。如果在合适的地点和时段增加负荷,或把需求转移到已有余量的时段,就能让固定成本由更多用电量分摊,从而压低费率。

模型估计,这种方式可以额外释放约 100 吉瓦,并在十年内节省约 1,000 亿美元。它并不是说不再建设新基础设施,而是重新判断需要建多少、什么时候建,以及哪些短缺可以先通过灵活性解决。

Brian Janous

100 吉瓦大体可信。Tyler Norris 团队此前的研究也得出了相近结论:系统只要多出几个百分点的灵活性,就能承接大量新增负荷。换句话说,提升利用率不是边角优化,而是容量扩张的一部分。

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可负担性的唯一长期答案是利用率

Brian Janous

可负担性的唯一长期答案是提高利用率。在基础设施资本成本和通胀都上升的情况下,如果资产利用率不变,无论费率怎么设计、不同客户类别的成本怎么隔离,电价都仍会受到向上的压力。

当今天基础设施的资本成本与通胀都在上升时,如果利用率保持不变,电价就不可能不上涨。

Caroline Golin

100 吉瓦可能确实是被留在桌面上的容量量级,但模型中的理论容量不等于现实中可以轻松拿到的容量。输电和配电系统都存在利用不足,而政策与监管并没有把“更快接入客户”和“把资产利用到 60% 或 70% 以上”当作必须交付的结果。

如果不改变机制,美国很可能只是继续修建一圈又一圈线路,复制过去的系统。把数据中心的发电和输电成本单独隔离,只处理了未来电网成本的一部分。电动车、新增工商负荷和住宅增长还会推动配电投资,而配电成本已经是许多费率上涨的重要来源。

超大规模企业从未以让居民替它们支付系统成本为目标,监管也可以做成本隔离。但现在还缺少一套制度,要求公用事业和输配电资产所有者证明:他们正在用最低成本连接客户、最大化现有资产利用率,并让系统具备更强的互操作性。

09

“提高利用率”是不是小打小闹

Stephen Lacey

批评者认为,在一个应该大建输电、改革市场的历史时刻,把注意力放在利用率、分布式能源、动态线路评级和虚拟电厂上,是一种“小打小闹”。这种评价公平吗?

Brian Janous

不公平。提升利用率是最终建设大型输电的基础模块,而大型输电恰恰是美国最难建设的东西之一。低资本开支的灵活性方案,并不是替代所有长期投资,而是让系统先跨过建设周期。

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用灵活性跨过五到十年的建设周期

Brian Janous

垂直一体化公用事业习惯通过资本开支扩大 rate base,因此看到动态线路评级或 VPP 时,第一反应可能是“我怎么靠它赚钱”。答案是:你长期靠新增负荷赚钱。如果低资本开支方案让你今天可以对更多客户说“可以”,未来仍然会有电厂和电网投资。

如果每个新客户得到的答案都是“我要新建联合循环电厂,再升级一条 500 千伏输电线”,交付时间就总是五年、七年或十年以后。但科技公司 CEO 仍会问:12 个月后有没有电?有没有站点?现实是,几乎没人能在 12 个月内凭空造出新电源。

即使市场宣布 2035 年前建设 100 吉瓦,也解决不了 2026、2027、2028 年要启动大量 GPU 的问题。利用率讨论的价值在于:如果知道去哪里找、怎样组合,现有系统中确实还有容量。

Caroline Golin

我想改变提问方式。不要只问美国怎样满足超大规模企业的 100 吉瓦需求,而要问:怎样把这波负荷增长带来的资本,投入一个对社区、居民和其他工商用户都更好的系统。无论最终是 100、70 还是 30 吉瓦,这些基础能力都需要建设。

我们不只要问怎样满足超大规模数据中心的需求,而要问怎样把这波负荷增长带来的资本,投入一个对社区、居民和其他工商用户都更好的系统。

现有并网流程仍像过去 50 年一样单一:一个节点差 50 兆瓦,就可能告诉客户等六年;项目少要 200 兆瓦,却可能明天就能接入。面向电动车、智能家居、屋顶光伏和储能普及的社会,系统必须提供更多替代方案。

长期仍需新建电厂,但眼前的桥接电力应当清洁、可负担,并给电网留下更好的状态。独立储能、用户侧资产、动态线路评级、GETs 和非线替代方案,可以让现有系统释放更多容量和节省更多成本。

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超大规模企业的两年规划困境

Caroline Golin

超大规模企业很难规划五年以上。它们总是问“两年内你有什么”,两年后又回来问下一段两年有什么,而不是现在就决定五年后应该建设什么。这种循环让长期电源始终来不及。

正确答案必须是“既要、又要”:建设长期电源,同时用灵活负荷、储能、VPP 和现有系统余量解决近期桥接需求。提高利用率不会阻止电厂建设,反而能让真正需要的长期资产有时间以更负责任的方式建成。

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AI 资本应当为所有用户留下更好的电网

Caroline Golin

如果只追逐吉瓦数字,而不先确定我们想要什么样的电网,就会浪费资本。如果现在不做这些,我们会造出一张“弗兰肯斯坦式电网”,还会修出一堆通向 nowhere 的回路。

我更担心的不是发电资本浪费,而是电网资本浪费。由于输电建设太慢,一些本应短期使用的拼装式用户侧方案,可能拿到 15 年合同。它们并非开发商偏好的方案,而是正常的输电与发电资源无法及时送到项目所在地。

Brian Janous

我也怀疑许多超级项目能否融资。最近的公告包括俄亥俄州 9 吉瓦、330 亿美元的项目,宾夕法尼亚州 4 吉瓦、约 170 亿美元的项目,以及 EnScale、Fermi 等。把公告相加,很快就能得到 60 或 80 吉瓦,但常常缺少最关键的一块:愿意签 20 年承购协议、为数百亿美元资产提供信用支撑的客户。

超大规模企业本身也很少按那么长的周期承诺。新闻稿、破土仪式和真正建成之间差得很远。华盛顿州 Satsop 那座未完工核电站留下的巨大冷却塔,就是美国建设大型项目有多困难的实物提醒。

更充分利用现有系统通常更快、更便宜、更可持续。这不代表一座新电厂都不建,而是当利用率方案可行时,我们可以少建一些不必要、利用不足或融资逻辑薄弱的长期资产。

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真实电子、纸面电子与错误的选址

Stephen Lacey

技术层面的反对意见是:并非所有容量都可互换。某个地点出现一座 1 吉瓦数据中心,并不能仅靠在配电网另一处削减 1 吉瓦负荷来解决当地约束。

Brian Janous

这正说明选址和规划的重要性。有人说某家公用事业十年内不给电,所以只能自建燃气电厂;但另一种可能是数据中心建错了地方。美国并非所有地点都要等十年。Cloverleaf 会先做输电潮流分析,检查取电点和可用资源,再决定站点。

如果只是向输电地图扔一枚飞镖,然后抱怨公用事业不给接入,那确实只能走低效的用户侧自供电路线。但经过战略选址和系统编排,VPP、需求响应、储能和电网增强技术完全可以为负荷增长贡献实质容量。

Caroline Golin

还要区分“真实电子”和“纸面电子”。有些电力在物理上存在,却因为负荷规划、资源充足性方法和公用事业缺乏资产可视性,而没有出现在纸面模型上。更强的互操作系统、可视性和合作机制,可以引导资源去真正有拥塞和配网缓解价值的地方。

问题还在于市场信号。垂直一体化资源规划可能不给 VPP 和 DER 容量价值;PJM 的规则可能限制聚合资源进入特定拍卖;ERCOT 也还缺少完整的聚合 VPP 容量价格信号。物理上容易部署的方案,因为市场门槛高而显得困难;物理和融资上极难的超级能源园区,却因为概念上的市场入口简单而显得容易。

Brian Janous

长期看,只要把价格信号设计正确,今天看似更难的灵活性道路反而会更快、更容易。它尤其适合解决桥接需求,而不是被错误描述成对所有新电厂的一比一替代。

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卡住数吉瓦项目的 200 兆瓦缺口

Caroline Golin

我曾参与一个数吉瓦项目,整个并网却被 200 兆瓦缺口卡住。经过持续追问,公用事业人员终于说,如果在三个配电单元上投资若干具体项目,就能释放这 200 兆瓦。过去的标准并网对话从未把这个选项摆上桌面。

如果当时没有把问题追到底,项目可能会考虑一种拼装式的“弗兰肯斯坦”用户侧供电方案。这个案例说明,许多瓶颈并非只能用新建大型电厂解决;有时针对配网的精确投资,就能让数吉瓦项目跨过最后一小段缺口。

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氛围检查:煤炭与天然气

Stephen Lacey

接下来做一次能源叙事的“氛围检查”。先说“煤炭回来了”,这是现实还是感觉?

Brian Janous

更多是感觉。

Caroline Golin

一些现有煤电厂可能比几年前预期的多运行一段时间,但我不知道有谁在建设新煤电。因此这不是复兴,只是退役时间被推迟。

Stephen Lacey

那么,“天然气的黄金时代”呢?

Brian Janous

天然气发电会增长,但关键是增长成什么形态:是必须高利用率运行的基荷联合循环机组,还是更灵活的简单循环调峰机组?我支持电网脱碳,同时也相信 50 年后仍会有部分天然气机组,用于极端高温等事件。争论不应是“有没有天然气”,而应是需要多少、以什么运行方式存在。

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可再生能源、SMR 与 LCOE

Caroline Golin

说天然气曾经消失,本身是一种西方视角。亚洲和非洲仍有庞大的电气化需求,全球天然气从未真正离开。CERAWeek 还在讨论地缘冲突对 LNG 体系的长期扰动,即使冲突很快结束,也可能留下至少数年的制度与供应影响。

Stephen Lacey

“太阳能和电池不是真实容量”,你们同意吗?

Caroline Golin

不同意。

Brian Janous

完全不同意。Google 最近在明尼苏达州的项目利用可再生能源支持吉瓦级站点并网;威斯康星州后来成为 OpenAI-Oracle Stargate 的站点,也把约 1,500 兆瓦风电、光伏和储能放进容量组合。分布式光储在配电系统上同样可以提供可靠性和聚合容量。

Stephen Lacey

“SMR 是唯一真正的解决方案”呢?

Brian Janous

新核电值得发展,但很难规模化,需要大型能源用户更集中地押注少数技术。SMR 会有帮助,却不是维持能源系统的必要前提,更不是唯一方案。

Caroline Golin

它不是唯一方案,但我希望它成为组合的一部分。

Stephen Lacey

容量紧张时,LCOE 是否已经不重要?

Brian Janous

成本和利润率仍然重要,只是速度成为眼前的第一要求。部分超级项目公布的成本约为每千瓦 3,500 美元,意味着很高的平准化成本。科技公司愿意为两年的短期容量支付高价,但如果目标只是跨过两年的缺口,却拿一项寿命四十年的资产来解决,你就是用错了工具。

市场不会有很多客户愿意连续 30 年购买每兆瓦时 150 美元的电。利用率和灵活性方案的价值,正是以较短承诺提供桥梁。

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短期桥接价格与长期用户成本

Caroline Golin

过去五年,行业熟悉的电力平准化成本大约是每千瓦时 10 美分;而在当时,算力价值至少比电力成本高 200%,现在可能更高。对能在 2028 年前拿到电的 AI 客户,短期电价未必是决定性障碍,因为企业不能停跑两年、把市场份额拱手让人。

因此 VPP、需求响应和利用率方案的真实成交价格,可能远高于传统的“避免成本加 5%”。市场过去低估了快速桥接容量的价值,也没有认真测试这些资源在 AI 负荷面前的最高可接受价格。

Brian Janous

但短期愿意支付高价,并不意味着企业会为同样的价格签 30 年合同。桥接需求和长期资产必须用不同工具解决。

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美国失去建设大型项目的肌肉了吗

Caroline Golin

对居民和会在系统中存在很久的工商用户,LCOE 依然极其重要。短期投资应该改善他们的生活和经营条件,而不是把昂贵的长期成本留给他们。

Stephen Lacey

最后一个判断:“美国已经失去建设大型项目的肌肉。”

Caroline Golin

是在太空领域吗?开玩笑的。

Brian Janous

这在很大程度上是真的。我们很久没有充分锻炼这种能力,系统中的摩擦又太多,而中国没有同样的约束。AI 竞赛也是能源竞赛,美国目前并不擅长快速建设大型能源基础设施。

这种肌肉可以恢复,但必须把可负担性放在核心。如果我们的回答是让所有人的能源账单上涨,那么在美国建设大型项目只会遇到更大的阻力。

Caroline Golin

真正懂得建设大型设施的参与者很少。资本不是最大问题,熟练劳动力才是。燃气、风电、光伏、储能和电网都要建,但掌握这些技能的队伍数量有限。常说“有志者事竟成”,在这里更准确的说法是:“有劳动力,才有办法。”

所以必须同时投资人才和现有系统利用率。即使所有计划中的电厂都需要建设,有限的工程队伍也迫使我们优先利用已经存在的线路、变电站、储能和可调负荷。

Stephen Lacey

Caroline Golin 是 NRG 首席增长与政策官,感谢她从 CERAWeek 加入节目,也请她记得补水。

Caroline Golin

我现在更需要把咖啡因通过静脉直接输进右臂。

Stephen Lacey

Brian Janous 是 Cloverleaf Infrastructure 联合创始人兼首席商务官,感谢你再次做客。

Brian Janous

也谢谢你们邀请。

Stephen Lacey

两位嘉宾都会参加 4 月 13 至 14 日在旧金山举行的 Transition-AI。Open Circuit 由 Latitude Media 制作,Sean Marquand、Anne Bailey 与我共同负责制作和编辑。节目可以在 YouTube 与各播客平台收听,相关深度报道和逐字稿可在 Latitude Media 查看。感谢收听,我们下周见。