科技公司仍然承诺未来将由可再生能源和核能驱动。但就目前而言,天然气在竞争中占据上风,因为人工智能数据中心需要可靠的电力,而输电线路、反应堆和公用事业规模的清洁能源项目建设速度却跟不上。
发布于美国东部时间下午 5:48
人工智能热潮正迅速演变为天然气热潮。
在美国各地,数据中心开发商、电力公司和科技公司都在寻求建设新的燃气发电厂,以满足不断增长的电力需求,而该国的电力基础设施却无法轻松应对。
太阳能成本低廉,安装快捷。风能仍然是重要的新增电力来源。电池储能技术正在迅速发展,科技公司也宣布了涉及核反应堆的高调合作协议。
然而,天然气在短期内获得了最明显的优势,因为它可以全天候提供大量电力,无论阳光是否普照或风是否吹拂。
全球能源监测机构(Global Energy Monitor)8月份发布的报告显示,美国拟建和在建的直接连接数据中心的天然气发电装机容量在短短六个月内几乎翻了一番。该机构统计了189吉瓦已公布、正在建设或已投入运营的天然气发电装机容量,这些容量主要用于满足数据中心的需求。
这并非对未来几十年的预测,而是衡量人工智能基础设施竞赛如何已经改变美国能源规划的指标。
美国拟建天然气发电项目总装机容量达到 378 吉瓦,比 2026 年初增长了 50%。据全球能源监测机构称,美国目前约占全球在建天然气发电装机容量的三分之一。
并非所有项目最终都会建成。许多项目只是初步方案,尚未获得融资、许可证或设备订单确认。但方向是明确的。
人工智能公司需要即时电力供应,但现有电网并非总能满足需求。天然气正成为该行业首选的捷径。
为什么人工智能消耗这么多电力
传统数据中心负责存储文件、运营网站、处理支付和提供流媒体服务。而以人工智能为中心的数据中心在执行这些任务的同时,还运行着数千个专用处理器,用于训练和运行日益复杂的模型。
训练大型人工智能模型需要反复地将海量数据通过图形处理器或其他加速器进行处理。模型发布后,用户每次提交请求、生成图像、翻译文档或请求视频时,仍然会消耗电力。
第二类技术,即推理,正成为越来越重要的电力需求来源,因为人工智能工具正被引入搜索引擎、智能手机、工作场所、汽车和客户服务系统。
人工智能设备的集中度也异常高。一个大型园区可能需要数百兆瓦的电力,而规模最大的项目则需要以吉瓦为单位进行衡量。1吉瓦的电力相当于一座大型传统发电厂的发电量,可以为数十万户家庭供电,具体用电量和运行条件取决于实际用电量。
国际能源署报告称,2025年数据中心用电量增长了17%。该机构发布的2026年数据中心最新报告显示,以人工智能为中心的设施的用电需求增长速度更快。
挑战不仅仅在于这些设施全年耗电量是多少,更在于运营商希望电力每时每刻都能供应。
价值数十亿美元的训练集群不能轻易在阴天的下午、无风的傍晚或电网拥堵期间闲置。即使是短暂的中断也会扰乱计算运行,损害这座昂贵设施的经济效益。
对持续、可控电力的需求使天然气具有优势。
科技公司需要时,天然气可以运行。
燃气发电厂是可调度的。操作人员可以根据用电需求增加情况,指示其发电,有些型号的燃气发电厂还可以相对快速地增加或减少发电量。
可再生能源则有所不同。太阳能电池板利用阳光发电。风力涡轮机则依赖于天气状况。电池可以储存多余的电力并在以后释放,但要为大型数据中心在可再生能源发电量低迷的时期提供电力支持,所需的储能规模和持续时间可能非常昂贵。
一个均衡的系统可以将太阳能、风能、蓄电池、输电和需求侧管理结合起来。在许多地区,这种组合可以满足数据中心的大部分电力需求。
难点在于时机把握。
科技公司正竞相在一两年内完成计算设备的安装。而大型输电项目则可能需要更长的时间,因为它们需要路线审批、土地征用、环境评估以及跨多个司法管辖区的施工。
新型核反应堆有望提供稳定、低碳的电力,但传统核电站的研发周期长,且前期投入成本高。小型模块化反应堆最终可能为数据中心供电,但许多设计方案仍面临监管、制造和商业方面的挑战。
现有的核电站很有价值,包括微软、亚马逊和谷歌在内的多家公司已经签署了旨在支持核能发电的协议。这些协议可能会在2030年代重塑能源体系。但它们并不能解决2026年的所有电力短缺问题。
天然气发电厂对公用事业公司、监管机构和建筑公司来说并不陌生。美国也拥有丰富的天然气生产、管道和发电方面的专业技术。
当开发商询问什么可以快速建造并持续运行时,天然气往往成为切实可行的答案。
德克萨斯州处于建设的中心。
没有哪个州比德克萨斯州更能清楚地体现这一趋势。
全球能源监测机构(Global Energy Monitor)发现,德克萨斯州正在开发约122吉瓦的天然气发电装机容量,六个月内增加了41吉瓦以上。德克萨斯州天然气管道中约有77吉瓦的电力计划直接用于为数据中心供电。
德克萨斯州为人工智能基础设施开发商提供了诸多优势。
该州拥有丰富的土地资源、庞大的天然气产业、相对宽松的审批规则以及独立的电力市场。同时,该州也是快速发展的太阳能和储能产业的中心,这使得开发商能够提出将天然气发电与可再生能源发电相结合的混合系统方案。
然而,德克萨斯州也表明,发展速度超过电网负荷会带来风险。
该州人口和经济都在增长,工业设施、加密货币矿场、电气化项目和数据中心都在争夺新增电力。极端高温可能导致空调需求达到危险水平,而冬季风暴则可能扰乱天然气生产和发电厂的正常运转。
在数据中心旁增设私人发电设施,可以减轻正常运行期间公共电网的负担。同时,它还能为天然气供应、水资源、设备和管道输送能力带来新的竞争。
问题不仅仅在于德克萨斯州能否建设足够的电力,而在于谁来支付基础设施建设费用,以及在电力系统面临压力时,谁能优先获得电力供应。
路易斯安那州正在成为另一个以天然气为动力的AI中心
Meta公司在路易斯安那州的庞大Hyperion数据中心项目已成为天然气和人工智能共同发展的最明显例证之一。
该项目预计将发展成为一个多吉瓦的计算园区。路易斯安那州公用事业公司Entergy Louisiana已着手建设新的天然气发电和输电基础设施以服务于该项目,而Meta公司预计将承担大部分项目相关费用。
支持者表示,这种安排可以吸引投资和建设活动,而无需强迫现有客户为全面扩张提供资金。
批评人士仍然担心长期公用事业成本、空气污染,以及为一家科技公司建造的基础设施最终可能会让纳税人承担风险,如果预期需求未能实现的话。
这种担忧正在全国范围内蔓延。
美国众议院预计将于9月16日审议两党共同提出的《电力用户保护法案》。该法案将指示各州公用事业监管机构审查大型电力用户(包括数据中心)是否应该承担为其提供服务所需的额外基础设施成本。
据路透社报道,前联邦能源监管委员会成员艾莉森·克莱门茨称该提案是一个虽不大但重要的信号,表明国会正在致力于保护消费者。
这项立法反映了一种正在形成的政治现实。人工智能的电力需求不再仅仅是一个技术或能源问题,它正在成为一个关乎家庭负担能力的问题。
涡轮机短缺可能会延缓天然气发电的胜利。
天然气或许在竞争中胜出,但它面临着严重的供应链问题。
大型联合循环燃气电厂需要复杂的燃气轮机,而全球只有少数几家制造商能够生产这些设备。订单激增,导致交货周期长达数年,设备价格也随之上涨。
GE Vernova、西门子能源和三菱重工等主要供应商都受益于市场需求。然而,积压订单虽然增强了它们的业务,但也可能导致依赖其设备的AI项目延期。
开发商正在考虑采用小型航空衍生涡轮机和往复式燃气发动机来应对这一挑战。这些系统的制造和安装速度通常比大型联合循环电厂更快。
全球能源监测机构发现,2026年上半年在建燃气发动机产能翻了一番多,从31吉瓦增至67吉瓦。专门用于数据中心的发动机产能增长了两倍多,达到45吉瓦。
速度的提升是有代价的。
小型涡轮机和发动机的效率可能低于现代联合循环发电设施,并且单位发电量产生的排放量可能更高。有些小型涡轮机和发动机更适合偶尔或紧急运行,而不是连续运行。
因此,安装可快速部署的燃气设备以避免电网连接延迟的数据中心可能会更快地获得电力,但同时也会产生污染更严重的电力来源。
气候矛盾
许多从事燃气发电的技术公司都承诺减少碳排放。
谷歌一直在寻求全天候的无碳能源。微软承诺实现碳负排放。亚马逊和Meta公司都签署了巨额可再生能源合同。
人工智能的蓬勃发展使得这些承诺更难实现。
燃烧天然气产生的二氧化碳比燃烧煤炭产生的二氧化碳少,但即便如此,它仍然会释放大量的温室气体。天然气的生产和运输过程中还可能泄漏甲烷,甲烷在短时间内会产生强烈的温室效应。
一座大型新建天然气发电厂的运行时间可能长达30年甚至更久。因此,为解决数据中心短缺的燃眉之急而建设的基础设施,即使在清洁能源替代方案更加普及之后,仍可能继续产生排放。
一些开发商提议将天然气发电厂与碳捕集设备相结合。其理念是在二氧化碳排放到大气之前将其收集并储存在地下。
碳捕集技术可以减少排放,但大型电力行业装置仍然成本高昂且运行复杂。此外,捕集系统本身也消耗能源,需要管道,并且无法解决所有上游甲烷泄漏问题。
公司只有在设备获得融资、建成并持续以所宣称的捕获率运行后,才能享受碳捕获承诺带来的环境效益。
汽油在短期内占上风,但未必在长期竞争中获胜。
目前的天然气热潮并不意味着天然气将在人工智能的未来能源领域占据主导地位。
可再生能源之所以依然具有吸引力,是因为其运营成本低且无需燃料。电池价格日益下降,可以帮助数据中心应对电网短期压力。先进的地热能技术可以在合适的地区提供持续的清洁电力。
核能因其能够全天候提供低碳电力而重新获得支持。科技公司正在为反应堆重启提供资金,并支持先进反应堆的研发。如果这些项目取得成功,核能发电有望在未来十年占据人工智能市场更大的份额。
数据中心也可能变得更加灵活。
谷歌、英伟达和Emerald AI于9月16日宣布成立AI能源管理联盟,该联盟汇集了科技公司、公用事业公司和电力生产商。该联盟希望监管机构奖励那些能够在电网压力期间降低电力消耗的数据中心。
据Axios报道,谷歌表示已通过公用事业协议承诺提供 1 吉瓦的灵活需求。
某些计算任务可以延迟执行或转移到其他地点,而不会影响用户。电池和现场发电也可以暂时降低电网需求。
如果灵活性能够被衡量和执行,就能减少新建电厂的需求量。此外,它还能让数据中心更快地接入电网,而无需在系统用电高峰期获得无限量的电力供应。
真正的挑战在于证明,企业能够在公用事业公司需要的时候降低需求,而不仅仅是在经济上方便的时候降低需求。
社区开始抵制
由于居民越来越将数据中心与更高的水电费、用水量、建筑噪音和空气污染联系起来,因此针对数据中心的政治反弹日益加剧。
Axios援引美联社-NORC公共事务研究中心和芝加哥大学能源政策研究所的一项民意调查发现,84%的美国人担心数据中心对当地电价的影响。
大约五分之四的民主党人和四分之三的共和党人支持要求数据中心开发商支付为其提供服务所需的电网改进费用。
纽约州州长凯西·霍楚提议,要求开发商为新建数据中心每兆瓦的电力需求,至少向周边社区投资100万美元。此前,纽约州已暂停建设大型数据中心。
这些政策表明,获得电力正在成为一个社会许可问题。
一个项目即使拥有土地、投资者和计算机设备,如果周边社区认为它会提高居民生活成本或加剧污染,仍然会失败。
天然气发电可能会加剧冲突,因为它将原本安静的数字设施变成了一个拥有管道、发动机、涡轮机和烟囱的工业能源场所。
许多拟建的电厂最终将不会建成。
巨大的天然气开发数字需要放在特定的背景下看待。
据全球能源监测机构(Global Energy Monitor)的数据显示,全球超过四分之三的天然气项目仍处于早期阶段。许多项目尚未确定涡轮机供应商或计划开工年份。
2026 年上半年,约有 45 吉瓦的拟建装机容量的预计开工日期被推迟。
项目可能会因为高利率、设备短缺、当地民众反对、天然气管道限制、环境诉讼或需求预测变化而消失。
人工智能开发者也可能高估了未来的计算需求。如果模型能效提高或投资放缓,一些规划中的数据中心可能永远不需要目前所需的电力。
全球能源监测机构油气工厂追踪项目经理珍妮·马托斯警告说,区分现实项目和投机性公告已经变得极其困难。
最稳妥的结论并非美国将建成所有378吉瓦的在建项目,而是每当人工智能产业面临电力短缺时,天然气已成为默认的替代方案。
胜利的真正含义
天然气之所以能在人工智能的竞争中胜出,是因为它目前具备了该行业最看重的要素:规模、可靠性、熟悉度和相对速度。
它之所以胜出,并非因为它在所有地方都是最便宜的选择,也并非因为它对环境没有影响。它胜出的原因在于,人工智能行业设定了一个其他能源技术和现有电网往往无法满足的期限。
这场胜利可能只是暂时的。
如果输电线路建设加速推进,电池价格下降,核电项目投入运营,数据中心学会转移计算需求,天然气可能会失去部分优势。
如果这些替代方案继续被推迟,美国可能会锁定一代化石燃料基础设施,这些基础设施不是为家庭或工厂而建,而是为训练和运行人工智能的机器而建。
核心政策问题不再是人工智能是否会消耗大量电力,而是国家能否在不增加家庭支出、不削弱电网可靠性、不放弃气候承诺的前提下,满足这些电力需求。
就目前而言,天然气比其竞争对手更快地满足了行业的需求。
这种速度的代价,以后会来的。
报告和访谈披露
本文由路透社、Axios、国际能源署和全球能源监测机构发布的政府信息、能源市场数据、公司公告和相关采访独立整理而成。
主要来源
- 全球能源监测:与数据中心相关的美国天然气项目几乎翻番
- 国际能源署
- 路透社:国会考虑保护数据中心用户权益
- Axios:科技公司组建灵活能源联盟
- 美国能源信息署:电力数据
- 布鲁金斯学会:人工智能与全球能源需求
本文译自Consumerlite News的U.S. English版本。阅读原文。
