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研究报告 | 人工智能快速发展背景下电力支撑算力的国际经验与演进趋势

   日期:2026-06-04 16:48:56     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
研究报告 | 人工智能快速发展背景下电力支撑算力的国际经验与演进趋势

人工智能快速发展背景下电力支撑算力的国际经验与演进趋势

杨永明

中能传媒能源安全新战略研究院

近年来,人工智能特别是生成式人工智能快速发展,正在带动全球算力基础设施进入新一轮扩张期。与上一轮数字基础设施建设相比,这一轮算力增长更集中、强度更高,也更依赖稳定、持续、可扩展的电力支撑。随着全球大型科技公司资本开支增长和AI数据中心项目建设提速,电力已成为影响算力布局、扩张和运行方式的重要基础条件。本文在梳理全球算力扩张和电力需求增长情况的基础上,重点分析政府和电力系统运营方、算力产业链相关企业的主要应对做法,进而对未来电算协同的演进方向作出判断,并结合我国实际提出几点思考。
Part.1
全球算力扩张与电力需求增长情况
算力基础设施的持续扩张,正将电力支撑问题从后台保障环节推向前台核心议题。当前,全球主要经济体普遍面临同一个现实问题:人工智能带动的新增算力需求增长很快,而电源、电网设施建设与接网安排的调整,往往需要更长周期。正是在这一背景下,如何通过电力系统有效支撑算力产业发展,已成为全球多国共同面对的重要课题。
01
全球算力基础设施进入新一轮扩张期

从全球来看,人工智能带动的算力扩张已显现出更强的规模效应和更快的推进速度。国际能源署在2025年4月发布的《能源与人工智能》报告中指出,自2022年以来,全球数据中心投资已接近翻番,2024年达到约5000亿美元。随后,在2026年4月发布的《能源与人工智能关键问题》中,国际能源署进一步指出,五家大型科技公司2025年资本开支已超过4000亿美元,2026年预计还将再增长75%;仅这五家科技公司的资本开支规模,就已超过全球油气生产领域的投资。与此同时,国际能源署利用卫星追踪发现,在过去18个月里,面向人工智能的专用数据中心的容量已增长到原来的3倍以上。当前,算力基础设施的扩张已不只是一般意义上的数字基础设施扩容,而是进入了重资产、高强度的新阶段,并且仍在持续加速。

从电力需求看,国际能源署在2025年发布的报告中判断,2024年全球数据中心用电量约415太瓦时,到2030年将增至约945太瓦时;而在2026年最新报告中,又将预测更新为:2025年约485太瓦时,到2030年增至约950太瓦时,约占全球用电量的3%,其中面向人工智能的专用数据中心用电增长更快,到2030年将比当前水平增长约3倍。对比这两组数据,可以清楚看到,数据中心用电仍在加快上行,同时,人工智能正成为新增用电的核心驱动力。

分区域来看,这一轮增长的集中性特征也比较清晰。国际能源署判断,到2030年,美国、中国和欧洲仍是全球数据中心用电需求最大的三个地区,其中美国和中国合计将贡献全球近80%的用电增量。到2030年美国将是数据中心用电增量最大的地区,在美国,数据中心将占到2030年前新增电力需求的近一半。全球算力增长虽然是普遍现象,但电力方面的压力会率先集中体现在少数算力布局密集、数字产业活跃、项目建设速度较快的重点区域。正因如此,在这些地区,算力问题也更早表现为电力供应问题。

美国的数据更能直观反映这种变化的幅度。美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)在《2024年美国数据中心能源使用报告》中测算,2023年美国数据中心用电量已达到176太瓦时,占全美总用电量的4.4%;到2028年,在不同情景下,这一用电量可能增至325~580太瓦时,占比升至6.7%~12.0%。这一预测区间虽然存在不确定性,但至少说明,算力基础设施已不再是边缘性的用能主体,而是正逐渐成为能够影响区域乃至全国用电格局的重要用能主体。对电力系统而言,未来几年面临的不是零散项目带来的小幅用电增加,而是可能在短期内形成显著增量的大规模新负荷。

02
算力负荷呈现有别于传统负荷的新特征

算力基础设施之所以迅速引起能源部门和系统运营方关注,一个重要原因就在于,算力负荷并非传统工商业负荷的简单放大,而是呈现出更加鲜明的新特征。

首先,算力负荷通常具有负荷密度高、持续运行时间长、对供电连续性要求高的特点。国际能源署指出,一个典型的人工智能数据中心,耗电量相当于10万户家庭的总用电量,而目前在建的最大规模项目,耗电量可达到这一水平的20倍;从功率规模看,常规数据中心功率大致为10~25兆瓦,而面向人工智能的超大规模数据中心通常可达到100兆瓦甚至更高。对电力系统而言,算力项目一旦落地,不仅会形成大规模新增负荷,而且难以像普通工商业负荷那样,被理解为可随意中断、轻易调整的常规用电需求。

其次,算力负荷具有更明显的空间集聚特征。国际能源署指出,数据中心在地理分布上通常高度集中,大多靠近城市和产业集群布局,因此对局部电网造成的压力,远高于其在全国用电总量中的占比。爱尔兰公用事业监管委员会(CRU)在2025年大型用能用户接网政策文件中指出,2024年都柏林/米斯地区约50%的计量用电量都来自数据中心负荷;与此同时,数据中心用电需求的快速增长,已对当地电网和发电能力形成明显压力,进一步加大了对新建发电和基础设施按时投运的依赖。可见,数据中心的用电问题,往往不是“全国平均意义上的用电问题”,而是首先体现为部分重点区域、重点城市或重点园区的局部电力承压。

再次,算力负荷还具备增长速度快、兑现节奏不确定、对运行管理要求更高的特点。北美电力可靠性公司(NERC)在2025年白皮书中指出,大型新型负荷带来的风险不仅体现在峰值需求上,还涉及负荷切除与系统恢复、物理与网络安全、电能质量、系统稳定性、运行平衡、长期规划,以及大型负荷可监测性与数据报送等多个方面。换言之,算力负荷在接入、运行、管理的全过程都对电力系统提出了更高要求。对系统运营方而言,越是体量大、增长快、集中度高的新型负荷,就越需要更加细致的评估和持续的管理。

03
算力扩张正把电力由成本问题推向系统问题

基于算力负荷的上述特征,围绕算力发展的主要矛盾,已从企业层面的电价高低、用能成本问题,逐步升级为涵盖接网时效、电源配置、电网建设、容量保障、系统公平与风险分担的综合性系统问题。

国际能源署强调,虽然目前数据中心的用电量仅占全球总用电量的一小部分,但其“局部影响要显著得多”,也就是局部影响远比其总量占比更为突出。国际能源署同时指出,在美国,数据中心将占到2030年前新增电力需求的近一半。随着算力扩张的持续推进,电力系统面对的已不再是零散的高耗能项目,而是一类可能显著改变区域负荷形态、用电增量节奏和基础设施建设安排的新型负荷。电力问题之所以被推到台前,根本原因就是它已经开始影响电力系统层面的资源配置和整体安排。

从现实表现看,这种变化至少体现在三个方面。其一,电力可得性正成为项目落地的重要前提。没有足够电源和电网支撑,再好的算力项目也可能迟迟无法投运。其二,电力建设周期与算力建设周期之间的错位日益明显。算力项目建设快,而电源、电网和配套设施建设通常更慢,这种节奏差异会直接放大局部供电压力。其三,随着算力项目规模持续扩大,相关问题已不再只是企业自身的用能安排,而是开始更多涉及电力系统层面的统筹、协调和约束。也正因为如此,算力扩张正在把电力问题从企业成本问题推向系统问题。

Part.2
政府和系统运营方的应对
面对算力项目快速增长带来的新压力,各国政府与电力系统运营方的应对,已从一般性关注转向更具体的规则调整。从国际实践看,当前主流做法大体可归纳为四个方向:接入规则更严格,规划安排更靠前,成本责任更清晰,运行管理更精细。尽管不同国家的制度背景和落地路径并不相同,但都逐步把大型算力负荷视作一个需要单独研究、单独应对的新问题。
01
调整大型新增负荷的接入规则

面对数据中心、智算项目集中涌现的接网需求,越来越多国家和地区开始重新审视原有的负荷接入规则。过去,大负荷接入更多是核查是否满足既有技术标准;现在,监管部门和系统运营方普遍把审查关口前移,将项目规模、负荷兑现能力、配套电源方案,以及对电力系统安全的综合影响,一并纳入审核范围。

美国联邦能源监管委员会(FERC)2025年12月已要求宾夕法尼亚—新泽西—马里兰联合电网(PJM)建立更透明的规则,专门处理与发电资源同址布局的大型负荷接入问题;2026年又进一步明确,将围绕大型负荷接入的标准化流程出台专项举措。同期,美国西南电力池(SPP)获批实施高影响大型负荷(HILL)方案,目的是在保障消费者利益和系统安全的同时,加快大型负荷及相关新增电源的接入安排。由此可见,负荷接入环节已不再只是单纯的技术流程,而正逐步成为大型算力项目全周期管理的第一道关口。

爱尔兰的做法更能说明接入规则正从能否接入转向按什么条件接入。爱尔兰公用事业监管委员会在2025年的最终决策中明确提出,系统运营方在审查大型数据中心接网申请时,必须先核查项目选址处于电网约束区域还是非约束区域;对达到规模门槛的新建数据中心接网项目,原则上要求其至少80%的年度用电量,由爱尔兰境内新增的可再生能源电源保障,同时需提交具备可行性的实施方案,明确配套电源项目的建设时序与落地安排。相关政策解读还明确,对超大规模项目,需同步配置可调度的现场或就近配套发电、储能设施。这一做法说明,政府要求新增算力负荷接入电网时对自身带来的系统压力预先承担更多责任。

02
强化电源、电网与算力布局的协同规划

算力项目扩张快、单体规模大,也在倒逼政府和系统运营方改变传统的规划方式。过去,负荷预测更多依赖历史数据趋势外推;现在,人工智能带动的大型新增负荷集中落地,传统方法已难以及时、准确反映电力需求的真实变化。

美国能源部(DOE)近期明确提出,应对数据中心等新型负荷带来的用电增长,需要采取多措并举的方式,既要依托现有成熟技术保障近中期用电需求,也要为长期增长预留充足的系统支撑空间。北美电力可靠性公司2026年发布的第二份大型负荷专项白皮书进一步指出,现有的可靠性标准,以及围绕系统规划、运行、安全等方面的既有流程和要求,已不足以应对新兴大型负荷带来的风险,相关缺口涉及并网标准、规划与资源充裕度、系统运行平衡、扰动穿越能力、供电稳定性、电能质量、系统安全、抗毁韧性、负荷精准建模等多个方面。这意味着,算力负荷带来的挑战,已无法通过单条规则的小修小补来解决,而是需要电源、电网、规划和运行一起跟进调整。

一些资源约束较强的经济体,对此的应对更为直接。新加坡信息媒体发展局(IMDA)在《绿色数据中心发展路线图》中明确,本国已建成区域性数据中心枢纽,总装机容量超1.4吉瓦,同时划定发展红线,提出数据中心不能在不控制资源消耗的前提下无序扩张。在此基础上,新加坡计划近期新增至少300兆瓦的数据中心供电容量,并通过绿色能源规模化部署进一步释放发展空间。其核心思路不是单纯地增加供电配额,而是在新增容量、能效提升、绿色转型与产业发展之间实现统筹平衡。对算力项目而言,这意味着今后项目能否落地,更多取决于所在区域能否同步提供电力、冷却、网络和土地等综合支撑条件。

03
重估成本分担与风险分配机制

算力负荷的快速增长,无法回避两个核心问题。其一,为算力项目配套建设的新增发电、输配电设施,成本究竟该由谁承担;其二,如果项目后续负荷未按预期落地,相关风险该由谁兜底。

美国弗吉尼亚州联合立法审计与审查委员会(JLARC)的相关报告对此有明确的表述:数据中心的快速扩张“很可能推高所有电力用户的系统用电成本”,原因之一就在于,大量原本无需建设的发电和输电设施,因数据中心的用电需求不得不提前上马。该研究同时指出,若要最大限度隔离数据中心扩张对居民及其他工商业用户的成本影响,首要举措就是设立单独的数据中心用电客户分类。可见,围绕大型新增负荷的成本外溢与责任分担,已不再是理论层面的探讨,而是亟待解决的现实治理问题。

美国联邦能源监管委员会当前围绕大型负荷接入启动的专项程序,也将这一问题列为核心议题。其在RM26-4号程序中明确提出,要重点讨论大型负荷及其同址配套设施,是否应全额承担接网所需的电网改造成本,以及这部分成本是否应在约定周期内返还。由于大型算力项目规模大、接网节奏快,很可能推动大量原本无需实施的系统投资提前落地,如果责任边界划分不清,新增成本最终很可能由普通电力用户共同承担。

今后,各国围绕算力负荷的治理,一个重要方向就是将“谁提出新增需求、谁承担相应责任”的原则进一步制度化、规范化。毕竟算力项目带来的不只是新增负荷本身,还包括围绕新增负荷而来的系统投资、备用安排和潜在搁浅风险。越早把这些责任边界划清楚,越有利于减少系统被动承压,也越有利于稳定各方预期。

04
提高运行管理、能效约束和信息透明度要求

随着算力负荷规模持续扩大,监管重点已从项目接入前的审批,延伸至项目投运后的全周期运行管理。

北美电力可靠性公司在2025年白皮书中,已将大型负荷的可监测性、数据报送风险、系统运行平衡、电能质量、供电稳定性等列为重点风险;2026年发布的第二份专项白皮书,进一步将并网标准、规划与资源充裕度、扰动穿越能力、系统安全、抗毁韧性、负荷精准建模等内容,全面纳入系统评估范畴。这一调整显示,大型算力负荷管理,并非以联网接电为结束点,而是需要在运行数据实时监测、负荷特性精准识别、局部电网稳定控制、系统应急管理等方面,建立更加精细化的管控机制。

与此同时,不少国家和地区也将能效约束与信息披露要求同步前移至接入环节。新加坡《绿色数据中心发展路线图》提出,未来10年推动全国所有数据中心将PUE(电能使用效率)控制在1.3及以下,同时将IT设备能效、水资源利用效率一并纳入管控范畴;路线图同时明确,现有数据中心通过核心设备改造升级,可实现配套基础设施能耗的显著下降。爱尔兰公用事业监管委员会的决策文件则明确要求,达到门槛的新数据中心需就可再生电力履约情况进行年度报告,并根据实施进度接受核查;若未达到最低要求,还可能面临接入容量调整。也就是说,对数据中心的管理不只是接入时给出要求,还要在项目投运后通过持续报告和约束机制,推动数据中心按承诺方式运行。

对政府和系统运营方而言,今后对数据中心的管理,不会只停留在将其接入系统,而是随着运行管理、能效约束和信息披露要求的加强,形成包括接入、运行、披露、约束在内的完整管理闭环。这既是提高系统安全和资源利用效率的需要,也是为今后更高比例、更高密度的算力负荷持续接入预留空间。

Part.3
算力产业链相关企业的应对
面对算力项目带来的供电保障压力,相关算力企业、云厂商与数据中心运营方的应对,已从被动买电转向主动组织电力资源。从全球行业实践看,当前头部企业的主要做法大体可概括为四个方向:通过长期协议锁定更多清洁电力资源,围绕核电、地热、燃气发电等稳定电源增强保障能力,通过技术和设施升级提高单位电力的算力产出,并探索与电网形成更灵活、更主动的协同关系。总体上看,电力资源统筹能力和用能管理能力,正成为人工智能时代算力产业链企业竞争力的重要支撑。
01
扩大可再生能源采购和锁定长期合约

面对人工智能带来的持续性用电增长,相关企业最基础、也最现实的应对工具,仍然是扩大可再生能源采购和锁定长期电力协议。对大型云厂商和算力企业而言,这类安排的作用已不只是满足减排目标,更在于提前锁定一部分电量和价格预期,提高项目落地与后续扩张的确定性。

谷歌近期的动作比较典型。2026年2月,谷歌在明尼苏达州与Xcel Energy达成新的清洁容量加速安排,明确将为电网新增1.4吉瓦风电、200兆瓦太阳能发电和300兆瓦铁空气电池储能。2026年3月,谷歌又宣布与美国密歇根州公用事业公司DTE Energy合作,在当地新建数据中心的同时,推动2.7吉瓦新的清洁资源进入电网,并通过一项专项基金支持本地电价可负担性和系统韧性建设。谷歌这一类做法,已经不是简单购买绿电证书,而是把新增数据中心建设与新增清洁电源、储能配置同步推进。

亚马逊近期的做法也很有代表性。2026年5月,亚马逊宣布,为支撑其在美国内华达州里诺地区未来数据中心用电需求,正与当地公用事业公司NV Energy合作,推动100兆瓦地热电源、600兆瓦太阳能以及600兆瓦电池储能进入电网。亚马逊特别强调,相关新增能源和基础设施成本由企业自身承担,不转嫁给当地居民和企业用户。与谷歌类似,亚马逊正在把长期清洁电力保障与新增项目落地、储能配置和成本责任统筹考虑。

微软方面,虽然近期公开发布的内容不像谷歌和亚马逊那样集中在单一项目上,但其动作同样清晰。2026年2月,微软宣布已实现到2025年将其数据中心、办公楼和园区全部用电量与可再生能源采购相匹配的目标;同期披露,其已签约带动40吉瓦可再生能源项目进入电网,其中已有19吉瓦投运。在具体项目上,微软与Sol Systems的合作预计将为伊利诺伊州、俄亥俄州和得州新增超过500兆瓦太阳能,并配套持续20年、总额预计5000万美元的社区投资基金。微软的这些动作表明,其正在通过更大规模的长期可再生能源安排,为数据中心扩张提前锁定电力来源。

总体看,当前头部企业把可再生能源采购、长期合同锁定、本地电网支撑和新增资源落地更紧密地结合起来。随着人工智能带来的算力负荷持续上升,长期清洁电力安排仍将是企业能源保障体系的基础部分,但重点已经不再只是按年度把绿电配齐,而是更早把项目建设和后续扩张所需的电力资源落实下来。

02
转向追求更强的全天候可得性与稳定清洁电源

随着算力负荷持续增长,企业对电力供应的诉求也在发生变化。相比过去采购充足电量的诉求,现在越来越多企业开始把注意力转向全天候保障能力、供电连续性和项目落地所需的现实支撑条件。相应地,企业在电源选择上也不再局限于一般性的绿电采购,而是开始同时布局核电、地热发电、燃气发电等更具稳定支撑能力的电源形式。

核电领域,2025年6月,Talen Energy宣布与亚马逊扩大核电合作,在合同满额执行状态下,将通过2042年向亚马逊供应1920兆瓦无碳核电,并同步探索小型模块化反应堆和机组增容等延伸合作,以支撑AWS相关数据中心负荷。Meta在2025年6月宣布与Constellation签署为期20年的企业核电协议,支持伊利诺伊州Clinton Clean Energy Center持续向电网提供清洁电力。谷歌则在2024年10月宣布与Kairos Power达成合作,计划到2035年前推动最多500兆瓦先进核能项目落地。可见,这些企业正通过更长期、更大规模的核电资源锁定,增强数据中心用电的稳定保障能力。

地热领域,2025年6月,Meta与XGS Energy签署协议,支持其在美国新墨西哥州开发150兆瓦先进地热项目,用于支撑公司不断增长的人工智能基础设施和数据中心用电需求。亚马逊在2026年5月宣布,为支撑其在美国内华达州里诺地区未来数据中心用电需求,正与当地公用事业公司合作,推动100兆瓦地热电源进入电网。谷歌则在2024年6月与美国内华达州公用事业公司NV Energy达成协议,推动先进地热电力为其当地数据中心供电,并计划在约6年内将相关无碳地热电力规模由3.5兆瓦提升至115兆瓦。先进地热作为兼具清洁属性和持续出力能力的电源选项,正在被纳入数据中心电力保障体系。

燃气发电领域,2026年4月,甲骨文、BorderPlex和Bloom Energy宣布,位于美国新墨西哥州的Project Jupiter AI数据中心园区将采用Bloom燃料电池技术供电,总装机规模最高可达2.45吉瓦;此前甲骨文还披露,如获批准,项目将建设园区内部自备的天然气微电网,为数据中心提供独立电力支撑。Crusoe在2026年3月宣布,为支持微软AI基础设施,正在得州Abilene建设新的900兆瓦AI工厂园区,并同步集成900兆瓦现场发电能力;此前其与GE Vernova签下的燃气轮机订单,合计对应电力规模接近1吉瓦。与此同时,Chevron、Engine No.1和GE Vernova在2025年1月宣布合作,计划到2027年底前为美国数据中心开发最高4吉瓦天然气发电能力。可见,在接网约束趋紧背景下,现场气电和站内供能系统正成为保障项目落地的现实手段。

总体看,随着供电保障压力持续加大,企业一方面继续通过长期协议锁定核电等稳定电源,另一方面也在把先进地热、现场气电和站内供能系统纳入电力保障体系,其能源策略更加强调稳定性、连续性和落地可行性的电源保障组合。在大规模算力行业竞争中,能否持续统筹稳定、清洁、可预测的电力资源,正成为企业竞争力的重要组成部分。

03
持续提升数据中心自身能效和单位电力产出

在积极拓展外部电源渠道的同时,头部企业还持续从数据中心内部挖潜,通过优化芯片、冷却系统、供配电架构和站内设施设计,尽可能提升单位电力对应的算力产出。在电力约束趋紧的背景下,内部提效不只是节能降耗,还是关系到在有限供电条件下,能否支撑更大规模人工智能训练和推理部署的现实问题。换句话说,外部找电和内部省电,正在成为企业同步推进的两条线。

亚马逊云科技(AWS)近两年持续推进新一代数据中心部件和基础设施设计升级,重点围绕供电、冷却和站内结构一体化优化来提升效率。亚马逊披露,新一代数据中心组件预计可将机械系统能耗最高降低46%,并减少35%的混凝土隐含碳排放;2024年AWS全球数据中心平均PUE已降至1.15,欧洲、美洲和亚太地区的最佳站点分别达到1.04、1.05和1.07。同时,亚马逊在对外说明中强调,正通过自研芯片、冷却技术和数据中心设计创新,降低AI工作负载的整体碳足迹。

微软在这一方向上的动作,则更多体现在冷却方式和站内资源配置方式的更新上。2026年1月,微软披露,公司正在新一代AI数据中心中推广更节水的冷却方案,并以华盛顿州昆西等地为例,建设回用水系统,减少对当地饮用水和地下水资源的依赖;在相关系统升级中,由微软承担配套基础设施投入,避免社区为其数据中心运营额外埋单。同月,微软在发布Maia 200时还明确提出,这一新一代推理芯片是微软迄今部署过的效率最高的推理系统,性能成本比现役最新一代硬件提升30%。

谷歌的做法则更集中在芯片、整机系统和数据中心协同优化上。2026年4月,谷歌发布第八代TPU体系,其中TPU 8t和TPU 8i分别面向训练和推理场景,谷歌披露其新一代系统在性能和能效方面都进行了专门优化,TPU 8t单集群计算性能较上一代提升近3倍,TPU 8i则实现了比上一代更优的单位成本性能。更重要的是,谷歌明确表示,在当前数据中心中,电力已经成为关键约束,因此其正在围绕整个栈做效率优化,包括动态功率管理、网络与计算一体化设计,以及数据中心与TPU协同设计。谷歌还披露,其数据中心如今每单位用电可提供的计算能力已是5年前的6倍。

总体看,头部企业已经不只是泛泛强调节能降耗,而是把数据中心内部提效作为缓解供电压力、提高单位电力产出的重要抓手。国际能源署指出,AI硬件和软件进步正在以能源史上少见的速度降低单次任务能耗,但正因为更高耗电场景和更大规模部署同步发生,企业对内部提效的投入不仅不会减弱,反而会更强。今后,谁能更快地把电量输入高效转化为有效算力输出,谁就更有可能在算力行业竞争中占据更大主动。

04
探索与电网更深层次的协同

除锁定电源和提升自身能效外,头部企业还探索与电网更深层次的协同方式,尝试在不影响数据中心核心业务连续性的前提下,通过更灵活的负荷管理、站内储能和自备供能系统,减少项目落地对公共电网的即时压力,并提升用电安排的弹性。这种协同探索,一方面是企业应对接网约束和电力紧张的现实选择,另一方面也在逐步改变数据中心与电网之间单向受电的关系。

谷歌已开始把数据中心负荷灵活性直接纳入与公用事业公司的用电合同和协同安排中。2026年3月,谷歌宣布,已在美国与5家公用事业伙伴签下合计1吉瓦的数据中心需求响应安排,在电网高峰时段可按约定压减数据中心部分用电负荷,以支持电力系统更平稳运行。谷歌同时表示,这类安排是其在数据中心层面推进更灵活用能的重要部分,其目标不仅是满足自身负荷增长需要,也是在电网约束趋紧背景下,为所在地区争取更可持续的电力增长空间。

亚马逊通过更紧的供能安排,减少新增项目对公共电网的直接压力。亚马逊在一份关于数据中心与电价影响的官方说明中提到,其与俄勒冈州Umatilla Electric Cooperative的合作采用了一种自供能安排,即由亚马逊自行落实部分能源来源,包括可再生能源,从而避免把相关成本转嫁给其他用户。虽然这类安排并不等同于传统意义上的需求响应,但本质上也是企业在通过更主动的用能组织方式,与本地电网形成更紧密的协同关系。可见,企业与电网的协同不一定都表现为削峰响应,也可以体现为通过自供、自担成本和更灵活的合同安排来减轻系统压力。

甲骨文则更偏向站内供能系统与局部电网压力的协同处理。2026年4月,甲骨文、BorderPlex和Bloom Energy宣布,位于美国新墨西哥州的Project Jupiter AI数据中心园区将采用Bloom燃料电池技术供电,总装机规模最高可达2.45吉瓦。甲骨文在公告中明确表示,新的供能设计将以单一微电网园区形式运行,替代原计划中的燃气轮机和柴油机方案,同时尽量保护当地居民电价不受影响。甲骨文的这一安排说明,部分企业已经把站内微电网和现场供能系统,作为与公共电网更深层次协同的一种现实路径。

总体看,头部企业已经开始围绕需求响应、自供能合同、站内微电网和现场储能等方式,探索与电网更灵活、更主动的协同关系。企业侧的电力应对,正在从单纯保障自身用电,逐步延伸到更主动地参与局部电力平衡。

Part.4
全球电算协同的未来演进方向
从前文国际实践看,无论是政府和系统运营方对接入规则、统筹规划、成本分担机制的调整,还是头部企业围绕长期购电、稳定电源、内部提效和电网协同所做的布局,都指向同一个变化:人工智能快速发展带动的算力扩张,正在把电力从后台保障条件推向前台,变成影响项目布局、扩张节奏和运行方式的关键因素。顺着这一变化看,未来电力与算力的协同关系,还会进一步体现在布局规划、责任分担和系统角色变化等方面。
01
算力布局将越来越受制于电力条件和接入门槛

未来几年,决定算力项目能否顺利落地、持续扩张的关键因素,不只是芯片供给、资金储备和市场需求,还包括项目所在区域的电力资源条件、接网时效,以及配套电源和电网设施建设进度等重要因素。随着项目规模继续扩大、用电强度继续上升,电力资源禀赋、接网效率和系统承载能力,正从项目建设的外部条件,逐步变成项目推进的核心约束。

这一趋势,在资源与电网约束较强的地区已率先显现。无论是爱尔兰将位置约束、可再生能源配套要求前置到接网审查环节的做法,还是新加坡在新增容量、能效提升与绿色能源供给之间同步统筹的做法,都表明数据中心项目未来能否落地,很大程度上将取决于所在区域能否同步提供电力、冷却、网络和土地等综合支撑条件。算力布局会越来越“跟着电力条件走”,随着数据中心选址过程中电力资源条件、接网时效和综合承载能力的权重持续上升,算力发展和电力支撑能力之间,需要建立更紧密的衔接关系。

02
电力保障责任将由单方承担转向多方协同分担

在算力负荷持续扩张过程中,过去由电网与系统运营方单向兜底的大负荷供电保障模式,已越来越难以适应行业发展需求。今后,围绕算力项目的电力保障责任,或将在政府、系统运营方、发电企业、园区运营方和算力企业之间重新分配。

美国联邦能源监管委员会围绕RM26-4程序启动的大型负荷接入规则讨论,本身就说明这一问题已经被正式摆到制度层面。美国联邦能源监管委员会在2026年4月明确表示,将围绕大型负荷接入采取行动,并要求考虑如何确保数据中心等重大新增负荷“及时、有序且公平”地接入输电基础设施。具体来说,谁提出新增算力需求,谁就需要在更大程度上为相应的系统改造、接网安排和保障责任作出配合,而非把所有压力都留给电力系统后端被动消化。对电力系统来说,这有助于减少投资错位和成本无序外溢;对企业来说,这也有助于增强项目建设和扩张安排的稳定性,避免在接网、扩容和供电保障上反复承压。随着算力项目越来越大、建设节奏越来越快,这种更清晰的责任分担机制,可能会逐步成为电算协同的重要制度基础。

03
数据中心将由刚性新增负荷逐步走向可管理的系统资源

在高供电可靠性要求保持不变的前提下,数据中心正逐步从单纯的刚性新增用电主体,转变为可管控、可协同的电力系统柔性资源。具体来说,随着厂站级储能、备用电源、微电网、负荷管理系统与标准化调度接口的逐步成熟,部分数据中心有望在不影响核心业务连续性的前提下,承担需求响应、储能协同、局部微网运行、源网荷储互动等辅助服务功能。

美国能源部2026年发布的数据中心用电需求专题报告中明确提出,近中期数据中心带来的负荷增长,既是推动清洁能源加快建设的现实压力,也是提升电力需求侧灵活性、推进电网现代化的重要机遇。目前已有多项研究与示范项目,完成了数据中心参与电力系统协同运行的可行性验证。美国国家可再生能源实验室(NREL)2025年发布的《数据中心作为柔性电网资产的示范验证》报告中,基于一个70兆瓦的可交互数据中心测试平台完成了实证验证。报告显示,该方案可在不影响核心业务服务等级协议(SLA)的前提下,为电网提供有效的辅助服务;在示范场景中,系统可在10秒内响应电网运营机构的需求侧响应指令,完成35兆瓦电池储能的调度操作,同时全程保障IT负荷的稳定连续运行。尽管这一案例尚不能说明数据中心已普遍具备大规模负荷调节能力,但至少说明,数据中心正从单纯的电力受入端,向特定条件下可管控、可交互的市场主体演进。

国际能源署预计,到2030年全球数据中心内部可能安装20~25吉瓦电池储能;同时,人工智能训练和模型使用会带来大幅且快速的负荷波动,储能因此变得越来越关键。结合前文企业侧已经出现的需求响应、站内微电网和自备供能等动作,可以预见,未来的先进算力设施,不再只是单纯的高耗能主体,在特定条件下,也有可能成长为助力局部供需平衡和提升系统灵活性的协同主体。

Part.5
几点思考
人工智能快速发展带动的算力扩张,已将电力相关问题从企业单一的用能成本问题,逐步升级为涵盖接网安排、电源配置、电网建设、运行管理、责任分担的综合性系统问题。对我国而言,推进算力基础设施高质量建设,既要充分认识其对数字经济发展的核心支撑作用,也要高度重视其对电力系统提出的全新要求,从更长周期、更大范围统筹算力产业发展与电力支撑能力建设。
01
更加注重算力布局与能源资源条件统筹衔接

算力基础设施越是向大型化、集群化发展,越是要跳出数字产业发展的单一维度,将电源保障条件、电网承载能力、区域能耗约束、冷却资源禀赋、土地配套能力等核心要素纳入统筹考量和规划布局。尤其是对单体规模大、用电强度高、供电连续性要求严苛的智算项目,更要将能源资源作为前置约束条件,避免出现项目建设大幅超前、系统配套严重滞后的问题。对算力集群化发展较快的重点区域,应尽早开展电力保障能力专项评估,将电力支撑能力作为算力项目布局的核心前置条件,推动算力发展节奏与电力支撑能力实现动态匹配。

02
加快建立面向大型新增负荷的差异化接入和责任分担机制

全球实践充分显示,针对用电强度高、集群化特征明显、增长速度快的大型算力负荷,简单沿用普通工商业用户的接入管理模式,已难以适应行业发展的现实需求。我国在推进相关算力项目建设过程中,也应结合项目负荷规模、接网方式、建设时序与所在区域电网承载能力,研究建立更精细化的接入评估、履约约束与成本责任分担机制。这一机制建设,既有利于维护电力系统的安全稳定运行秩序,也能为算力项目建设与投资安排提供更稳定的政策预期。

03
引导企业提升电力保障能力和能源协同水平

随着算力负荷持续增长,仅依靠电力系统被动兜底保障的模式,已难以完全适应未来发展需要。应在持续完善公共电力保障体系的同时,引导大型算力企业强化电力保障主体意识,逐步提升主动统筹组织电力资源的能力。鼓励企业结合自身发展规划,通过长期购电协议、绿电市场化交易、配套储能配置、园区能源协同等多种方式,全面提升供电保障水平与全周期用能管理能力。对基础条件成熟的项目,可进一步探索与本地电源、电网、园区能源系统的深度协同模式。企业越早构建起自主电力保障与用能管理能力,越能有效降低电力系统的被动保供压力,同时也能显著提升自身项目运行的稳定性与抗风险能力。

04
前瞻研究算力负荷参与系统协同的机制条件

从长远发展来看,在保障关键算力设施高可靠、不间断运行的前提下,可围绕需求响应、虚拟电厂、储能协同、源网荷储互动等方向,前瞻研究大型算力负荷参与电力系统协同运行的技术标准、市场机制与安全边界。当前,这一方向仍处于探索起步阶段,可先明确核心边界条件、适用场景与运行管理要求,再通过试点示范逐步积累实践经验。对我国而言,这不仅能为未来更高水平的电算协同预留发展空间,也能在新型电力系统建设过程中,提前统筹考量这类新型负荷的运行特征与潜在价值。

参考文献:

[1]IEA. Energy and AI[R]. 2025. 

[2]IEA. Key Questions on Energy and AI[R]. 2026. 

[3]LBNL. 2024 United States Data Center Energy Usage Report[R].2024.

[4]NERC. Characteristics and Risks of Emerging Large Loads[R].2025.

[5]NERC. Assessment of Gaps in Existing Practices,Requirements,and Reliability Standards for Emerging Large Loads[R]. 2026. 

[6]CRU. Large Energy Users Connection Policy Decision Paper[R].2025.

[7]IMDA. Green Data Centre Roadmap[R]. 2024.

[8]FERC. Interconnection of Large Loads to the Interstate Transmission System: RM26-4-000[EB/OL]. 2026. 

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审核:齐正平

校对:邱丽静

编辑:李丹丹

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