转自：石油商报

近年来，美国的人工智能（AI）爆发式增长推动算力基础设施大规模扩张。AI革命的到来，不只是技术与资本的竞赛，更是对能源供给、环境承载、社会接受度的综合考验。

AI快速发展带来算力扩张与电力需求增长双重压力

大模型迭代驱动高密度AI算力集群快速建设，电力供给开始成为制约美国AI产业扩张的主要约束条件。据高盛预测，美国数据中心电力需求将由2025年的31吉瓦增长至2026年的41吉瓦，2027年进一步提升至66吉瓦，两年内接近翻倍。有专家预测，2028年美国数据中心的电力需求达到80吉瓦，而届时能够接入传统电网的电力增量预计仅有25吉瓦，缺口高达55吉瓦。

面对用电缺口，美国科技企业主要采取两种解决方案。一是积极争取接入公共电网，但核心算力区域并网排队4至7年，加之输电改造审批，个别项目等待周期可能超过10年；二是推行BYOG自建发电模式，主要是配套燃气轮机发电机组，绕开公网直供数据中心。

尽管不少科技企业也签署了大量风光绿电采购协议，但主流虚拟购电协议（VPPA）多属于绿证交易，不等于物理实时供电，仍需要气电、储能兜底。短期内，仅依靠新能源尚不足以独立支撑高密度AI算力集群稳定运行，这是算力发展难以回避的现实困境。

美国电力系统难以适应算力快速扩张新形势

多年来，美国电力系统一直承受三大压力：传统电源加速退役、新能源装机增长但有效出力不足、电网基础设施老化。面对AI算力新增负荷，系统矛盾更加凸显。

在电源结构上，由于煤电持续退出，核电新建审批周期漫长，风光装机规模快速提升，但存在间歇性和波动性缺陷，难以匹配AI数据中心7×24小时不间断满负荷运行的刚性需求。天然气机组调峰灵活、建设周期可控，成为承接算力增量的主力电源，但同时，推高了碳排放，与企业碳中和承诺相冲突，构成现实两难困境。

特别是电网硬件老化问题十分突出。美国70%的变压器运行超过25年，60%的高压断路器服役超过30年，大量设备临近设计寿命。美国电网并非统一的全国性网络，跨区调度协调难度大；新建输电线路审批周期5至10年，大型变压器交付周期超两年，电网改造速度远跟不上算力用电负荷增长。

天然气发电成为美国第一大电源

据美国能源信息局（EIA）统计，美国用于发电的天然气占全国天然气总消费比重的近40%；天然气发电在全美发电量占比稳定维持在40%左右，是名副其实的第一大电源，承担着基荷供电、新能源调峰兜底双重职能，当前被大量用于数据中心自备电源。

鉴于AI算力带来大规模刚性用电需求，大量数据中心选择自建燃气电站，预计2030年前，气电投资将继续增加，发电量有望再创新高。全球能源监测机构（GEM）数据显示，美国规划、在建的天然气发电装机规模保持扩张态势，其中约1/3的规划燃气机组专门用于就地保障数据中心供电。

但是，天然气发电也存在明显的“天花板”，主要是受气候环保政策、管网审批、液化天然气（LNG）出口推高气价等因素制约。中长期看，随着风光、储能、小型核电规模化发展，天然气发电将逐步由基荷电源转向调峰备用电源。

思考与启示

美国算力扩张暴露出的能源压力，为全球算力基础设施建设提供重要镜鉴。AI代表生产力变革，但技术不能作为唯一评判标准，算力产业发展必须统筹能源承载、生态约束与社会接受度，践行科技向善，平衡好发展安全与效率公平。

第一，面对新业态冲击，算力建设必须兼顾产业账、能源账、民生社会账。布局算力项目要完善全生命周期评估，把电力承载力、水资源禀赋、民生影响作为前置条件，摒弃重规模、轻约束的建设思路。

第二，辩证认识新能源的优势与短板，科学推动绿电与算力协同。高密度算力集群持续运行，需要构建“新能源+储能+调节性电源”综合保障体系，区分装机规模与有效出力，不能脱离电力系统客观条件空谈绿色算力。美国企业大量签署绿电协议却依然高度依赖天然气兜底，这一现实值得充分借鉴。

第三，落实科技向善理念，建立技术发展与社会利益的平衡机制。要提升重大算力项目信息透明度，完整公开能耗、水耗、排放、备用电源方案，保障公众知情权；构建属地利益共享机制，通过税收反哺、公共配套建设、就业扶持等方式，让所在地共享产业红利，避免成本单向转嫁社区；推动外部成本内部化，能耗、水耗、环境治理成本由项目主体承担，实现技术创新与社会相容。

第四，立足系统规划统筹算力与能源布局，防范单点爆发式扩张带来的系统风险。应持续深化源网荷储协同，推动数据中心向虚拟电厂转型，让算力设施从单纯用电负荷转变为电网可调资源；严格执行能效标准，推广液冷、余热供暖等技术，推动算力中心转变为和城市共生的新型基础设施。

第五，清醒认识算力产业的客观边界。任何新技术新业态都不能脱离资源环境承载力，需要合理把握扩张节奏，统筹速度、规模与发展质量，实现产业长期可持续发展。

本文作者吕建中系中国石油大学（北京）特聘研究员、中国石油集团国家高端智库研究中心原专职副主任

编辑：薛尚文

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