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電網擴容落後於人工智慧資料中心電力需求;供需協調成為能源與數位經濟融合的關鍵

2026-04-07

2026年4月—在美國休士頓舉行的CERAWeek能源​​大會上,美國聯邦能源監管委員會(FERC)、國內主要電網營運商以及能源和計算行業的利益相關者就數據中心激增的電力負荷造成的電網壓力達成共識。核心共識是:在電網負載高峰期對資料中心實施靈活的負載削減,是解決電網擴容滯後與計算行業爆炸式電力需求之間衝突的關鍵途徑。這次深入的產業討論進一步凸顯了穩定供電和高品質電氣設備對於數位經濟與能源系統協調發展的決定性作用。

近年來,人工智慧產業在全球的快速擴張帶動了資料中心建設的持續成長,電力需求也隨之爆炸性成長,給現有電力系統帶來了前所未有的壓力。 PJM互聯公司營運長Stu Bresler在會中明確指出,如果沒有彈性的需求面管理,新增大負載用戶的併網等待時間將超過十年,這將嚴重限制運算產業的擴張速度。

作為數位經濟的核心基礎設施,資料中心的穩定運作高度依賴持續可靠的電力供應。電力保障能力直接決定計算服務的連續性與安全性。作為資料中心的主要電力來源,公共電網透過其承載能力和調度靈活性,直接影響電力系統的安全穩定運作以及數位經濟的發展潛力。面對電網基礎設施建設週期長而運算能力需求快速成長的現實,需求面彈性被業界普遍認為是關鍵解決方案。

美國電力研究院 (EPRI) 的數據顯示,公共電網每年僅有數十個小時面臨嚴重的供電壓力——不到全年總時長的 1%——通常集中在極端天氣事件期間。同時,儘管資料中心根據其最大潛在負荷申請併網,但它們很少全天候滿載運作。因此,監管機構建議,如果資料中心能夠在這些短暫的用電高峰期降低負荷,電力系統無需大規模新建基礎設施即可顯著提升其吸收新增需求的能力。杜克大學的研究進一步證實了這一觀點:在美國最大的電網營運商 PJM 的服務區域內,用戶每年在大約兩個用電高峰日降低 0.5% 的負荷,即可在無需物理擴建電網的情況下釋放 18 吉瓦的額外併網容量。

然而,與會的產業代表普遍認為,實施負荷削減措施的關鍵在於明確且強而有力的經濟誘因。聯邦能源監管委員會(FERC)委員朱迪·張在會議上指出,產業必須關注需求面管理潛力,將大型資料中心的負載削減能力納入電力調度框架。這意味著要為響應電網訊號並自願減少負載的大型電力用戶提供經濟激勵,以呼應發電側的補償機制——而這一框架目前仍不完善。

業內人士指出,適當的激勵機制能夠有效鼓勵資料中心主動升級其電力基礎設施。高品質、先進的電力設備是資料中心平衡電網調度需求與自身運作安全的核心保障。無論是高可靠性的不間斷電源(UPS)系統、大規模儲能裝置、智慧負載管理系統,還是高效的備用發電機組,這些高階設備不僅能夠確保負載調整期間的業務連續性,還能顯著提升資料中心參與需求響應的靈活性和可行性,從而實現電網可靠性和資料中心運行的雙贏局面。

會議期間,與會者對負載削減的實際可行性存在分歧。谷歌全球資料中心能源主管阿曼達·彼得森·科里奧指出,某些人工智慧訓練工作負載可以暫停或重新安排,從而提供一定程度的靈活性。但她強調,這種靈活性取決於具體情況,受多種因素影響,包括營運許可、現場設備配置以及計算工作負載的性質。電力研究所(EPRI)策略副總裁大衛·波特補充說,專注於人工智慧訓練的「運算工廠」擁有更大的靈活性,而託管企業級服務的資料中心的工作負載幾乎沒有調整餘地。

亞馬遜網路服務 (AWS) 副總裁 Kerry Person 直言不諱地指出,絕大多數 AWS 網站無法按需削減用電量,因為任何對其託管的雲端服務和企業工作負載的中斷都會直接影響大量終端用戶。目前,在保持運作連續性的同時降低電網負載的唯一行業方法是啟用現場備用發電機。然而,現行的美國環境法規規定,備用發電機只能在緊急情況下使用。大多數備用發電機使用化石燃料,而電池儲能技術尚未成熟到足以滿足公用事業規模的應用需求。這種監管上的矛盾為靈活需求面管理的實施帶來了重大障礙。

這一行業困境進一步凸顯了電力設備技術進步的迫切性。專家認為,該產業迫切需要在儲能技術方面取得突破,同時開發和部署更環保、反應更快、可擴展的備用電源和儲能解決方案。此外,還必須升級智慧電源管理系統,以透過技術手段解決電網調度需求與運作連續性之間的衝突,從而為資料中心參與靈活的電力系統調度提供堅實的硬體基礎。

據報道,美國資料中心靈活負載管理的相關實務仍處於試點階段。由美國電力研究院(EPRI)發起的「資料中心靈活負載管理」(DC Flex)計劃正在營運中的資料中心進行現場示範測試,以驗證負載削減的安全邊界以及資料中心向電網提供頻率支援等輔助服務的可行性。

業內高層也發出警告:如果監管機構和資料中心產業無法就高峰負載削減規則達成切實可行的共識,大型運算用戶可能會放棄冗長的電網互連審批流程,轉而建造自有發電設施來滿足自身電力需求。這種轉變不僅會大幅增加整個產業的營運成本,還會進一步鎖定化石燃料的消耗,這與全球低碳能源轉型目標背道而馳,並最終削弱公共電力系統發展的韌性。

目前,數位經濟與能源系統的深度融合已成為全球發展的必然趨勢。計算產業日益增長的電力需求與電力系統的安全穩定運作並非相互矛盾,而是構成一個需要協調發展的共同體。 穩定可靠的電力供應是數位經濟高品質發展的生命線。 在電力供應至關重要的時代, 恆達的功率和電壓調節 以及其他設備,能夠幫助客戶實現節能、減碳、降低成本和提高效率。科技先進、高效能的電力設備既是保障資料中心安全運作的核心基礎,也是連結運算電力需求與電網調度的關鍵環節,進而推動低碳能源轉型。展望未來,只有透過三方協調——改善監管政策、落實激勵機制、升級技術設備——才能真正實現運算產業發展與電力系統安全穩定之間的雙向賦能。

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