网讯：数据中心数量占全球三分之一的美国，电力需求将创下历史新高。
2024年7月9日，美国能源信息署（EIA）发布的数据显示，美国十多年来一直相对稳定的电力需求预计将在2024年和2025年逐步增加，2024年电力需求将增至4.12万亿千瓦时，2025年将增至4.2万亿千瓦时。此前美国的用电量未超过4.07万亿千瓦时。
国际能源署（IEA）预计，2024—2026年，美国用电量将以年均1.5%的速度增长，预计到2026年，用电增量的三分之一来自数据中心。
数据中心是能源电力消费大户。多年以来，微软、Meta、谷歌等科技公司与风能、太阳能公司签订了大量可再生能源合同，用于抵消自身碳排放。然而美国电网老旧、改造进程缓慢，难以满足科技公司对可再生能源日益增长的需求。
微软联合创始人比尔·盖茨近期表示，新建的数据中心将会增加用电负荷，大型科技公司都在研究如何能够获得更多的电力，以便这些数据中心能够满足人工智能（AI）爆发式增长的需求。
追求清洁、稳定电力供应
加利福利亚州（以下简称“加州”）的光伏装机容量排名美国第一。为了保证电力供应，加州加快部署储能的步伐。
苹果公司加入了部署储能的行列。苹果为其在加州蒙特雷2022年投入运营的光伏项目配套建设了集中式储能，这一大型储能装置可存储240兆瓦时可再生电力。
据亚马逊官网消息，截至2024年5月，亚马逊已经投资了10个配套建设储能系统的光伏项目。这10个项目位于加州和亚利桑那州，为亚马逊的办公楼、数据中心等供电。
不只加州，美国其他地区的电力供给也面临挑战。根据北美电力可靠性委员会（NERC）2024年5月发布的《2024年夏季可靠性评估报告》，在夏季极端情况发生时，加州、亚利桑那州、新墨西哥州、得克萨斯州、新英格兰地区等地区都面临电力供应紧张的风险。
美国大部分电网是在20世纪60年代和70年代建造的。老旧的电力基础设施使得风电、光伏等新能源难以高效并网，且容易遭受外部影响发生电力供应中断。
配储以外，稳定、清洁的核能，成为科技公司新选择。
2024年6月，比尔·盖茨创立的企业TerraPower在美国怀俄明州启动了核电站的建设，该核电站利用液态钠（一种液态金属）作为冷却剂，将于2030年投入使用。目前，微软与多家核电公司签署了协议，其数据中心将获得由核电站提供的电力。
2024年3月，亚马逊旗下云平台亚马逊云科技（AWS）斥资6.5亿美元收购了美国核电开发商Talen Energy在宾夕法尼亚州的数据中心，该园区由一座核电站直接供电，该核电站于1983年并网发电，两座核反应堆可分别安全运行到2042年和2044年，每天发电量可达6300万千瓦时。不过当前该交易遭到一些电力公司的质疑，这些电力公司认为，此举可能将每年高达1.4亿美元的电力传输成本转移给公众，原因是这种模式下数据中心不需要支付传输费用便可以直接获取电力，但其仍需区域电网的支撑，特别是在电站发生计划外的停电时。此外，大量类似直接供电的模式增加可能导致系统容量减少，将对电网用户带来影响。
2022年7月，谷歌参与了对美国核聚变公司TAE Technologies的投资。该公司成立于1998年，主要研发以氢和硼作为核聚变燃料的发电技术。核聚变相比核裂变在安全、绿色、能量密度等方面更具优势，但核聚变技术尚未得到充分验证，其技术何时突破还难以预计。
不过，据标普全球（S&P Global）发布的消息，6月17日，谷歌和微软高管在拉斯维加斯举行的美国核能协会小组讨论会上表示，公司不会直接投资新的核电项目，而希望签署有新费率结构的购电协议（power offtake agreements）以激励相关技术的发展。
美国正在重振核电行业。2024年7月初，美国总统签署了加速核能部署的法案（ADVANCE Act），为开发和部署核电和新的核技术提供激励措施，帮助推进大规模新建核电站落地和新型核电技术的商业化。
地热能发电也具备稳定输出的优势，成为科技公司的备选之一。
谷歌与地热能初创公司Fervo合作，利用石油和天然气行业的钻探技术，在内华达州开发增强型地热发电项目。2023年11月，谷歌宣布该地热发电项目已投入运行，可为当地电网供应3.5兆瓦的电力。在此项目试点的基础上，谷歌2024年6月与内华达州公用事业公司NV Energy达成了新的电力协议，通过NV Energy采购Fervo增强型地热发电厂的115兆瓦电力，Fervo正在开发装机容量更大的增强型地热发电厂。目前该协议已提交给当地公用事业监管机构审批。
但目前开发地热能的成本还很高，与规模化应用还有距离。美国能源部于2022年宣布了增强型地热攻关（Enhanced Geothermal Shot）计划，目标是到2035年将增强型地热系统（EGS）的成本降低90%，达到每兆瓦时45美元。Fervo首席执行官Tim Latimer曾表示，Fervo在内华达州的项目生产成本高于该目标。
谷歌在其官网表示，先进的清洁电力技术有赖于规模化发展。2024年3月，谷歌、微软和纽柯钢铁公司宣布联合推动清洁能源技术革新发展，包括先进核能、下一代地热能、清洁氢能、长时储能等技术。
气电不受青睐
天然气发电目前在美国的电力生产中占据主导地位。美国能源信息署（EIA）的数据显示，2023年，天然气发电量在美国总发电量中的占比约为43%，2014年这一比例约为28%。
北美最大的天然气管道运营商TC Energy称，数据中心的增长将驱动更多的天然气用于发电，从而拉动天然气需求的增长。为保证天然气供应，TC Energy提升了其在美国某些州的天然气管道网络运营能力，例如弗吉尼亚州和威斯康星州，并加强与当地分销公司的联系。
但天然气发电的问题在于，其碳排放高于核电、风电、光伏等能源。2019年，苹果、微软、Equinix、Akamai等多家科技公司曾签署了一份联名公开信，反对弗吉尼亚州最大的电力公司Dominion Energy建设更多天然气发电厂的计划，希望利用可再生能源发电和储能相结合来满足电力需求。
亚马逊于2022年提出在其位于俄勒冈州的数据中心使用天然气燃料电池，以克服当地电力传输限制。但在2024年6月，亚马逊改变了该计划，表示不会在俄勒冈州开展燃料电池项目。
美国环境保护署认为，来自废水处理厂、垃圾填埋场、养殖场等的可再生天然气，是天然气的替代品，可以减少温室气体的排放。微软将采用可再生天然气发电为其数据中心供电。2022年6月，微软与Enchanted Rock公司签订了协议，后者将在停电时以及在加州基础可中断计划（BIP）启动需要削减电力负荷时，为微软加州圣何塞的数据中心提供由可再生天然气（RNG）产生的电力，以确保数据中心的持续运行。Enchanted Rock是一家通过微电网服务模式提供备用电源系统的供应商，2023年12月，该公司表示，可再生天然气电力的采购计划将于2026年初开始。
不过，可再生天然气的生产成本比常规天然气高，其发展依赖政策支持和激励补贴。在美国一些州和地方政府以及美国《通胀削减法案》的激励下，从2005年到2022年，美国的垃圾填埋场及农业可再生天然气项目数量从13个增长到191个，增长了约13倍。
