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距2060年實(shí)現(xiàn)碳中和還有12556天
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2025 08/15

Penn

來源:環(huán)球零碳

電網(wǎng)站在崩潰邊緣,停電次數(shù)恐翻倍,美國如何應(yīng)對(duì)

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摘要:美國電網(wǎng)面臨崩潰風(fēng)險(xiǎn),停電次數(shù)可能在五年內(nèi)翻倍。原因包括數(shù)據(jù)中心和人工智能的電力需求激增,以及傳統(tǒng)能源建設(shè)滯后。美國能源部發(fā)布報(bào)告支持煤炭發(fā)電,反對(duì)可再生能源,試圖延長燃煤電廠壽命以滿足電力需求。然而,煤電面臨經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn),清潔能源成本更低。

今年4月歐洲爆發(fā)的史無前例大停電,暴露了歐洲電網(wǎng)的脆弱性,也給其他國家和地區(qū)敲響了警鐘。能源專家警告稱,盡管大規(guī)模停電可能罕見,但沒有哪個(gè)電網(wǎng)是萬無一失的。


5月初,美國內(nèi)政部長、國家能源委員會(huì)主席道格·伯古姆就警告稱,美國最早可能在今年夏天面臨大規(guī)模停電。


伯古姆在接受福克斯新聞采訪時(shí)表示,“美國總統(tǒng)特朗普在上任第一天就宣布能源領(lǐng)域進(jìn)入國家能源緊急狀態(tài),我們?cè)诎l(fā)電方面面臨巨大挑戰(zhàn)”,“我們看到此前在西班牙發(fā)生的停電事件,可能今年夏天就會(huì)在美國發(fā)生”。他補(bǔ)充說道,因?yàn)榘莸钦囊?guī)定讓我們的電網(wǎng)面臨如此大的風(fēng)險(xiǎn)。


6月26日,美國能源部部長克里斯·賴特表示:“僅在過去幾周,我們部門就發(fā)布了四項(xiàng)緊急命令,以阻止可靠電廠的關(guān)閉,這樣我們就可以保證電力供應(yīng),并停止推高電價(jià)。” 賴特警告稱,國家電網(wǎng)已達(dá)到極限,并稱特朗普政府的決定正在積極防止災(zāi)難發(fā)生。


高盛分析師在最新報(bào)告中也指出,隨著極端天氣頻發(fā)與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加速,美國電網(wǎng)正站在崩潰邊緣,今夏多個(gè)地區(qū)或?qū)⒊霈F(xiàn)輪流停電和電價(jià)暴漲現(xiàn)象。


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圖說:特朗普能源主管警告稱,美國電網(wǎng)“已達(dá)到極限”

來源:FOX


事實(shí)上,來自美國內(nèi)政部長和能源部長的警告并非危言聳聽。隨著高耗能的數(shù)據(jù)中心激增以及極端天氣頻發(fā),美國電力短缺風(fēng)險(xiǎn)正在與日俱增。


2024年12月17日,美國電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)北美電力可靠性協(xié)會(huì)(NERC)就警告稱,由于發(fā)電量跟不上人工智能不斷增長的需求,北美電網(wǎng)面臨“嚴(yán)重的可靠性挑戰(zhàn)”。NERC發(fā)現(xiàn),隨著電力需求激增和火電廠退役,未來 10 年北美一半以上地區(qū)面臨能源短缺的風(fēng)險(xiǎn)。


電力需求激增的背后,是人工智能數(shù)據(jù)中心以及建筑和交通電氣化帶來的美國能源消耗的快速增加。


美國能源部預(yù)測,從2023年開始,美國數(shù)據(jù)中心的電力需求(不包括加密貨幣)將每年增加約13-27%,到2028年時(shí)將達(dá)到325-580太瓦時(shí)(1太瓦時(shí) = 10億千瓦時(shí)),占美國總電力需求的6.7%-12%。


根據(jù)白宮的情況說明書,未來五年全國電力消耗預(yù)計(jì)將增長 16%,是一年前預(yù)測增長速度的三倍。白宮指出,美國有 2,700 個(gè)數(shù)據(jù)中心,主要由谷歌、亞馬遜、微軟、Meta 和蘋果等科技巨頭運(yùn)營,2022 年消耗了美國 4% 以上的電力,預(yù)計(jì)到 2030 年將達(dá)到 9%。


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圖說:美國數(shù)據(jù)中心的電力需求

來源:美國能源部、巴克萊


NERC 可靠性評(píng)估和性能分析部主任約翰-莫拉(John Moura)說:"我們看到的需求增長是幾十年來從未見過的。我們的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度跟不上不斷增長的需求。”


高盛分析師Hongcen We等在最新報(bào)告中指出,美國電力需求近年來持續(xù)快速增長,年均增速預(yù)計(jì)將達(dá)到2.5%,至2030年仍將保持高位。


然而,支撐電網(wǎng)穩(wěn)定的“基本盤”——如天然氣和燃煤電廠等可控能源的建設(shè)速度卻嚴(yán)重滯后。與此同時(shí),風(fēng)能和太陽能雖迅速擴(kuò)張,但其受天氣影響大,在用電高峰期難以提供穩(wěn)定支持。


報(bào)告指出,美國今年將跌破行業(yè)建議的20%電力儲(chǔ)備裕度安全線,全國有效備用容量預(yù)計(jì)到2027年將降至令人震驚的14%。一旦儲(chǔ)備裕度低于15%,電網(wǎng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)將急劇攀升。激增的電力需求與滯后的穩(wěn)定電源建設(shè),導(dǎo)致電網(wǎng)備用容量急劇萎縮,美國電網(wǎng)正滑向危險(xiǎn)的臨界點(diǎn)。


高盛分析師預(yù)測,在未來幾個(gè)月內(nèi),由于備用發(fā)電容量嚴(yán)重不足,特別是在PJM(中大西洋地區(qū))、MISO(中西部地區(qū))以及ERCOT(德克薩斯州)等主要電網(wǎng)區(qū)域內(nèi),供電短缺可能會(huì)引發(fā)輪流停電現(xiàn)象。此外,這種情況下電價(jià)極有可能出現(xiàn)大幅度上漲,進(jìn)一步加重消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。”


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圖說:美國電網(wǎng)未來5年風(fēng)險(xiǎn)情況統(tǒng)計(jì)

來源:NERC


當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月7日,美國能源部發(fā)布了最新的美國電網(wǎng)可靠性和安全性評(píng)估報(bào)告。報(bào)告稱,由于人工智能(AI)導(dǎo)致電力需求激增,如果供應(yīng)商未能在高峰需求期間增加電力容量,美國停電次數(shù)可能在五年內(nèi)翻倍。


美國能源部在報(bào)告中說,如果按計(jì)劃關(guān)閉電廠,而沒有新電廠取代它們,停電次數(shù)可能在五年內(nèi)增加100%。“繼續(xù)目前的路線將損害美國的經(jīng)濟(jì)增長、國家安全和在新興技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,”報(bào)告寫道。


該報(bào)告支持特朗普總統(tǒng)的觀點(diǎn),即支持煤炭發(fā)電并反對(duì)可再生能源發(fā)電。美國能源部還將風(fēng)能和太陽能描述為不可靠的,是“過去政府激進(jìn)的綠色議程”的一部分。


與此同時(shí),美國能源部一直在利用緊急權(quán)力延長燃煤電廠和其他電廠的壽命,理由是擔(dān)心電力短缺,因?yàn)榻o人工智能模型提供動(dòng)力的數(shù)據(jù)中心需要更多的電力供應(yīng)。


美國能源部部長克里斯·賴特在一份聲明中說:“如果我們想要保持照明,贏得人工智能競賽,并防止電價(jià)飆升,美國必須釋放美國的能源。”


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圖說:美國能源部發(fā)布電網(wǎng)可靠性和安全性評(píng)估報(bào)告

來源:美國能源部


事實(shí)上,面對(duì)日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),美國總統(tǒng)特朗普上任后便通過多項(xiàng)行政措施試圖大力恢復(fù)美國電網(wǎng)的可靠性。特朗普就職當(dāng)天,白宮在美國進(jìn)入國家能源緊急狀態(tài)的備忘錄中就指出,美國能否保持技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)先地位,取決于可靠的能源供應(yīng)和國家電網(wǎng)的健全性。


當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月8日,美國總統(tǒng)特朗普簽署總統(tǒng)行政令《強(qiáng)化電網(wǎng)可靠性與安全性》,試圖以制度性變革應(yīng)對(duì)美國電力系統(tǒng)深層次危機(jī)。該命令旨在利用所有可用的發(fā)電資源,包括安全和冗余的燃料供應(yīng),確保美國電網(wǎng)的可靠性和安全性。


當(dāng)天,特朗普簽署的另一項(xiàng)旨在增加美國國內(nèi)能源產(chǎn)量(即煤炭產(chǎn)量)的行政命令同時(shí)發(fā)布。


關(guān)于電網(wǎng)可靠性和煤炭復(fù)興的兩項(xiàng)命令都圍繞著滿足美國日益增長的數(shù)據(jù)中心和人工智能等技術(shù)需求。特朗普表示,盡管這些技術(shù)帶來的電力需求威脅著電網(wǎng)穩(wěn)定,但煤炭成本低廉、儲(chǔ)量豐富,能夠滿足日益增長的電力需求。


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圖說:美國科曼奇燃煤發(fā)電廠

來源:Getty Images


特朗普希望重振美國煤炭產(chǎn)業(yè),為高能耗的數(shù)據(jù)中心提供電力,并提升電網(wǎng)的可靠性。然而現(xiàn)實(shí)中,煤電正面臨著經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)。智庫“能源創(chuàng)新”計(jì)算得出,美國現(xiàn)有99%的煤炭發(fā)電廠的維持成本高于淘汰燃煤電廠并用太陽能、風(fēng)能和電池替代的成本。


同時(shí),根據(jù)美國能源信息署的估計(jì),燃煤發(fā)電的成本也可能比清潔能源高出三到四倍。新增燃煤發(fā)電成本為每兆瓦時(shí)89美元,而陸上風(fēng)電成本為31美元,太陽能成本為23美元。


自然資源保護(hù)委員會(huì)(Natural Resources Defense Council)負(fù)責(zé)電力事務(wù)的董事總經(jīng)理Kit Kennedy說:“更多的清潔能源將使美國電網(wǎng)更強(qiáng)大、更可靠、更有彈性,同時(shí)為消費(fèi)者節(jié)省電費(fèi)。救助老舊骯臟的化石燃料發(fā)電廠意味著更高的成本和更不可靠的電網(wǎng)。”


在電網(wǎng)可靠性和安全性評(píng)估報(bào)告發(fā)布前不久,特朗普的“大而美”法案剛剛上線,該法案計(jì)劃逐步取消風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能電池板的稅收抵免,標(biāo)志著美國向清潔能源的轉(zhuǎn)變?cè)庥鰢?yán)重挫折。


《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志于7月5日發(fā)表文章嚴(yán)厲批評(píng)特朗普的能源政策,文章認(rèn)為:特朗普對(duì)化石燃料抱著懷舊情結(jié),忽視了可再生能源在創(chuàng)造更豐富的能源供應(yīng)方面的潛力。在人工智能通用模型(AGI)的競賽(某種程度上也是對(duì)訓(xùn)練大模型所需電力的競賽)如火如荼開展之際,這顯得尤為愚蠢。


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