AI數(shù)據(jù)中心熱潮重塑美國電力供應(yīng)鏈

Wood Mackenzie最新分析預(yù)測，隨著超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)持續(xù)提速，美國數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)備市場規(guī)模將從目前約200億美元擴(kuò)張至2030年的650億美元，主要增長動力來自變壓器、開關(guān)設(shè)備及配電系統(tǒng)的旺盛需求。

數(shù)據(jù)中心行業(yè)曾經(jīng)只是電氣設(shè)備需求中的一個(gè)小眾細(xì)分市場，如今正成為舉足輕重的采購主力，其規(guī)模已足以重塑整個(gè)供應(yīng)鏈的產(chǎn)能、定價(jià)和交貨周期。

Wood Mackenzie研究總監(jiān)本·布歇爾在接受采訪時(shí)表示，此輪擴(kuò)張同時(shí)受到容量增長與價(jià)格壓力的雙重驅(qū)動。美國數(shù)據(jù)中心容量預(yù)計(jì)將從2026年的約24GW增長至2030年的100GW，屆時(shí)數(shù)據(jù)中心與公用事業(yè)部門將在同一電氣設(shè)備資源池中展開激烈競爭。

電氣設(shè)備成為建設(shè)瓶頸

制約已經(jīng)蔓延至物理基礎(chǔ)設(shè)施層面。

Wood Mackenzie估計(jì)，到2030年，數(shù)據(jù)中心將占美國新增用電負(fù)荷的約68%。滿足這一需求不僅需要發(fā)電端的增長，還需要能夠降壓、調(diào)節(jié)并將電力輸送至機(jī)架的各類設(shè)備。

變壓器年需求量預(yù)計(jì)將從目前約1500臺增長至本十年末的逾9000臺，開關(guān)設(shè)備、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及配電單元（PDU）也將呈現(xiàn)類似的增長態(tài)勢。

布歇爾表示，變電站變壓器的交貨周期已從2023年的約140周延伸至2026年的逾160周。

開關(guān)設(shè)備的交貨周期雖然維持在約一年左右，但相較歷史正常水平仍明顯偏長。

這一需求激增與漫長的制造周期正面碰撞。項(xiàng)目或許已完成審批、獲得融資并部分開工建設(shè)，卻仍因等待電氣設(shè)備而陷入停滯。

超大規(guī)模需求扭曲供給格局

Wood Mackenzie預(yù)計(jì)，到2030年數(shù)據(jù)中心在美國電氣設(shè)備總需求中的占比可能高達(dá)40%，而歷史上這一比例長期處于個(gè)位數(shù)水平。

這一轉(zhuǎn)變將采購話語權(quán)集中在少數(shù)幾家超大規(guī)模采購商手中。公用事業(yè)公司、工業(yè)運(yùn)營商和可再生能源項(xiàng)目如今都在爭搶同一批變壓器和開關(guān)設(shè)備資源。

這不僅僅是價(jià)格競爭問題，更是一場資源分配危機(jī)。

擁有雄厚資本和長期采購策略的大型數(shù)據(jù)中心開發(fā)商，正在更早、更大批量地鎖定供應(yīng)；而規(guī)模較小的買家乃至公用事業(yè)公司，則面臨更長的排隊(duì)周期和更多的不確定性。

從立項(xiàng)到兆瓦的漫長之路

美國新增數(shù)據(jù)中心容量面臨的核心問題已不只是規(guī)劃了多少電力，而是將電力實(shí)際交付到位需要多長時(shí)間。

在PJM互聯(lián)區(qū)域，根據(jù)PJM數(shù)據(jù)及相關(guān)文件，2025年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營的項(xiàng)目在并網(wǎng)隊(duì)列中的平均等待時(shí)間約為八年。

PJM此后對流程進(jìn)行了全面改革，轉(zhuǎn)向以集群為基礎(chǔ)的新體系，旨在加快項(xiàng)目推進(jìn)，但即便如此，根據(jù)系統(tǒng)影響程度不同，并網(wǎng)研究仍需耗時(shí)一至兩年。隊(duì)列中的需求仍在持續(xù)攀升：自2023年以來，PJM已收到數(shù)百吉瓦的發(fā)電并網(wǎng)申請，其中大部分容量仍在等待研究評估。

這一現(xiàn)象并非PJM獨(dú)有。在德克薩斯州電力可靠性委員會（ERCOT）管轄區(qū)，與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的大型負(fù)荷申請已累計(jì)達(dá)到數(shù)百吉瓦。各地區(qū)電力公司正在對單個(gè)規(guī)模在100MW至500MW之間的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目進(jìn)行評估，而多期園區(qū)的用電需求更是推進(jìn)到吉瓦級別。即便獲批之后，建設(shè)周期還會進(jìn)一步延長，在某些情況下，為園區(qū)通電所需的大型電力變壓器交貨周期長達(dá)數(shù)年。

最終結(jié)果是，項(xiàng)目宣布與項(xiàng)目通電之間的差距越來越大。

分階段推進(jìn)成為應(yīng)對之策

開發(fā)商正在以分階段開發(fā)的方式加以應(yīng)對——分批將站點(diǎn)投入運(yùn)營，同時(shí)等待輸電升級和變電站建設(shè)的跟進(jìn)。

電網(wǎng)策略公司總裁羅布·格拉姆利奇表示，多重因素正在疊加，共同拖慢交付進(jìn)度。

他表示："大型數(shù)據(jù)中心需要大量要素同時(shí)到位，以及對現(xiàn)場所有環(huán)節(jié)與電網(wǎng)連接進(jìn)行極為復(fù)雜的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。電網(wǎng)容量不足是并網(wǎng)流程延誤的主要根源。當(dāng)容量充裕時(shí)，并網(wǎng)往往快速且低成本。"

他還補(bǔ)充道，電氣設(shè)備供應(yīng)緊張和本地選址問題正在成為新的壓力點(diǎn)。"如果大型負(fù)荷關(guān)稅設(shè)計(jì)得當(dāng)，有助于對系統(tǒng)處理申請的能力進(jìn)行合理配置，并將基礎(chǔ)設(shè)施資源集中在最具推進(jìn)條件的項(xiàng)目上。在過去五年里，我們在發(fā)電側(cè)一直這樣做，現(xiàn)在需要將同樣的思路應(yīng)用到負(fù)荷側(cè)。"

布歇爾表示，制約因素并非單一。"正是電力限制與設(shè)備緊缺的共同作用，影響著數(shù)據(jù)中心的建設(shè)進(jìn)度。"他指出，即便通過表后發(fā)電方式繞過并網(wǎng)隊(duì)列，渦輪機(jī)和電氣設(shè)備的漫長交貨周期仍然限制了項(xiàng)目的推進(jìn)速度。

設(shè)計(jì)與采購隨之調(diào)整

運(yùn)營商正在改變基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和采購方式。

施耐德電氣數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新副總裁史蒂夫·卡利尼表示，受勞動力短缺和機(jī)架密度持續(xù)攀升的雙重驅(qū)動，需求正在向預(yù)制電氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。"由于電氣和暖通空調(diào)領(lǐng)域的熟練勞動力短缺，加之在如此高密度條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)的難度極大，我們正在看到向預(yù)制化方向的重大轉(zhuǎn)變。"

隨著新型加速計(jì)算系統(tǒng)將機(jī)架功率推向200kW乃至更高，機(jī)架密度正在迅速攀升，迫使電氣和冷卻設(shè)計(jì)同步革新。

卡利尼表示，運(yùn)營商也在將采購節(jié)點(diǎn)大幅提前，提早數(shù)年鎖定供應(yīng)。"供應(yīng)容量協(xié)議或?qū)嶋H訂單會提前數(shù)年下達(dá)，主要針對UPS（不間斷電源）和開關(guān)設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備，"他說，這種方式有助于保障交貨周期和價(jià)格穩(wěn)定性。

電力供應(yīng)比設(shè)備短缺更為關(guān)鍵

盡管設(shè)備交貨周期不斷延長，卡利尼仍將目光指向一個(gè)更為根本的制約因素：電力接入。

"迄今為止，制約數(shù)據(jù)中心部署的首要瓶頸是主電源接入問題，"他說。

在施耐德電氣2025年對149名行業(yè)受訪者開展的調(diào)查中，公用事業(yè)容量和輸電約束被列為最大障礙，有92%的受訪者提及這一問題，其次是審批許可、光纖接入和芯片可用性。

設(shè)備短缺會拖慢項(xiàng)目進(jìn)度，但電網(wǎng)接入才是決定項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。

制造產(chǎn)能加速擴(kuò)張

卡利尼對當(dāng)前設(shè)備交貨周期將長期固化的觀點(diǎn)提出了異議。

"最大的誤解，是認(rèn)為當(dāng)下的交貨周期不會改變，"他說，同時(shí)指出大型電力系統(tǒng)仍然需要定制化工程設(shè)計(jì)和專業(yè)化裝配。

施耐德電氣正在擴(kuò)大本土制造規(guī)模、推進(jìn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，以改善交貨周期，同時(shí)引入AI驅(qū)動的制造效率提升手段。該公司已承諾在2027年前向美國投入逾7億美元，用于擴(kuò)大電力系統(tǒng)生產(chǎn)能力。

盡管如此，供應(yīng)鏈仍在追趕一個(gè)不斷移動的目標(biāo)：制造產(chǎn)能在擴(kuò)張，AI驅(qū)動的需求也在同步攀升。

從立項(xiàng)到通電，這個(gè)時(shí)鐘已成為一切的基準(zhǔn)，所有進(jìn)程都在它的節(jié)拍上運(yùn)轉(zhuǎn)。

Q&A

Q1：美國數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)備市場未來幾年會有多大增長？

A：根據(jù)Wood Mackenzie的最新分析預(yù)測，美國數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)備市場規(guī)模將從目前約200億美元大幅擴(kuò)張至2030年的650億美元。推動這一增長的核心驅(qū)動力包括變壓器、開關(guān)設(shè)備及配電系統(tǒng)的旺盛需求，以及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)的持續(xù)加速。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心在美國電氣設(shè)備總需求中的占比預(yù)計(jì)將從歷史上的個(gè)位數(shù)水平攀升至約40%。

Q2：變壓器和開關(guān)設(shè)備的交貨周期現(xiàn)在有多長？

A：目前變電站變壓器的交貨周期已從2023年的約140周延伸至2026年的逾160周，部分大型電力變壓器的交貨周期甚至長達(dá)數(shù)年。開關(guān)設(shè)備的交貨周期雖然維持在約一年左右，但相較歷史正常水平仍明顯偏長。這種供應(yīng)緊張局面導(dǎo)致許多數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目即便完成審批、獲得融資并部分開工，仍因等待電氣設(shè)備而陷入停滯。

Q3：數(shù)據(jù)中心開發(fā)商如何應(yīng)對電氣設(shè)備短缺和電網(wǎng)接入瓶頸？

A：開發(fā)商主要采取以下幾種應(yīng)對策略：一是分階段推進(jìn)項(xiàng)目，分批將站點(diǎn)投入運(yùn)營以降低單次資源需求壓力；二是大幅提前采購節(jié)點(diǎn)，提早數(shù)年鎖定關(guān)鍵設(shè)備如UPS和開關(guān)設(shè)備的供應(yīng)；三是轉(zhuǎn)向預(yù)制電氣系統(tǒng)，以應(yīng)對熟練勞動力短缺和高密度建設(shè)難題。此外，施耐德電氣等主要設(shè)備廠商也在積極擴(kuò)大本土制造規(guī)模，并引入AI驅(qū)動的制造效率提升手段。