【整理：柳鑫荻（国科大经管学院研究生）；原报告： Accenture（埃森哲）报告《为美国数据中心的未来提供动力：电力供应商如何克服瓶颈并加速增长Powering the future of US data centers : How electricity providers can overcome bottlenecks and supercharge growth》；源自：图灵财经《埃森哲：数据中心的未来》2025.03】

摘要

数据中心电力需求的预期激增可能导致基础设施瓶颈，阻碍行业增长和技术进步。为此，电力供应商必须重新思考商业模式，拥抱新兴技术，并应对复杂的监管环境，以确保可靠且可扩展的能源供应，为未来的技术发展提供动力。  

过去十年，数据中心市场经历了前所未有的增长，且有望进一步扩张。这种高强度、空间集中的增长正在重塑能源格局，加剧了公用和非公用电力供应商的压力——他们需要提供持续、可靠的电力，确保数据中心全天候运行。除了现有服务，这种24小时能源供应对生成式人工智能和新技术能力的发展也至关重要。  

除了支持计算所需的大量电力外，数据中心庞大的冷却需求进一步加剧了能源消耗，给本已紧张的电力基础设施增加了另一层复杂性。这些障碍与不断增长的能源需求共同促使客户探索传统数据中心电源的替代方案，包括现场和表后供电等方式，但两者都面临独特的技术和监管挑战。  

我们的预测表明，尽管超大规模科技公司青睐可再生能源，但仅凭现有能源无法满足日益增长的需求，这迫使超大规模企业调整策略，探索替代能源选项以补充可再生能源。基于天然气的发电和小型模块化反应堆的核能等能源将在未来的能源结构中发挥关键作用。然而，确保新电源与数据中心电网的无缝连接至关重要。此外，尽管传统上发电集中于美国东西海岸的需求中心附近，但数据中心目前正聚集在提供经济可靠电力和其他战略优势的地区。  

电力供应商必须重新构想传统方式，并为短期、中期和长期的成功采取一系列新的建议行动。这需要大胆脱离常规业务模式，转向电网现代化，拥抱新兴技术，并与超大规模企业和监管机构建立更深入的合作伙伴关系。  

在本报告中，我们探讨了美国数据中心市场激增带来的挑战，以及电力供应商可采取的措施，以解决迫在眉睫的瓶颈问题，并为技术未来提供动力。这不仅将满足不断增长的需求，还将推动供应商自身的增长。

跟上数据中心的能源需求

人工智能与云计算的迅速普及、消费者数据服务的增加，以及计算技术的演进，是推动需求激增的关键因素。

到 2033 年，美国数据中心可能消耗16-23%的电力。2023 年，美国数据中心耗电量为 176 太瓦时（TWh），到 2030 年可能增至413-509 TWh。

这一增长主要由支持高级人工智能的数据中心推动，到 2030 年，生成式人工智能可能占整体需求激增的40%，而先进 AI 数据中心或占总需求的70%。

平衡瓶颈与业务发展

数据中心倾向于选址在兼具多重优势的地区 —— 从经济激励、土地可获得性，到可靠的公用事业互联和强大的光纤连接，运营商在选址时往往寻求尽可能多的有利条件。但数据中心的地理分布失衡，导致部分地区不堪重负，另一些地区则未被充分利用。

2023 年，美国 80%的数据中心电力消耗集中在 15 个州。

电力供应商必须采取定制化策略，包括本地化电网升级，以应对区域需求激增，同时确保全国范围内的能源分配均衡。这需要在缓解局部瓶颈与推动整体业务增长之间找到平衡，避免资源错配并提升能源利用效率。

图1：美国主要传输地区的

数据中心需求增长

未来趋势预测

即使在最低增长情景下，仅靠效率提升也无法满足数据中心驱动的能源需求激增。以下多重不可预测因素将影响需求：

数据处理需求持续攀升：人工智能、边缘计算、量子计算以及加密货币挖矿的数据处理需求正加速增长。

可持续性压力加剧：更严格的监管、对可再生能源的直接投资等因素，推动对绿色能源的需求。

供应链中断风险：地缘政治紧张和资源短缺可能导致供应链中断，阻碍数据中心发展。

技术演进驱动转型：供需两端的技术革新将持续，未来技术平台需要供应商具备根据需求在不同能源之间灵活切换的能力。

全球人才短缺：基础设施建设、运营和可持续性领域的人才短缺可能减缓行业增长。

短期建议

电力供应商可以从以下方面入手，帮助应对当前的挑战：

利用人工智能和机器学习，通过实时、自动的负荷优化、能源需求预测和个性化响应，加强需求响应。

与超大型企业合作，帮助他们了解公用事业的长期规划工作。确定具有电力、光纤、水和冷却等基础设施能力和资源的地点，以及具有可再生能源集成潜力的地点。

通过简化数据中心与电网的连接流程来缩短互联时间，通过合作提高监管机会，并通过鼓励可持续发展的经济激励措施来加强经济战略。

中期建议

优化现有发电厂，采用多样化的清洁能源解决方案，增加对可再生能源和储能的投资，以确保稳定的供应和模块化、可扩展的容量，满足未来需求。

通过优化现有基础设施、利用智能技术加快现代化进程、为全面升级分配资本支出以支持更大的能源负荷并防止出现瓶颈，从而提高电网容量和韧性。

在低增长情况下提供量身定制的增值服务，在需求增加时扩大定制的绿色能源解决方案，在高增长情况下实施实时能源管理解决方案，以提供可靠、按需的电力。

简化流程以减少延误，加强与地方政府和利益相关方的合作，扩大财政激励措施以促进可再生能源、能源效率和可持续基础设施的发展。

针对未开发地区的长期建议

在可再生能源完全实现零排放之前，探索提供可靠能源供应（如天然气）的机会，并强调稳定的费率设计和全天候弹性服务，以确保数据中心可预测的运营成本。

宣传服务区域的地理优势——经济适用的土地、低 FEMA 风险指数、靠近主要网络互连点、凉爽的水源——以吸引数据中心寻求最佳运营地点。

评估与数据中心和高消耗客户合作的机会。合作开发可靠的能源网，提供冗余电源、最先进的传输设施以及中间数据和光纤连接。