AI 競賽迫使公用事業公司從歐洲電網中擠出更多電力容量

隨著全球 AI 實驗室對算力的需求持續增長，歐洲各國正競相投入新的數據中心。主要的限制因素在於能源——具體來說，是輸送能源的能力。

電力專家表示，雖然歐洲有望產生足夠的能源，但電網營運商普遍缺乏將電力輸送到目的地所需的基礎設施。這正限制著電網容量，進而限制了在不冒停電風險的情況下，能夠接入電網的耗能型新數據中心的數量。

負責營運英格蘭和威爾斯輸電網絡的英國國家電網公司（National Grid）表示，申請接入其電網的擬建數據中心電力需求已超過 30 吉瓦（GW），這相當於大不列顛島尖峰需求的三分之二。即便考慮到其中部分數據中心可能永遠不會建成，目前的空間也已不足以容納它們。

等待接入許可的漫長過程正導致一些數據中心項目流產，這損害了歐洲試圖從 AI 實驗室數千億美元算力支出中分一杯羹的雄心。電網優化公司 Neara 的總經理 Taco Engelaar 聲稱：「在整個歐洲，由於無法接入電網，許多項目正被取消。」

在政府要求疏通瓶頸的壓力下，電網營運商正嘗試各種方法，試圖從現有網絡中榨取額外容量——從更換電線使用的金屬、繞過擁塞區域，到根據天氣狀況的變化動態調整電線的輸電量。

「沒有單一的簡單解決方案，」英國國家電網公司旗下風險投資部門 National Grid Partners 的總裁 Steve Smith 表示，「你必須多管齊下。」

排隊等待加入英國電網的數據中心數量在 2024 年底開始迅速膨脹，大約就在政府將其指定為「關鍵國家基礎設施」之時。根據英國能源監管機構 Ofgem 的數據，自那時起，接入申請已「遠遠超過了最雄心勃勃的預測」，排隊規模翻了三倍。Smith 說：「我們知道交通和供暖電氣化會帶來新一波需求，現在又疊加了 AI。」

一個顯而易見的解決方案是建造新的輸電線路，但這既昂貴又緩慢。根據開發規模的不同，考慮到潛在的規劃問題、法律異議、供應鏈和勞動力瓶頸以及施工，建造新的輸電基礎設施可能需要 7 到 14 年的時間。Ofgem 戰略規劃與接入副總監 Jack Presley Abbott 表示：「把設備埋入地下、連接起來、派線路工上去完成所有工作，都需要時間。」

英國特殊的地理環境帶來了進一步的挑戰。英國很大比例的可再生能源產自蘇格蘭和英格蘭北部，而能源消耗（包括數據中心）則集中在國家的另一端，即人口更稠密的南部。同時，英國西側崎嶇的地形意味著輸電線路必須沿著東部陸地或離岸佈設，這限制了網絡擴張的選擇。

在此背景下，英國國家電網公司正在實驗一些可以事後應用的技術，以榨取電網的更多容量，並可能允許更多數據中心接入。Smith 說：「願意付費使用網絡的大型客戶是非常棒的。訣竅在於，你是否能找到無需建造大量新基礎設施就能連接他們的方法？」

根據英國國家電網公司的說法，最有前景的選擇之一是名為「動態線路額定值」（Dynamic Line Rating, DLR）的感測器系統，該系統會根據當地天氣條件調整輸電線路的電量。當更多能量（以及熱量）通過電線時，電線會因受熱下垂而更接近地面，可能造成危險。但在寒冷多風的日子，環境冷卻效應允許更多能量安全通過，從而增加線路的容量。

Engelaar 聲稱：「許多營運商對線路流量的假設非常保守。我們認為英國約四分之三的網絡有能力輸送更多能源。線路熱量的相對小幅增加，就能轉化為能量吞吐量的大幅提升——這是非線性的。」

一項歐盟研究發現，通過應用 DLR 等「電網增強技術」，營運商可將整體網絡容量提高多達 40%，理論上能為數據中心和其他大型電力需求源騰出接入空間。

然而，雖然英國國家電網公司計劃在未來兩年內將 DLR 部署到許多最繁忙的線路上，但到目前為止，該技術僅應用於 275 公里的線路。Smith 說：「我們很想快步前進、打破常規，但如果我們那樣做，燈就會熄滅（停電）。」

同樣地，在數據中心需要最大能量來冷卻硬體的時候（例如熱浪期間），在電網上輸送更多能量未必安全。斯特拉斯克萊德大學電力工程教授、英國能源研究中心聯席主任 Keith Bell 表示：「這與你想要的正好相反。在炎熱的日子裡，他們的需求會更高，但你的網絡容量卻更低。」

英國國家電網公司旨在通過將 DLR 與其他技術結合來緩解這一影響，例如允許能量繞過擁塞線路的技術，以及讓數據中心根據全國需求的峰谷靈活調整功耗的技術——在電網壓力大時減少能源使用或轉用現場電池。傳統數據中心要求提供不間斷的算力，這意味著它們以前被電網營運商視為不容妥協的電力需求源。但試驗數據表明，AI 數據中心的工作負載雖然極其耗能，但更具間歇性，或許能在不中斷基本任務的情況下進行調整。Smith 聲稱：「AI 數據中心的關鍵解鎖在於靈活性。如果超大規模數據中心能在我們需要的時段提供靈活性……[它] 將能更快獲得連接。」

要確定電網增強技術何時能產生實質性的容量增長，以及能從網絡中榨取多少額外電力，是一門不精確的科學。英國國家電網公司估計，在過去五年中，通過結合電網增強技術以及將舊線路更換為導電性更強的新線路，它已將網絡容量擴大了 16GW。

這套技術可以作為過渡方案，在開發額外輸電基礎設施的同時允許更多需求源接入，但這一想法也受到現實規則的阻礙：目前的規定使英國國家電網公司無法在電網接入規劃決策中將數據中心的靈活性納入考量。

容納 AI 數據中心所需的大部分網絡容量增長，最終仍需來自新建的基礎設施。英國國家電網公司網絡架構與創新主管 David Adkins 表示：「我們計劃在未來五年內將網絡流量翻倍，這需要干預——需要建造架空線路。我們將需要建造更多的實體基礎設施。」

與此同時，為了縮減臃腫的電網接入排隊名單，Ofgem 正在準備改革，旨在從投機 AI 的開發商提出的方案中，篩選出最可行且最嚴肅的提案。監管機構還威脅要對未能增加網絡容量和未能在截止日期前完成接入的電網營運商處以罰款。

Presley Abbott 說：「儘早接入，這就是遊戲的關鍵，對吧？我們需要盡快連接這些數據中心，以獲得競爭優勢。」