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抢电这件事,快比省重要得多

现在建 AI 数据中心,早一个月通电,比用高效机组省下的那点燃气钱重要得多。电费在整座机房的账单里只占很小一块,大头全是贵得吓人的 GPU。开发商宁可买效率低、烧气凶的发电设备,也要抢在别人前面把卡点亮。至于电网那条排了几百吉瓦的长队,按 SemiAnalysis 的估算,真有地块撑着的只有一成多,剩下的大多是开发商同时报好几块地留下的重复申请。

上一篇算过,模型怎么服务用户决定了机柜要吃多少显存和电力。可等你真把几万张卡买回来,马上就会撞上一堵更硬的墙。卡到了,电没到。

2025 年底,微软 CEO Satya Nadella 在和 Sam Altman 同台的一期 BG2 播客里说了句大实话。他说微软手里压着一批已经到货的 AI 芯片,根本插不上电。当时卡住微软的早就不再是芯片缺货了。真正缺的是通了电、做好了散热、随时能塞机柜的机房外壳(warm shells)。

一张顶级显卡躺在仓库里吃灰,一分钱都赚不回来。为了早点接上电,开发商在电网排队、自建电厂和跨州拉线上干出了很多以前想不到的事。

电网门口排着 474 GW 的队,真拿到通电批准的不到 10 GW

按过去几十年的老规矩,建数据中心用电都是找当地电网接入。电网的电又便宜又稳。机房自己搭一套备用柴油发电机就够了。但这一轮 AI 扩建把老规矩撞碎了,因为并网排队(interconnection queue)越排越长。

拿得克萨斯州来看。得州电网归得州电力可靠性委员会(ERCOT,Electric Reliability Council of Texas)管。在 ERCOT 的规矩里,单个园区申请 75 MW 以上的用电就叫大负荷(large load)。

这条队涨得非常猛。2025 年 12 月,ERCOT 的大负荷排队总量还是 233 GW 左右。到了 2026 年 3 月就冲到约 410 GW。再到 2026 年 6 月,排队申请总量已经飙到了约 474 GW(Kian 课件图表上的数字是 474.7 GW)。这里面大约 90% 全是数据中心。要知道,整个得州电网在 2026 年 7 月创下的历史最高用电峰值也就 91 GW 左右。光排队要电的总量,就已经是整个得州电网历史峰值的 5 倍还多。

可如果你把这 474.7 GW 的申请按进度拆开看,大部分连第一步都没走完。按 Kian 展示的 ERCOT 2026 年 6 月阶段分布图,里面有 284.3 GW 连初步的电网评估报告都还没交。拿到批准或者走到更后期的只有 55 GW。那最后真正拿到通电批准的有多少呢?截至 2026 年中,只有个位数吉瓦。ERCOT 自己公布的数字,到 2026 年 8 月是 9.46 GW。而且 ERCOT 算这个数,用的是每个园区历史上用电最高的那一刻,平时实际用的电还要少。

为什么排队数字会虚胖成这样?因为以前排队的门槛太低了。每个候选地块周围的变电站和输电线情况都不一样,电网公司必须按具体地块做接入评估。假设一个开发商手里有 1 GW 的建机房预算,同时在看 3 块地。为了看哪块地通电最快,他会给这 3 块地各交一份 1 GW 的并网申请。等最快的那块地批下来,他就把另外两份撤掉。开发商心里只想建 1 GW,电网账面上却记了 3 GW。

行研机构 SemiAnalysis 在 2026 年 6 月估算过,他们追踪的项目里,哪些排队申请背后真有实际的地块。查下来的结果是,在当时追踪的约 357 GW 数据中心排队量里,真正有实体场地支撑的只有 45.4 GW,占大约 13%。剩下的约 311 GW,他们没找到实际场地。算下来大概每 8 GW 的排队容量里,只有 1 GW 背后有块真地。Kian 的意思是,拿这几百吉瓦去证明 AI 泡沫有多大的人,得先想想里面有多少是重复报的单。

得州监管机构也被这套乱象搞烦了。得州公用事业委员会(PUCT)根据 2025 年 6 月签署的参议院第 6 号法案(SB 6),在 2026 年 9 月 18 日通过了新规(16 TAC §25.194)。这条新规在 2026 年 10 月 8 日正式生效,立下了两条硬规矩。第一,开发商必须证明自己真拿下了那块地。如果把同一份需求同时报在了别的地方,也必须如实披露。第二,凡是申请 75 MW 以上的项目,做评估前必须先交 10 万美元($100,000)的固定评估费,还要按每兆瓦 5 万美元($50,000/MW)交保证金。你想排一个 1 GW 的队,就得先掏出 5,000 万美元($50M)押在那。

Kian 觉得这招能挤掉不少水分,但也算不上万能药。他的理由是,项目走到很后期之前,这笔保证金大部分还能退回来。他当时猜测,赶在 10 月 8 日新规生效前会有一波抢报高潮,之后排队数字就会往下缩。

Kian 没提的是,得州在这之前已经动手了,而且动静更大。ERCOT 在 2026 年 7 月 10 日就关掉了旧的零散申报通道,改成了按批次集中审批的「零号批次」(Batch Zero)机制。紧接着在 2026 年 8 月 3 日,得州州长 Abbott 直接下令对所有 75 MW 以上的数据中心申请做全州大审计。ERCOT 当场暂停了这类大负荷的通电审批,要求所有核查报告在 2026 年 12 月 10 日前交齐。州政府亲自下场查账,我觉得至少说明官方自己也不信这条队伍上的数字。

美国最大的区域电网 PJM(覆盖 13 个州加华盛顿特区)也是一样的剧本。在 PJM 辖区里,数据中心得找当地的供电公司签合同,比如弗吉尼亚州的 Dominion Energy。

Dominion 的合同分成了越绑越紧的 3 个阶段。第 1 阶段叫工程评估函(ELOA)。客户花钱请电网做评估,算完不想建随时可以走人。第 2 阶段叫施工授权函(CLOA)。电网开始买设备动工,客户如果中途反悔,只需要赔电网已经花掉的钱。第 3 阶段才是正式的供电服务协议(ESA),签了字就得按合同掏钱。

截至 2026 年 7 月,Dominion 手里签下的数据中心排队总量高达 53.8 GW,Kian 说这是 2023 年 7 月的 3 倍多。拆开看,里面有 32.4 GW 还在第 1 阶段的工程评估函,9.4 GW 在第 2 阶段的施工授权函,真正签死供电协议的是 12 GW。而 Dominion 电网里数据中心实际用掉的峰值电力,2025 年大约 4 GW,到 2026 年 8 月也才 4.8 GW。签下的合同量是实际用电的 11 到 13 倍。

等不起电网,开发商干脆自己建电厂

一边是几十上百吉瓦的排队名单把电网审批堵死,另一边是仓库里的显卡天天在贬值。开发商为了早点开机,开始想办法绕开传统电网流程。

第一个办法是分期通电(phased energization)。你要建一个 1 GW 的大园区,要是死等到全部 1 GW 的电力设施都建好才开机,那就太晚了。聪明的做法是建好 50 MW 就先通 50 MW 的电,让第一批卡先跑起来赚钱。比如基建商 Applied Digital 在北达科他州 Ellendale 建的 Polaris Forge 1 园区,租给 GPU 云厂商 CoreWeave 用。他们在 2025 年 10 月 27 日先把第一期 50 MW 通上电交付。不到一个月后的 11 月 24 日,他们又把容量扩到了 100 MW。

第二个办法是改供电模式。Kian 把数据中心的供电方式分成了 4 种。

数据中心供电的 4 种方式:纯电网供电;并网自备结合,自己发电、高峰从电网买;只发不买,全靠自建电厂、多余的电卖给电网;孤网运行,完全不接大电网数据中心供电的 4 种方式:纯电网供电;并网自备结合,自己发电、高峰从电网买;只发不买,全靠自建电厂、多余的电卖给电网;孤网运行,完全不接大电网

第 1 种是纯电网供电(grid supply)。平时全靠电网,自己只备柴油机防断电。这是 AI 爆发前的标准做法,现在因为排队太久,越来越难走了。

第 2 种是并网自备结合(grid parallel)。园区自己建燃气电厂,同时连着电网。比如一个峰值要 1 GW 的园区,保底负载是 500 MW。那就可以自己建一座 500 MW 的燃气电站扛平时的基本盘,等白天用电冲上高峰时再从电网买电补缺口。反过来也行。如果电网只批给你 100 MW 的接入额度,你自己再装 2 台 500 MW 的发电机组,园区照样能扩到 1 GW 以上。那 100 MW 的电网连接就退下来当备用电源。

第 3 种被 Kian 叫作只发不买(export only)。园区全靠自建电厂供电,一度电都不从电网买,反过来把多发出来的电卖给电网。因为出了故障电网不会救你,你的自建电厂必须留足富余量。比如 1 GW 的机房得配 1.5 GW 的发电机组,内部还要做足冗余。

第 4 种是彻底孤网运行(islanded),也就是完全脱离大电网的表后供电(behind the meter,简称 BTM)。所有电都在园区围墙里面自己发、自己用。Kian 认为,只要你手里有现成的发电机组,孤网通常是上线最快的一条路,但多半也是最贵的一条路。而且在大电网里(比如 ERCOT),哪怕有 1 座电厂突然跳机,电网里还有 1,460 多台其他发电机组能瞬间顶上。孤网园区没有大电网兜底。负载一抖或者机组一喘,就得靠现场配的大电池和电容自己硬扛。

在实际工程里,现在最流行的是把这几种模式串起来用,行话叫「过渡电源」(bridge power)。趁着电网并网还在排队,先在工地上拉起一批燃气轮机自己发电,把机房点亮开始赚钱。等电网的高压线接进来了,主力用电就切回便宜的电网。现场那批燃气轮机直接留下来当备用电源。

过渡电源:并网还在排队时先在工地上用燃气轮机发电,等电网接进来就切回电网当主力,燃气轮机留在现场当备用过渡电源:并网还在排队时先在工地上用燃气轮机发电,等电网接进来就切回电网当主力,燃气轮机留在现场当备用

得州 Abilene 的 Stargate 园区就是这么干的。整个 Stargate 计划号称要建 10 GW,Abilene 这一处园区规划了约 1.2 GW。Oracle 在 2026 年 9 月财报会上说已经交付了 75%,Kian 按比例推算大约是 900 MW 在跑。为了不干等电网,园区现场装了一座约 360 MW 的燃气轮机电站,2025 年 1 月拿到许可。里面是 10 台简单循环燃气轮机,GE 的 LM2500XPRESS 和 Solar 的 Titan 350 各 5 台。

为了喂饱这批机组,管道巨头 Energy Transfer 专门从北得州的天然气干线引出了专用支线管道(gas lateral)。第一条支线在 2025 年底就通了气,另外两条原定 2026 年中通气。Lancium 说这套燃气机组是并网前的过渡电源。Crusoe 说园区主要用的是 ERCOT 电网的电,这批燃气轮机最后会留在现场,顶替柴油机当备用电源。

SemiAnalysis 在 2026 年 6 月预测,到 2028 年每年新建的数据中心里,有一半以上要靠自备电源供电。到 2026 年 9 月,SemiAnalysis 追踪到给 AI 机房下的表后发电订单已经有约 75 GW,这些都是签了合同的,不算那些只发了公告的。Kian 也提到,按 SemiAnalysis 的统计,光得州一地就已经订下了约 17 GW 的现场发电设备。另外还有约 29 GW 的订单连装在哪个工地都还没定,看样子是先把机器抢到手再说。

燃气轮机分两种,省气的买不到,费气的抢破头

既然大家都在抢燃气轮机自己发电,就得搞清楚工地上抢的到底是哪种机器。天然气发电主要分两大门派。一种叫简单循环燃气轮机(SCGT,simple-cycle gas turbine),另一种叫联合循环燃气轮机(CCGT,combined-cycle gas turbine)。

简单循环(SCGT)的原理,基本上就是把一台飞机喷气发动机焊在地上。压气机先把空气死命压紧,喷进天然气点火燃烧。喷出来的高温高压燃气推着涡轮叶片飞速旋转,涡轮轴直接带着发电机发电。它的结构相对简单,缺点是排出去的尾气还非常烫,这股热量白白扔进大气里了。所以简单循环的热效率比较低,一般只有 30% 到 40% 左右。数据中心常用的航改型和工业型机组大概在 35% 到 40%,像刚才提到的 Titan 350 接近 40%。哪怕是最大的重型机组,单跑简单循环最高也就 43.3%。

联合循环(CCGT)就是为了捡回那股白扔的尾气热能。它的前半截还是一模一样的燃气轮机。排出来的高温尾气不直接放走,引去烧余热锅炉,把水烧成高压蒸汽,再去推动第二级蒸汽轮机发电。这后半截跟核电站、火电站烧水推汽轮机是一个道理。吃一份天然气,推两套发电机,联合循环的发电效率能冲到 60% 以上。比如佛罗里达州的 Dania Beach 清洁能源中心,归电力公司 FPL(NextEra 旗下)运营,2022 年 6 月投产。它装的是一套「二拖一」联合循环机组。它用 2 台 GE 的 7HA.03 重型燃气轮机带 1 台蒸汽轮机,每台燃气轮机单跑简单循环能出 430 MW。型号里的 7 代表 60 Hz 电网系列,HA 代表高效空冷,.03 是版本号。整套机组总出力约 1,260 MW。GE 给这种二拖一配置标的净效率超过 64%,全世界实测最好的电站大约 63%。

既然联合循环这么省气,为什么数据中心不全部买联合循环?

Kian 给出了 3 条理由。第一,联合循环多了整套锅炉和蒸汽轮机,买设备(CapEx)和修设备的钱都贵出一大截。第二,它结构复杂,盖起来慢得多。第三,两种机器干的活本来就不一样。

你可以把机房对「快」的要求拆成 3 件事来看。第一是交货建得快(EPC 施工周期短)。第二是停电后点火启动快(startup)。第三是开机后把功率拉满快(ramping)。联合循环(CCGT)是个慢热的大块头,适合一年到头 24 小时连轴转扛基本负荷(base load),靠长期省下来的天然气钱把高昂的设备钱赚回来。简单循环(SCGT)零件少、买着便宜、点火快、拉升也快,适合拿来削峰(peaking)或者救急。Kian 举了个例子。一个机房平时稳定吃 500 MW,大白天最忙的时候冲到 800 MW。最划算的配法是买一台 500 MW 的联合循环天天跑满,再配 300 MW 的简单循环,只在白天高峰开几个小时。

这笔账可以画成两条斜线来算。总成本等于每年分摊的固定设备成本,加上每小时燃料费乘以全年运行小时数(一年一共 8,760 小时)。拿一座 100 MW 的电站来算,假设燃料热值价格是每兆瓦时 20 美元($20/MWh,折合天然气大约 $5.9/MMBtu)。效率 40% 的简单循环,每发 100 MWh 的电要烧掉 250 MWh 的燃气热能,每小时燃料费是 $5,000。效率 60% 的联合循环,每发 100 MWh 的电只要烧 166.7 MWh 的燃气,每小时燃料费是 $3,333。两边每小时差了 $1,667 的气钱。

再假设简单循环每年的固定成本是 800 万美元,联合循环是 1,600 万美元,差了 800 万。800 万除以每小时省下的 $1,667,大约是 4,800 小时。也就是说,一年开机超过一半的时间,联合循环省下的气钱就能盖过多出来的设备钱。

按这个算盘,数据中心一年 8,760 小时几乎全天候满载,本来闭着眼该买联合循环。但现实是,重型联合循环燃气轮机根本买不到现货。

全球能造大型重型燃气轮机的就三大巨头,GE Vernova、西门子能源(Siemens Energy)和三菱动力(Mitsubishi Power)。AI 机房加上电网扩建一窝蜂涌进来,订单排得老长。截至 2026 年第二季度,光 GE Vernova 一家的燃气轮机积压订单和排产预订量就堆到了 116 GW。GE 说重型轮机 2028 年底之前的产能已经卖光,现在下单大约要等 3 年,排产预订已经排到了 2031 年。Kian 说,已经有人交不可退的定金先锁住工厂的排产位,再转手加价卖给急着用电的开发商。排产位在二级市场上转手确实有报道,不过专门囤位倒卖的投机客,我没查到实锤。天然气产量全美第一的得州和第二的宾夕法尼亚州,Kian 说是建燃气电厂最顺手的地方。

重型联合循环要等 3 年,急着开机的开发商就只能抓到什么能发电的用什么。航改型简单循环燃气轮机成了抢手货。做超声速客机的创业公司 Boom Supersonic,2025 年 12 月宣布把自家的喷气发动机改成给数据中心发电的燃气轮机,起名「Superpower」。Crusoe 是它的首个客户。往小里看,康明斯(Cummins)这种做往复式内燃机的老牌厂商,本来就是数据中心发电机的大供应商。往别的路子看,云厂商 Nebius 跟微软签了 174 亿美元($17.4B)的大单,要在新泽西州 Vineland 建机房交付。那里的现场电源原本打算用燃气内燃机,后来改成了 Bloom Energy 的燃料电池。2026 年 9 月,新泽西州还因为工地上 62 台约 2 MW 的发电机没拿许可,罚了开发商 100 万美元。

为什么开发商不在乎简单循环和小型机器烧气更贵?Kian 算了全篇最核心的一笔账。

还拿刚才那座 100 MW 的电站来说。如果全年 8,760 小时一秒不停地跑,用 40% 效率的简单循环代替 60% 效率的联合循环,每小时多花 $1,667 气钱。乘以 8,760 小时,一年总共多烧掉大约 1,460 万美元($14.6M)的天然气。

一年多花 1,460 万美元听着不少,可你看看早开机一个月能赚多少钱。一座 100 MW 的数据中心,按 PUE 1.2 算,大概能带得动 80 MW 的 IT 机柜。这差不多能塞进 550 个 GB300 NVL72 机柜,也就是大约 4 万张顶级 GPU。按每张卡每小时租金 $2.5、一个月 730 小时来算,这批卡只要早开机 1 个月,就能多收回超过 7,000 万美元($70M+)的营收。早开机 1 个月多收的 7,000 多万美元,拿去付简单循环整整 4 年多烧的天然气费都够了。Kian 打了个比方,就算电费在总成本里的占比从 2% 涨到 3%,电费变成了原来的 1.5 倍,跟 GPU 的钱一比还是不算什么。

为了抢那几个月,Colossus 2 连高压电都跳过了

把「花钱买时间」这套逻辑推到极致的案例,是马斯克旗下 xAI(2026 年 2 月宣布并入 SpaceX)建的 Colossus 2 超级集群。

Colossus 2 的机房选址在田纳西州孟菲斯市南边。但给它供电的燃气电厂不在田纳西。电厂往南大约 6 英里(近 10 公里),已经跨过州界,在密西西比州的 Southaven 市。xAI 在 2025 年中买下了那里一座原属 Duke Energy 的老电厂地块。

Kian 觉得电厂跨过州界去建是 xAI 故意的。1.2 GW 的燃气轮机满负荷跑一年,光二氧化碳就要排几百万吨,还有氮氧化物,所以空气排放许可证(air permit)是一道大关。把机房贴着州界线放,田纳西州孟菲斯那边的环保审批一旦卡紧,马上就能退一步去旁边的密西西比州拿批文。

密西西比州环保局(MDEQ)当时的口径是,燃气轮机只要算「临时移动式」设备,在原地跑不超过 12 个月,就不用先办空气许可证。批评的人一直不认这个说法。靠着这个窗口,xAI 先拉来几十台临时燃气轮机(各方报道数量在 27 台到 69 台之间)把电顶了上去。2026 年 3 月 10 日,MDEQ 许可委员会批了 Southaven 电厂的永久许可证。电厂可以长期运行 41 台燃气轮机,总装机约 1.2 GW。型号是混着的,平均下来每台不到 30 MW。NAACP 和环保法律组织 SELC 已经对这张许可提起了上诉。表后供电没有大电网帮忙稳压。SemiAnalysis 2025 年 9 月的现场图里,Colossus 2 旁边摆了成排的特斯拉 Megapack 储能电池。这些电池专门用来平抑机房负载的剧烈波动,替自建电厂干平时大电网干的稳压活。

光搞定发电和电池还不够,电还得从密西西比州的电厂送到 6 英里外田纳西州的机房去。按常规做法,几百兆瓦的电要送好几英里,一般先用升压变压器升到 100 kV 以上的高压(HV)。到了园区,再降回中压(MV)和低压(LV)。

问题在于,大型高压变压器和高压开关柜现在的交货期长得要命。按咨询机构 Wood Mackenzie 2025 年第二季度的数据,大型电力变压器平均要等 128 周(约 2.5 年),发电机升压变压器要等 144 周(近 3 年)。有的还要更久。

Kian 引用 SemiAnalysis 的报道说,xAI 干脆跳过了高压输电这一级,多半就是不想等那几台高压变压器。按这份报道,他们从中国买了大批中压开关柜和设备,直接用中压线路把电从发电厂送到了机房。海关记录也显示,xAI 的关联公司往田纳西工地进口过 2,000 多吨中国制造的变压器。

跳过高压、改用中压送电,物理上要付出多大的代价?第一篇提过焦耳定律,电线上的发热损耗等于电流的平方乘以电阻(I²R)。Kian 在课上拿 200 MW 的三相交流电算了一笔对比账。下面的 161 kV 和 34.5 kV 是他挑来举例的,xAI 实际用的电压没公开(假设功率因数为 1,电流等于功率除以根号 3 再除以电压)。

如果用 161 kV 的高压送这 200 MW 的电,每根线上的电流大约是 717 A。如果跳过高压,直接用 34.5 kV 的中压去送同样的 200 MW,电压降到了原来的四分之一还低。每根线上的电流立刻暴涨到大约 3,347 A,是高压方案的 4.67 倍。

电流变成 4.67 倍,如果用同样粗细的电线,线上的发热损耗(I²R)就会变成 4.67 的平方,也就是足足 21.8 倍(约 22 倍)。为了不把电线烧化、把损耗往回找补一点,工程上就得并排多铺好几倍的电缆。比如把电缆数量增加到 4 倍,等效电阻降为四分之一,损耗还是高压方案的 5.4 倍左右。这等于拿成倍的铜缆成本和一路上白白烧掉的电,去换早点通电开机。

这笔看起来很浪费的账,回报也看得见。根据 SpaceX 在 2026 年 5 月至 6 月提交的上市文件(S-1 及其修订版)披露的合同,Anthropic 签的算力租约每月付 12.5 亿美元($1.25B/month),签到 2029 年 5 月。Google 签的是每月 9.2 亿美元($920M/month),租约 11 万张英伟达 GPU,签到 2029 年 6 月。光这两家客户加起来,每个月就往 SpaceX/xAI 账上打 21.7 亿美元($2.17B/month)。Anthropic 那份合同还写了,提前 90 天通知就能退出。按 SemiAnalysis 的测算,靠着抢时间拿下的高溢价租约,不到 1 年就能把整座数据中心的建设本金全部赚回来。我觉得客户肯付这么高的月费,图的大概率就是现在就能用上的现成算力。

把这笔账看明白,再看平时新闻里那些数据中心抢电的报道,我觉得很多原本看不懂的操作就全都顺了。你听说某家公司宁可买高价燃气轮机、多铺几倍的铜线也要赶工期,大概率是他们算过 GPU 的账。晚开机一个月少收的钱,比多烧一年燃气痛得多。反过来,你再看到哪家电网公布几百吉瓦的排队名单,我觉得不用跟着惊叹。得州那条队,SemiAnalysis 估算真有地块撑着的只有一成多,大头是开发商同时报好几块地留下的重复申请。等到电真的接进园区围墙,怎么把几百千伏的高压电一路降到芯片能吃的 1 伏特,就是下一篇要算的账了。


本系列整理自 freeCodeCamp 上 Kian(@neuralkian)的课程「Inside an AI Factory – Power, Cooling, and GPUs Explained」(课程原名 From Watts to Tokens,讲义在 kiankyars.github.io/gigawatt)。框架和大部分例子是 Kian 的,我按主题重新编排、核对了数字,理解有偏差的地方锅在我。文中提到的公司只是例子,不构成任何投资建议。

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