尽管欧洲预计将产生足够的能源,公用事业专家指出,电网运营商普遍缺乏将能源输送到需求地所需的基础设施。这限制了电网容量,也限制了新建高耗能数据中心的接入数量,避免了停电风险。

负责英格兰和威尔士输电网络的National Grid表示,已有超过30吉瓦电力需求的数据中心等待接入其电网,这相当于英国峰值需求的三分之二。即使考虑到部分数据中心可能不会建成,目前电网容量仍不足以容纳这些需求。

等待接入许可导致部分数据中心项目流产,削弱了欧洲在人工智能实验室数千亿美元计算支出中分一杯羹的雄心。电网优化公司Neara董事总经理Taco Engelaar表示:“整个欧洲,项目因无法接入电网而被取消。”

在政府压力下,电网运营商正尝试通过多种方式从现有网络中挤出更多容量,包括更换输电线路金属材料、绕过拥堵区域,以及根据天气变化调节输电量。

National Grid风险投资部门负责人Steve Smith表示:“没有单一简单的解决方案,必须多管齐下。”

英国数据中心接入电网的排队数量在2024年底迅速增加,正值政府将数据中心定为“关键国家基础设施”之时。英国能源监管机构Ofgem称,接入申请“远超最乐观的预测”,排队数量已增长三倍。Smith说:“我们早已预见到交通和供暖电气化带来的新需求,现在又加上了人工智能。”

显而易见的解决方案是建设新输电线路,但这既昂贵又耗时。根据项目规模,新输电基础设施建设可能需7至14年,期间还要应对规划、法律异议、供应链和劳动力瓶颈等问题。Ofgem战略规划与接入副主任Jack Presley Abbott说:“铺设线路、连接设备、安排线路工人施工都需要时间。”

英国特殊的地理环境也带来挑战。大量可再生能源产自苏格兰和英格兰北部,而能源消费(包括数据中心)集中在南部人口稠密地区。西部地形复杂,输电线路只能沿东部陆地或海上走廊布设,限制了网络扩展选项。

在此背景下,National Grid正试验可后期应用的技术,以提升电网容量,允许更多数据中心接入。Smith说:“愿意为使用网络付费的大客户非常宝贵,关键是能否找到无需大量新基础设施的接入方式。”

National Grid认为,最有前景的技术之一是基于传感器的动态线路评级(DLR),该系统根据当地天气条件调整输电线路的输电量。线路通过更多电流时会发热下垂,存在安全隐患,但在寒冷多风的天气下,环境冷却效应允许更多电流安全通过,从而提升线路容量。

Engelaar称:“许多运营商对线路输电流量持非常谨慎的假设。我们认为英国约四分之三的网络能输送更多电能。线路温度稍微升高,输电量却能大幅增加,呈非线性关系。”

欧盟一项研究发现,应用包括DLR在内的“电网增强技术”可理论上提升整体网络容量40%,为数据中心等大功率需求提供接入空间。

不过,National Grid计划在未来两年内将DLR部署到最繁忙的线路,但目前仅应用于275公里线路。Smith说:“我们希望快速推进,但一旦出错,可能导致停电。”

此外,数据中心在热浪期间需要大量电力冷却设备,此时电网容量往往较低,增加输电反而不安全。斯特拉斯克莱德大学电气工程教授、英国能源研究中心联合主任Keith Bell指出:“这与需求高峰期正好相反。”

National Grid计划将DLR与绕过拥堵线路的技术结合,并利用数据中心的用电灵活性,在全国需求高峰时减少用电或转向现场电池储能,缓解电网压力。传统数据中心需持续计算能力,电网运营商视其为刚性负荷,但AI数据中心的负载虽高耗能却更具间歇性,试验数据显示可调整用电而不影响关键任务。Smith称:“AI数据中心的关键是灵活性。如果超大规模数据中心能在关键时段提供灵活性,将更快获得接入。”

预测电网增强技术何时带来显著容量提升及提升幅度仍不确定。National Grid估计,过去五年通过电网增强技术和更换高导电性线路,已扩展16吉瓦网络容量。

这些技术作为过渡方案,允许更多需求接入,同时新输电基础设施建设进行中,但现行规则不允许National Grid在接入规划中考虑数据中心的用电灵活性。

满足AI数据中心需求的网络容量增长最终仍需依赖新基础设施。National Grid网络架构与创新负责人David Adkins表示:“未来五年,我们计划将网络输电量翻倍,这需要建设架空线路等物理基础设施。”

为缓解庞大的接入排队,Ofgem正准备改革,筛选更具可行性和严肃性的项目,防止开发商投机AI市场。监管机构还威胁对未能提升网络容量和按时完成接入的电网运营商施加罚款。

Ofgem的Presley Abbott说:“尽快接入才是关键。我们需要尽快连接这些数据中心,抢占先机。”