人工智能和云计算的兴起正在推动数据中心前所未有的扩张，将电力需求推高到电网从未设计过的水平。根据国际能源署发布的数据，到2026年，数据中心的用电量可能会是2022年的两倍多，达到惊人的1000太瓦时，大致相当于日本的用电量。
　　
　　传统的实用新型依靠长期的电网扩张来满足需求，速度太慢，无法跟上这种增长。供应链限制、允许延迟和成本上升使得实施新的输电基础设施需要长达数年的时间。而创新并不愿意等那么久。
　　
　　最引人注目的例子之一是美国政府最近宣布的“星际之门”项目，该项目声称最终将在人工智能基础设施上投资高达5000亿美元，包括部分由专用可再生能源发电和电池储能系统供电的大型数据中心。
　　
　　虽然一些公用事业公司在扩大容量方面面临监管和财务限制，但数据中心不能因为基础设施升级而拖延三到五年。为了支持数据中心的蓬勃发展，需要通过现场发电、动态电网交互和战略性电力采购的创新方法来重新构想数据中心与公用事业的关系，从而为公用事业和数据中心运营商创造价值。
　　
　　由于数据中心的负载传统上是一致的和可预测的，因此需求响应在历史上不被认为是数据中心的一种选择，但它正在成为帮助它们适应的关键策略。
　　
　　电网难以满足需求
　　
　　根据杜克大学尼古拉斯能源、环境与可持续发展研究所的一份报告，公用事业公司报告的联网等待时间长达10年。将电力从发电源转移到数据中心所需的基础设施也落后，加剧了区域供应短缺。在PJM等关键市场，产能率增加了1000%以上，迫使运营商重新考虑采购策略。
　　
　　与此同时，高功耗的人工智能工作负载比传统云计算需要更多的能源。高盛公司发布的报告，平均而言，ChatGPT查询消耗的电量是谷歌搜索的10倍。虽然DeepSeek的效率提升为油气行业带来了希望，但总体需求仍在上升。即使电网能够扩大容量，它也很难足够快地满足人工智能驱动的数据中心的需求。
　　
　　然而，需求响应可以通过允许数据中心以有利于其运营和电网的方式调整其能源消耗来提供即时缓解。虽然数据中心的负载历来被认为对需求响应过于僵化，但工作负载转移和能源存储的进步使参与不仅成为可能，而且非常有效。而且对电网的好处是巨大的：杜克大学的一项新研究表明，灵活性措施可以使电网吸收76至126吉瓦的新负荷。
　　
　　重新思考数据中心与公用事业的关系
　　
　　数据中心运营商开始意识到参与电网灵活性项目（如需求响应）的财务和运营效益，以及他们如何使电网更加稳定。通过利用现场资源、转移非紧急工作负载和集成电池存储，数据中心可以帮助缓解电网压力并产生收入，从而降低能源成本。
　　
　　例如，谷歌开发了一个调整非紧急计算任务时间的系统，使其与电网需求较低的时期相吻合，从而确保基本功能保持不间断，同时减少电网的高峰时段压力。同样，一些设施已经开始在高需求时期将负荷转移到现场备用发电机上，有效地缓解了电网拥塞，同时利用了参与的经济激励措施。
　　
　　利用需求响应的设施可以抵消能源成本，将其备用电力资产货币化，并增强其对电网不稳定的抵御能力。在高度受限的市场中，参与需求响应的数据中心通过避免昂贵的峰值能源费率，同时通过战略能源管理保持正常运行时间，从而享有竞争优势。某些更复杂的数据中心甚至试图根据电网的碳强度来调节其运营，以调整其运营以适应其脱碳战略。能源转换中负载灵活性的创新可能性是无穷无尽的。
　　
　　随着越来越多的运营商认识到这些好处，他们意识到需求响应可以在不破坏运营完整性的情况下为数据中心工作。一些公司正在投资自动化，以动态地转移工作负载，使其与实时电网条件保持一致，确保在电力充足且具有成本效益的情况下进行数据处理。其他公司则利用先进的冷却策略，根据电网可用性调整电力消耗，帮助缓解能源需求波动。
　　
　　这些创新表明，人们的思维方式已经发生了转变，数据中心可以积极地为电网的稳定性和效率做出贡献。
　　
　　随着数据中心的能源需求飙升，公用事业和监管机构正在寻找将基础设施成本转移给大型消费者的方法。尼古拉斯研究所的研究报告称，飙升的容量价格迫使乔治亚州和俄亥俄州等州实施政策，要求数据中心支付更大份额的基础设施成本。
　　
　　长期的电力购买协议可以帮助对冲未来的成本增长，而灵活的负载管理策略可以让数据中心避免高价的高峰时期。本地化的能源投资，包括现场可再生能源和存储，也可以减少对电网基础设施的依赖。一些需求响应计划还提供融资部分，用于支付备用发电机或设施控制升级的成本。
　　
　　数据中心的繁荣在短期内不会放缓。通过采用新的能源采购和使用方法，运营商可以将其数据中心转变为电网资产，而不仅仅是需要增量电力的负载。他们可以使这些对新兴技术的进步至关重要的设施成为现代电力系统的高效和灵活的资源。
　　
　　编译：Harris