数字储能网讯:美国最大的区域电网运营商PJM,正经历近年来最严峻的一场电力可靠性考验。
过去三轮容量拍卖中,容量价格从约29美元/兆瓦·日飙升至333美元/兆瓦·日以上,涨幅超过10倍;即便如此,最新一轮拍卖仍出现约6600兆瓦容量缺口,未达到PJM设定的供电可靠性目标。
与此同时,人工智能带动的数据中心用电需求持续爆发。面对不断收紧的备用容量,美国能源部甚至授权PJM在极端电力紧张情况下,可要求部分数据中心切换至备用电源运行,以避免更大范围停电事故发生。
从容量价格失控到居民电费上涨,从数据中心争抢电力资源到州政府公开施压,PJM正成为美国电力系统应对新型负荷增长的“压力测试场”。面对不断收紧的备用容量,PJM近期连续推出大型负荷管理、快速并网、可靠性资源采购等一揽子改革措施,试图缓解人工智能时代电力需求激增带来的供电压力。
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容量市场首当其冲
PJM覆盖美国13个州及华盛顿哥伦比亚特区,服务约6700万人口,同时也是全球最大的超大规模数据中心集群所在地。
过去几年,区域内供需关系发生明显变化。
需求侧,人工智能训练、高性能计算以及云服务快速扩张,大量数据中心集中落地弗吉尼亚州北部等地区,带动电力需求超预期增长。
供给侧,煤电及部分老旧天然气机组陆续退役,而新建电源和输电项目建设周期较长,导致可靠容量补充速度跟不上负荷增长速度,电网可调度备用容量逐步收紧。
这一矛盾直接体现在容量市场。
作为保障未来供电可靠性的核心机制,容量市场本应通过价格信号吸引新增投资。但过去三轮基础容量拍卖中,容量价格连续飙升,最近一轮拍卖甚至触及价格上限成交,却仍未满足PJM自身设定的资源充裕度目标。
今年5月,美国能源部进一步发布紧急指令称,受高温天气、机组集中检修、电力需求增长以及备用容量趋紧等因素影响,PJM区域已进入电力应急状态。
当时,超过40吉瓦发电机组正处于计划检修阶段。美国能源部授权PJM在极端情况下,可要求配备备用电源的数据中心启用自备电源运行,作为启动轮流停电前的最后应急措施。
PJM市场监测机构认为,数据中心负荷增长已经成为当前市场面临的核心挑战。
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居民开始为数据中心买单?
随着容量价格飙升,越来越多州政府开始担忧,高速增长的数据中心负荷正在推高普通居民的用电成本。
其中,马里兰州的批评声音最为激烈。
马里兰州州长韦斯·摩尔近期公开表示,过去三轮容量拍卖价格上涨超过10倍,但供电可靠性目标依然没有实现,这并非正常的市场表现,而是现有机制出现了问题。
在他看来,当前容量价格上涨的核心原因并非居民用电增加,而是数据中心等大型负荷快速接入电网,却没有充分承担由此带来的系统成本。
“凭什么数据中心加重电网负担,却要普通民众为此买单?”摩尔在一次公开演讲中表示。
目前,马里兰州三大主要公用事业公司的居民电价,已处于美国竞争性电力市场中的较高水平。为缓解居民压力,该州去年向居民发放约2亿美元电费补贴;今年又通过《电力费用纾困法案》,限制公用事业公司将部分成本转嫁给用户。
更值得关注的是,马里兰州已率先尝试建立“新增负荷承担新增成本”的监管框架。根据该州最新通过的相关法案,公用事业公司需通过差异化费率等方式,避免数据中心接入带来的输配电投资成本向居民用户转移。
这一思路正在获得越来越多州政府支持。
今年早些时候,由多个州组成的州长联盟联合向白宫提出诉求,要求PJM建立“谁产生需求、谁承担成本”的机制,让新增大型负荷承担相应的电源和电网建设成本。
03
PJM启动可靠性改革
面对不断扩大的容量缺口,PJM已经启动一系列可靠性改革。
首先是在需求侧强化大型负荷责任约束。
今年1月,PJM董事会启动重大问题快速处置机制,建立大型负荷接入新框架。按照新机制,未配套自建电源的数据中心等大型负荷仍可申请接入电网,但在特定电力紧张场景下,必须接受限电安排。
此次美国能源部授权对部分数据中心实施应急限电,正是这一思路的延伸。
在供给侧,PJM则试图加快可靠性资源落地。
其中,一次性“可靠性资源专项计划”(Reliability Resource Initiative,RRI)率先推出。该计划从已进入并网排队的项目中筛选出一批能够快速投运、对系统可靠性贡献较大的电源项目优先推进。目前已有41个项目、约8000兆瓦装机纳入该计划,预计将在2027年前后陆续完成并网。
如果说RRI是在现有项目中优先筛选可靠性资源,那么近期获得美国联邦能源监管委员会(FERC)批准的快速并网通道(EIT),则是为新增项目开辟“绿色通道”。
根据规则,每年最多允许10个项目进入快速审批程序,项目容量不得低于250兆瓦,并需在三年内投运。从提出申请到签署并网协议,整个流程预计仅需约10个月。
PJM总裁兼首席执行官戴维·米尔斯表示,该机制旨在帮助能够快速提升系统容量的项目尽快落地,缓解区域电力资源充裕度压力。
与此同时,PJM还持续推进并网机制改革,包括压缩并网审核周期、允许容量并网权转让、开放临时并网服务、提高富余并网容量利用效率,并尝试利用人工智能技术提升审批效率。截至目前,已有14.1吉瓦项目完成签约。
除了加快项目落地外,PJM还计划于今年9月启动可靠性资源兜底采购机制(RRP)。与传统容量拍卖不同,该机制被视为容量市场之外的补充采购工具,旨在通过长期合同吸引新增电源投资,在填补可靠性缺口的同时,为项目融资提供更稳定的收入预期。
从强化大型负荷责任,到优先推进可靠性资源并网,再到加快新增项目落地和完善容量采购机制,PJM正试图通过需求侧与供给侧双向发力,缓解数据中心快速增长带来的可靠性压力。
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数据中心开始直接买电厂
然而,在不少数据中心运营商看来,即便PJM不断推进改革,新增电源落地速度仍难以匹配算力需求增长。
一种新的趋势正在出现:数据中心企业开始直接收购发电资产。
今年4月,比特币矿企玛拉公司(MARA Holdings)宣布,将以15亿美元收购朗里奇联合循环电站及周边土地资产,并承接约7.85亿美元债务。
该项目目前拥有约485兆瓦天然气发电能力,未来规划发电容量可超过1吉瓦,同时可支撑约600兆瓦数据中心负荷。
玛拉公司表示,希望将电力优先配置给人工智能、高性能计算、核心信息技术基础设施以及比特币挖矿等高价值业务。
“电力是核心生产要素,我们希望将电力配置到收益最高的场景。”公司管理层表示。
这一趋势引起PJM市场监测机构警觉。
在向联邦能源监管委员会提交的意见中,市场监测机构建议,若批准这笔收购交易,应附加条件要求朗里奇电站继续参与PJM市场运行,而不能完全转为数据中心自用资源。
原因很简单。
如果越来越多发电资源被大型负荷企业“圈地自用”,原本面向整个区域电网提供服务的可靠容量将进一步减少,容量市场紧张局面可能进一步恶化。
从某种意义上说,这场争议反映出当前美国电力行业面临的新矛盾:数据中心希望锁定电力资源保障自身发展,而电网运营商则希望这些资源继续服务于公共电力系统。
05
PJM到底缺不缺电?
不过,对于当前PJM面临的可靠性危机,市场内部并非没有不同声音。
PJM和多个州政府认为,当前真正趋紧的不是电量供应,而是能够在高峰时段稳定出力的可靠性资源。容量拍卖价格连续飙升、容量缺口持续存在以及美国能源部启动应急措施,都被视为可靠性压力上升的直接体现。
但部分开发商和市场分析人士则认为,问题并不在于缺少发电项目。
数据显示,目前已有超过55吉瓦发电项目完成PJM并网排队流程并取得并网资格;最新一轮并网申请规模更超过220吉瓦。与此同时,今年4月PJM面向市场征集大型负荷配套电源方案时,也收到超过130吉瓦项目响应。
在这些市场人士看来,真正的瓶颈在于并网流程、输电建设和融资机制,而非发电资源本身。
尤其是在容量价格上限被锁定至2030年的背景下,仅依靠容量市场收入难以支撑新建电源融资。开发商普遍希望能够获得长期购电协议(PPA)或其他长期收入保障,以支撑项目投资决策。
也正因如此,越来越多数据中心企业开始直接投资甚至收购发电资产,希望通过垂直整合方式锁定未来电力供应。
从某种意义上说,当前PJM面临的并非传统意义上的“缺电”,而是如何将大量潜在发电项目快速转化为可靠供电能力的问题。
未来几年,谁来承担新增电源与输电网络建设成本,这些资源究竟应优先服务公共电网还是大型专属负荷,以及如何在可靠性与电价可负担性之间取得平衡,都将成为决定PJM未来电力格局的关键问题。


