数据中心与挖矿用电或推高电价

一项新研究指出，到2030年，数据中心和加密货币挖矿带来的用电需求，可能使美国部分地区的电价上涨幅度高达 57%，全国平均涨幅则在 6% 至 29% 之间。研究还发现，相比于一个“数据中心不再继续扩张”的情景，这一额外用电需求会使电力系统的二氧化碳排放量增加约 28%。

相关成果以《美国数据中心和加密货币挖矿扩张对电力系统成本和排放的影响》为题，发表在期刊《环境研究快报》（Environmental Research Letters）上。研究团队来自北卡罗来纳州立大学、卡内基梅隆大学、匹兹堡大学和多伦多大学。

需求激增打破近二十年的平稳

“美国的电力需求在过去近 20 年里总体比较平稳，”通讯作者、北卡罗来纳州立大学土木、建筑与环境工程系副教授杰里迈亚·约翰逊（Jeremiah Johnson）表示，“但近几年我们看到需求明显上升，主要驱动力是数据中心，其次是加密货币挖矿。”

约翰逊指出，团队希望弄清这波需求增长会带来哪些连锁反应：“需要建设什么样的新电力基础设施？这些设施会建在什么地方？系统将如何运行？这会对电价造成多大影响？又会如何改变碳排放？”

使用能源系统优化模型进行预测

研究人员首先基于最新研究，对 2030 年前数据中心和加密货币挖矿的用电需求进行了估算，随后借助计算模型推演未来可能被采用的发电技术组合。

“具体来说，我们使用的是能源系统优化模型，”论文合著者、北卡罗来纳州立大学土木、建筑与环境工程系副教授安德森·德奎罗斯（Anderson de Queiroz）介绍道，“所谓能源系统，是指将能源从供应端输送到用户端的完整链条。优化模型则是用来在既定法律和监管约束下，寻找规划、维护和运行能源系统的最低成本方案。”

约翰逊补充说，本次研究采用的优化模型聚焦于电力发电环节：“我们对覆盖美国本土 48 州电网的 26 个区域，进行了逐小时的供需模拟分析。”

排放增幅或抵消减排成果

模型结果显示，数据中心和挖矿带来的额外需求，可能在未来三年半左右的时间内，将电力发电相关的二氧化碳排放量推高最多 28%。

“电力行业在过去 20 年里为减少碳排放做出了不少努力，但这波需求增长很可能会在很大程度上抵消这些成果，”约翰逊表示。

电价全国普涨，部分地区涨幅更剧烈

研究还发现，全国平均电价预计将上涨 6% 至 29%，但不同地区之间差异明显，部分区域涨幅可能高达 57%。

电价涨幅最显著的地区包括：

• 弗吉尼亚州
• 北卡罗来纳州东部
• 宾夕法尼亚州
• 马里兰州
• 特拉华州
• 新泽西州
• 西德克萨斯
• 俄亥俄州
• 西弗吉尼亚州
• 纽约州

约翰逊指出，未来电价的具体变化高度依赖数据中心的选址布局：“例如，弗吉尼亚州之所以面临较大涨幅，是因为当地数据中心扩张规模巨大。如果这些设施在全国范围内分布得更分散一些，弗吉尼亚州的冲击就不会这么集中。整体电价仍会上涨，但成本会在更大范围内被摊薄。”

天然气成本不确定，但涨价与增排趋势仍明显

研究同时考虑了新建天然气燃气轮机电站的投资成本以及天然气燃料价格的不确定性。

“关于新建天然气机组的造价和未来天然气价格，存在相当大的不确定性，”约翰逊说，“但无论我们在模型中如何设定燃料成本和新建电厂成本，电价上升和二氧化碳排放增加的趋势都非常明显。”

政策与规划决策的紧迫性

约翰逊强调，这些挑战并非遥远的长期问题：“2030 年离现在不到四年时间，公众和政策制定者需要尽快意识到这些短期内就会显现的压力。”

他表示，研究结果凸显了监管机构和公用事业公司在近期发电规划上做出审慎决策的必要性，同时也提醒各级政府在审批和引导数据中心建设时，需要更加全面地权衡电力系统成本与环境影响。