美国最大电网运营商PJM在AI与数据中心用电激增下寻求改革

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美国最大电网运营商之一PJM互联(PJM Interconnection)正面临前所未有的压力。在云计算和人工智能带动数据中心用电需求迅速攀升的背景下,这家长期在幕后平衡电力供需、并为用户提供全美较低电价的区域电网运营机构,开始公开承认现行模式难以为继。

本周,PJM发布一份约70页的白皮书指出,其运营区域“有的是几年时间,而非几十年”来进行根本性调整。PJM首席执行官大卫·米尔斯(David Mills)在前言中写道:“当前的状况不可持续。”

与以往多面向立法者和监管机构的专业技术文件不同,这份白皮书受到更广泛关注。PJM覆盖区域内聚集了大量数据中心,尤其是计算密集的北弗吉尼亚地区,其市场和规则变化被视为将对科技行业产生连锁影响。

积压与需求并存

PJM近年来的主要矛盾集中在电力需求上升与新发电资源接入受阻之间。随着云计算和人工智能应用扩张,区域内用电需求开始明显增长,这是数十年来首次出现的持续性上升趋势。

在此背景下,PJM于2022年暂停了新的发电资源并网申请,理由是存在多年的积压。电网运营商在需求回升之际叫停新项目接入,引发市场各方关注。

根据白皮书披露的数据,PJM并网排队中的项目一度超过300吉瓦,但最终仅有103吉瓦签署了并网协议,目前真正接入电网的仅23吉瓦。大量项目在漫长等待中被开发商主动撤回。PJM方面指出,部分积压源于开发商在不同电网区域重复申报类似项目,以争取率先获批。

尽管如此,新增电力接入的需求并未减弱。自PJM最近重新开放并网申请队列以来,电力公司和项目开发商已提交超过800个接入请求,涉及约220吉瓦的新发电能力。PJM可以暂缓受理新申请,但难以压制市场对新增电源的实际需求。

三套改革方案

在白皮书中,PJM提出三种方向各异的改革设想,试图应对供需结构变化和市场运行压力。

第一种方案是要求公用事业公司和发电商作出更大规模、期限更长的供电承诺。目前PJM的容量市场通常以三年为周期进行安排,该方案意在延长承诺期,以提高系统中长期可靠性。

第二种方案涉及调整对用户的可靠性保障机制。根据设想,支付较少费用的客户在电力紧张时可能优先被限电或断电,从而通过价格信号区分不同层级的供电保障。

第三种方案则尝试让PJM的市场设计更接近实时市场,在更短时间尺度上由供需决定价格,同时保留一定程度的长期合同稳定性,兼顾短期灵活性与长期可预见性。

白皮书显示,无论选择哪种路径,PJM都将面临艰难权衡。

方案面临多重约束

业内人士指出,PJM现有市场设计在一定程度上将其“锁定”在三年期的规划思维中。在燃煤电厂被天然气电厂替代的阶段,这一模式运转相对顺畅。但当前太阳能和电池储能的部署速度至少是传统机组的两到三倍,而天然气涡轮机供应紧张意味着即便今天规划新电厂,关键设备也可能要到2030年代初才能安装到位。

同时,超大规模数据中心的建设推高了涡轮机等设备价格,增加了新建电源的不确定性。在此背景下,市场参与者是否愿意在更长周期内锁定承诺,存在疑问。

第二种按支付水平区分供电可靠性的方案,则可能在区域内形成“有”和“无”的分化格局。对于多年面临电费上涨、财务压力较大的居民和企业而言,接受服务质量下降难度较大。白皮书指出,在电价上涨和反数据中心情绪被政治人物频繁提及的环境下,这一方案的政治阻力不容忽视。

第三种更接近实时市场的方案设计最为复杂,看似试图在多方诉求之间寻找折中。理论上,这种模式可能吸引大型公用事业公司,一方面通过短期市场获取更多收益,另一方面继续依靠长期合同维持收入稳定。但PJM辖区内的重要参与者之一——美国电力公司(American Electric Power,AEP)的态度,给这一设想蒙上阴影。

大型公用事业公司表达不满

AEP正在考虑是否继续留在PJM市场体系内。该公司首席执行官比尔·费尔曼(Bill Fehrman)在周二的财报电话会议上表示,对PJM能否迅速解决当前问题缺乏信心。

他称:“PJM当前的表现和利益相关者审批流程让我对这些问题能否很快解决缺乏信心。事实上,如果现在不采取措施,我预计十年后我们仍会讨论同样的问题。PJM市场在供应超过需求时运作良好;但我们现在处于一个截然不同的时代。”

AEP的表态显示,部分大型公用事业公司对PJM现有机制和改革前景持保留态度,这也增加了PJM推进任何一种改革方案的不确定性。

多重趋势交汇下的不确定前景

PJM白皮书发布之际,数据中心用电需求持续攀升,可再生能源和电池技术成本则在下降。这些趋势与一个被认为不愿意或尚未找到有效方式调整运营模式的组织交织在一起。

PJM通过白皮书进行自我检视,被视为试图为自身争取时间。但在部分政治人物讨论价格上限等干预措施、公用事业公司对未来参与持观望态度的情况下,PJM在文件中提到的“几年时间”是否充足,仍存在疑问。

白皮书未对最终改革路径作出结论,仅强调现状不可持续,需在有限时间内完成重大调整。随着各方博弈加剧,未来几年PJM市场及其覆盖区域电力供应格局被普遍认为将面临较大不确定性。


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