北弗吉尼亚数据中心的能源需求大得难以计算 | 能源

弗吉尼亚州北部和中部数据中心的不断增加，导致该地区的能源使用量出现前所未有的激增。数据中心内高耗能人工智能的使用急剧增加，导致能源使用量增长得更快。因此，环保倡导者越来越担心弗吉尼亚州能否实现可再生能源目标。

尽管该州正在研究新数据中心建设项目的影响，但当地县政府仍在继续批准这些项目。与此同时，许多州和联邦代表认为数据中心审批纯粹是地方问题，尽管它们对该地区电网和环境有累积影响。

今年早些时候，弗吉尼亚州议会没有通过旨在控制数据中心增长的几项法案，而是授权 联合立法审计和审查委员会.该研究旨在探讨人们对数据中心的担忧，包括其能源需求和环境影响。

根据 Dominion Energy 的最新数据，该公司在 2023 年生产或购买了约 22 千兆瓦（22,000 兆瓦）的电力，为弗吉尼亚州的商业和住宅客户提供服务 综合资源计划。 同一计划还表明，未来15年内电力供应量需要增加近一倍才能满足需求。

报告称，这一增长几乎完全是由数据中心的增长推动的。 PJM Interconnection 的报告，负责协调电力传输。

Dominion 发言人 Aaron Ruby 证实，弗吉尼亚州的电力需求预计在未来 15 年内增长约 85%。

“我们从未见过这样的事情，”劳登县经济发展部执行董事巴迪·瑞泽说。

劳登县是全球最大的数据中心集中地，瑞泽表示，在他执掌经济大权的 17 年里，该县的数据中心建设一直保持稳定。2017 年，科技公司开始提供基于云的服务，数据中心建设出现了增长；2020 年，疫情期间，许多工作场所开始使用视频会议，数据中心建设也出现了增长。

但人工智能带来的能源使用强度是“不可想象的”，他说。

数据中心未来的电力需求可能很难确定。部分原因是人工智能正在推动越来越复杂的计算，这需要更多的能源来支持机器和维持机器运行的冷却系统。（具有讽刺意味的是，人工智能还被用来更有效地冷却硬件，帮助 一个 Google 数据中心 降低 40% 的冷却成本。）

研究人员表示，人们很难理解大数字，特别是在没有切实的比较的情况下，因此很难想象一个数据中心使用了多少电力——更不用说与运行洗碗机相比了。

斯坦福大学教育神经学家伊丽莎白·图马里安表示：“我们的大脑在理解大数字方面相当糟糕。” 美国国家公共电台“我们的大脑进化得非常古老，而我们正在推动它们去做一些我们最近才概念化的事情。”

但一些比较会有所帮助。Dominion 公司的 Aaron Ruby 用它们为多少户家庭供电来解释兆瓦数。他说，如果 1 兆瓦足以为大约 250 户家庭供电，那么现有的一个数据中心（可能消耗大约 100 兆瓦的电力）将消耗大约 25,000 户家庭的电力。

随着每个新数据中心消耗的电量呈指数级增长，这种计算方法很快就过时了。今年 3 月，汉诺威县的一个委员会批准了一个扩张数据中心项目，预计消耗 2.4 千兆瓦（或 2,400 兆瓦电力，足以为 60 万户家庭供电）。

这是上例中数据中心能耗的 24 倍。为了进一步比较， Dominion 的 176 台涡轮机海上风电项目 预计将产生 2.6 吉瓦的电力，足以为 660,000 户家庭供电，或者仅供一个大型数据中心使用。

鲁比表示，虽然预计整体电力需求将增长 85%，但仅该地区数据中心的电力需求就预计将增长四倍。他说，到 2038 年，弗吉尼亚州 Dominion 服务区内的数据中心的耗电量可能相当于约 350 万户家庭的耗电量。

资金增长

地方政府通常欢迎数据中心的建立，因为它们能带来大量税收。亚马逊和谷歌等公司承诺提供绿色能源和碳中和，至少暂时缓解了人们对能源消耗的担忧。

但有人说，电力需求的急剧增长威胁到了弗吉尼亚州实现清洁能源目标的能力。这也导致新的、更大的输电线路不得不穿过以前没有此类基础设施的地区。

“弗吉尼亚州的每个人都会受到影响，”皮埃蒙特环境委员会土地使用主管朱莉·博尔豪斯 (Julie Bolthouse) 表示。“输电线……不透水表面会影响饮用水。空气质量也会受到影响。整个地区都会受到巨大影响。”

多米尼昂的 综合资源计划 列出了满足日益增长的需求的方案，包括建设可再生能源设施和化石燃料发电机。该公司 计划申请 建造 一座新的天然气发电厂 根据 Dominion 的资源计划，弗吉尼亚州切斯特菲尔德的一个前煤矿场将新建一座发电厂，这将增加碳排放，同时产生额外的 1,000 兆瓦电力。不过，Dominion 的 Ruby 表示，该公司提议的新电力项目中 90-95% 是可再生能源，包括太阳能、风能、储能和其他选择。

当被问及 Dominion 如何才能在 2020 年满足大会的要求时 弗吉尼亚清洁经济法案 鲁比表示，Dominion 已经提前实现了到 2045 年实现 100% 可再生能源发电的目标。该法案还允许碳排放项目在 2045 年以后继续作为该州的投资组合的一部分，以满足电力需求。

鲁比表示：“我们正在按计划实现 VCEA 的目标，我们对此的承诺坚定不移。”

数据中心公司做出了更坚定的承诺：谷歌表示，其目标是到 2030 年实现全公司净零排放，亚马逊打算到 2025 年实现 100% 可再生能源电力。

但数据中心的快速扩张使得当地电网几乎不可能仅通过扩大可再生能源来满足需求，塞拉俱乐部弗吉尼亚分会的通讯经理蒂姆·西温斯基说。

他说：“科技行业说‘我们关注气候问题’，这简直是虚伪至极，而他们却是弗吉尼亚州气候危机加剧的唯一原因之一。”

由于电网的工作方式，无法判断数据中心或在家中充电的电动汽车在任何时候是否由可再生能源提供动力。

但是，正如 Dominion 的 Ruby 所说，“您无法逐项列出网格。”

对于居民纳税人来说也是如此。从技术上讲，所有纳税人都会为数据中心增长所加速的基础设施扩张提供部分资金，包括昂贵的新输电项目。但要弄清楚这一份额是否“公平”却很复杂。

州公司委员会批准了 Dominion 向客户收取的费率。该委员会估计，如果其他变量保持不变，费率在未来 15 年内需要翻一番才能覆盖基础设施更换和可再生能源成本。但 Ruby 表示，委员会的方法假设了两件事：电力需求将保持稳定，所有类别的客户都将支付相同份额的基础设施成本。

委员会工作人员 估计 到 2030 年，客户的每月账单将达到约 184 美元，比 2020 年的平均费用增加 58%。

Dominion 采用了不同的方法。该公司估计，未来 15 年内，电费每年将上涨约 3%，这意味着到 2038 年，电费将从平均每月 133 美元上涨至 170-190 美元。

Dominion 的方程式假设需求将呈指​​数增长，并且基础设施资金份额将根据哪一类客户有需求而重新分配。

“每年……我们都在重新平衡服务成本中属于这一组客户和另一组客户的比例，”Ruby 说。“因此，在过去几年中，随着越来越多的数据中心上线并需要开发更多的电力和基础设施，住宅客户负责的传输成本份额已经下降， [and] 大型商业工业的输电成本份额有所增加。”

鲁比表示，例如，自2020年以来，此类基础设施成本中住宅部分的份额下降了6%，而包括数据中心在内的用户群体支付的份额则增加了8%。

国家对数据中心行业的税收返还也增加了。企业收到的估计 减税 7.504 亿美元 在2023财年。2022年，他们已经收到了大约1.359亿美元。

然而，对于那些能源使用量保持不变或因效率提高而减少的纳税人来说，额外的基础设施成本“与你使用的能源不成比例”，皮埃蒙特环境委员会主席兼首席执行官克里斯·米勒说。虽然惠及所有客户的可再生能源项目的必要维护和传输已计入基础设施成本，但为新数据中心区域提供服务的项目也同样如此。

与住宅客户不同，大型商业客户能够就电力使用协商批量折扣，有时还可以借助购电协议锁定折扣，以抵御市场波动。

谁负责？

数据中心和公用事业代表倾向于谈论他们将如何继续为行业提供更多电力，而不是是否会这样做。

“数据中心是美国乃至全世界的关键基础设施，”劳登县的 Rizer 在四月份弗吉尼亚环境研讨会的小组讨论中说道。“因此，我们必须找到一种既能维护行业，又能为我们的社区制定可持续发展目标的方法。”

后来，鲁比在电话中表示，Dominion“有法律义务向每一位有需要的客户（无论大小）提供电力服务”。

“我们的工作不是挑选谁来提供电力，”他说。“你不会希望当地的公用事业公司对此拥有否决权。”

但是，对于有权批准或拒绝数据中心项目的地方当局和民选官员来说，很难说“不”。许多地方看到了数据中心给劳登县带来的经济利益，并正在为自己的类似项目奠定基础。

里泽表示，数据中心的税收收入目前占劳登县 30 亿美元预算的近三分之一，现有数据中心面积为 3300 万平方英尺，另有 800 万平方英尺正在建设或计划中。里泽表示，该行业对曾经经济不景气的劳登县来说具有“变革性”。截至 2020 年，劳登县的家庭收入中位数是全国最高的。

然而，劳登也有其局限性。3 月，县监事会以 5-4 票否决了拟议的数据中心，理由是担心电网的供电能力。尽管县检察官警告监事们，他们不得在决策中考虑电力供应问题，“因为电力公司有提供这项服务的法律义务”，但还是发生了这种情况。 劳登现在 文章。该项目规模缩小到原来的四分之一左右。 董事会于四月份批准了该法案。

越来越多的反对此类能源密集型项目的人敦促地方委员会等待立法审查委员会的结果，然后再做出进一步的批准。预计该委员会将 其报告 年底前提交立法机关。