《美國事務》(American Affairs)能源編輯, Base Power Company 政策主管Travis Kavulla 在最新一期雜志撰文分析了美國的數據中心應該如何支付電費。
文章認為, 美國現行以“服務成本”為基礎的電力監管模式(即“多投入、多收益”)已無法適應人工智能數據中心帶來的爆發式電力需求增長。 為保護傳統用戶免受電價上漲沖擊,同時促進數據中心高效、快速發展,必須進行根本性改革。
核心改革方向包括:
1. 改變電網接入方式:用定期“開放季”拍賣取代“先到先得”的排隊制,按支付意愿和效率分配稀缺的電網容量,確保數據中心至少支付其新增成本的增量費用。
2 . 明確成本責任:要求數據中心預付其所需的全部新增電網基礎設施升級費用,或自行開發、建設、采購新的發電資源(BYOG),而非將成本轉嫁給社會化的平均費率。
3. 摒棄無效合同:指出當前流行的“照付不議”輸電安全協議(TSAs)因基于平均成本而非增量成本,無法真正保護消費者,反而鞏固了壟斷利益。
4. 打破壟斷障礙:在許多州,數據中心被禁止自行供電(BYOG)。文章呼吁通過立法打破公用事業壟斷,將數據中心供電業務開放給競爭性市場,并強制要求數據中心必須通過新增發電或靈活用電來滿足自身需求,作為并網前提。
文章主張將數據中心從受監管的傳統電力客戶中分離出來,適用一套基于增量成本、市場化分配、且強制自帶發電的新規則,以此平衡保護現有消費者與支撐人工智能革命兩大國家目標。 以下為全文。
數據中心如何支付電費?
過去二十年,美國電力行業并未實現顯著增長。誠然,消費者為更新基礎設施、推動該行業擺脫碳排放強度最高的能源來源以及尋找途徑讓公用事業公司將大量未充分利用的資本支出(比如“智能電表”)納入其受監管的“費率基數”支付了高昂費用。然而,電力需求卻一直保持穩定或呈下降趨勢。
該行業利潤增長的程度,源于公用事業行業的經濟監管機制營造了一種“多投入、多收益”的生態體系,其利潤水平直接取決于資本投入。即便在某些地方被誤稱為“放松管制”,該行業依然是為數不多仍由政府通過定價進行積極監管的領域之一。因此,即使需求并未增長,企業也必須通過加大投入來維持甚至提升盈利水平,以滿足相同的需求量。這意味著,盡管電價本應趨于下降,卻 至少保持穩定——即便電網容量并未增加;事實上,許多公用事業支出正是用于淘汰那些可靠的發電能力。
這正是美國電力行業在數據中心蓬勃發展前夕所面臨的乏善可陳的景象,而這些數據中心正是推動人工智能技術革命所不可或缺的。如今,本十年剩余時間內的電力需求預測大幅攀升,其中大部分增長都集中在數據中心的用電需求上,制造業的增長則遠遠落后于前者。 對于一個支撐著美國人日常生活的、乃至整個經濟命脈的電力系統而言,如此顯著的增長竟高度集中于某一特定領域,實屬罕見。
數據中心行業日益增長的電力需求,幾乎呈現出一種在一體化電網內運行、卻游離于傳統電力行業常規模式之外的態勢。事實上,我們理應如此看待這一現象。要實現這一點,就需要采取多種政策舉措:精準地為電網容量定價,以促進這一稀缺資源的高效利用;制定監管要求,確保向系統穩定供電;或者,允許電力需求更具靈活性,從而更好地利用剩余容量。這些改革能夠同時達成兩項重要的政策目標。首先,它們將保護那些早已為電網支付了公平份額乃至更多費用的傳統客戶,使他們免受沖擊。其次,它們將推動電力行業面向數據中心的可持續發展,擺脫傳統電力企業的慣常做法——這些做法往往并不鼓勵速度與創新。
這兩個目標——保護客戶與促進增長——均體現在2026年3月于白宮由特朗普政府與七家主要超大規模人工智能公司共同簽署的 《納稅人保護承諾》中。這份長達485字的文件開篇即明確肯定了數據中心基礎設施是“互聯網、云計算和人工智能(AI)的基石”,并指出這一領域對國家安全的重要意義。 但它限定說, “ 美國人民不應該為私營公司的利益買單。 ”
該承諾的核心主張是,人工智能企業“將為滿足其數據中心需求而進行的所有新增電力輸送基礎設施升級支付費用”,并“將自行開發、建設或采購滿足其新增能源需求所需的新型發電資源和電力”。通過直接承擔這些成本,“企業承諾保護美國消費者免受因數據中心能源與基礎設施需求而導致的電價上漲,并從長遠來看降低消費者的用電成本。”然而,這些宏偉目標說起來容易,做起來卻難上加難。
電網的一個顯著特點是存在共同成本:電桿與電線、變壓器以及變電站共同構成了一個網絡。無論是普遍的做法,還是大多數地方公用事業壟斷企業的財務激勵機制,都傾向于將成本廣泛社會化,轉嫁給消費者。它們通過讓公用事業監管機構依據公用事業的平均隱性成本來制定電價,而非根據邊際成本或新客戶的支付意愿來定價,從而實現了這一點。《承諾》明智地指明了方向:推行基于價值的電網接入定價機制,至少能夠收回為服務客戶所增加的成本。這一看似平凡的改變,若能在開放競爭的環境下得到妥善實施——尤其是在數據中心爭相爭奪電網接入之時——不僅能夠保護傳統用戶的利益,還能推動美國電網迎來大規模投資。
與此同時,對于為數據中心供電的發電廠而言,人工智能行業自行提供電力供應這一主張看似簡單明了,但遺憾的是,在多數州卻并不合法——這些州仍維持著地方壟斷,從而阻礙了這一舉措的實現。在這些地區,許多旨在履行該承諾的方案都遠遠未能達到預期目標。但這并不意味著讓市場自行運作就輕而易舉。即便在那些已引入競爭機制的地區,投資也遲遲未能落地。該承諾建議清除新發電項目的障礙,但同時也要求出臺相應的監管措施,以匹配人工智能企業自建發電設施并接入電網的雄心壯志。
本文旨在實現三個目標:首先,考察“承諾”必須應對的更廣泛的經濟與制度背景;其次,為“承諾”中簡練卻意蘊深遠的表述注入更多實質內容;此外,還要直指一些偽裝成實現“承諾”抱負的謬誤觀念。鑒于當前行業兩大陣營——受價格監管的電網成本與日益商品化的發電業務——所處的運作基礎截然不同,我們最好依次加以探討,但最終的改革舉措應如電網本身一般,協同一致、穩健運行。
一
監管經濟學
在電力行業及其他極少數行業所適用的經濟監管框架下,州和聯邦層面的公用事業監管機構依據公用企業的“服務成本”來制定價格。這種價格監管模式允許公用企業收回其投入的資本,并獲得受監管的資本回報率,同時通常將運營費用原封不動地轉嫁給客戶,而不加任何溢價。
成本監管所導致的數學計算,本質上就是一個巨大的除法問題。分子是公用事業的各項成本之和;分母則是公用事業售出的服務量;所得的商就是你所支付的費率。根據微觀經濟學的基本原理,在競爭性市場中,定價通常圍繞滿足邊際需求的成本來確定。然而,公用事業的定價主要著眼于收回基礎設施的沉沒成本——這些成本往往能夠平抑并弱化在競爭性、商品化的市場中本會顯現出來的劇烈波動趨勢。“請注意,公共事業價格監管的傳統做法如何一下子便與經濟原則背道而馳,”經濟學家兼公用事業監管者阿爾弗雷德·卡恩曾冷峻地指出邊際成本定價與平均嵌入成本定價之間的差異。3
卡恩的這一諷刺性觀察在今天具有重要意義。這種競爭性定價與公共事業定價之間的分歧,蘊含著深遠的影響。試想一下,當增量需求出現在受價格監管的公共事業服務中時,會發生什么情況。在分母問題中,如果分子(成本)的增長速度慢于分母(需求),那么在公用事業委員會下一次重新設定費率時,由于新增一名用戶接入電網,其他所有用戶的費率都將隨之下降。
公用事業領域不乏這種令人欣喜的現象,最早可追溯到20世紀20年代的鼎盛時期——當時投資與銷售量雙雙飆升,即便電價卻在下降。 近期,一項由勞倫斯伯克利國家實驗室與 Brattle 集團開展的權威研究顯示,毫不起眼的北達科他州在需求增長“奧運會”中脫穎而出:該州不僅實現了最高的需求增長率,還錄得了零售電價降幅最大的紀錄。 新墨西哥州和內布拉斯加州的情況也大體相似。
一些人將這些歷史事件視為一條普遍規律:需求之潮高漲,必將惠及所有船只。但愿真是如此。早期工業在規模經濟上取得的勝利早已被市場充分定價。事實上,過去幾十年里,該行業的新型資本資產一直呈現小型化趨勢,其背后邏輯在于分散風險以及模塊化、靈活高效的部署方式。仔細研究便會發現,這些近期的成功恰恰是實現重返昔日黃金時代所需要素的獨特體現。以北達科他州為例,該州電網曾因此前的石油繁榮而留下大量剩余容量;而在大宗商品領域,廉價燃料與聯邦稅收優惠政策催生的電力過剩,則有力推動了可再生能源的發展。在這兩種情況下,新增服務的邊際成本均低于平均固定成本水平,這實際上為新進入者向老客戶提供了某種補貼——這種補貼正是人人都樂見的類型。
這些有利條件已不復存在。在近期匯聚而成的形勢下,電網在用電高峰時段的剩余容量本就有限,而大量新增且不可中斷的電力需求又進一步加劇了這一壓力,從而迫使人們不得不投入資金對電網進行擴容。而支撐這種擴容所需的各類材料價格卻迅速飆升:自2019年初以來,電線電纜、變壓器、開關設備和木制電桿的價格分別上漲了152%、89%、77%和50%,而同期整體消費者物價指數僅累計上漲了29%。
為這些資本資產融資的成本也變得更為高昂。盡管公用事業公司在股權投資上獲得了豐厚回報,但其債務成本僅比美國國債高出一點,許多公用事業客戶的實際支付利率仍處于3%至4%的歷史水平。而如今,美國國債收益率已遠高于這一水平,2026年迄今,電 力公司發行的十年期和三十年期債券利率分別逼近5%和6%。材料價格通脹與資本成本雙管齊下的局面意味著,每新增一兆瓦的電力需求,其成本都將超過當前服務該單位的平均成本。在這種情況下,如果新客戶以與老客戶相同的費率接入電網,必然會導致成本從老客戶向新客戶轉移——這種補貼模式是無人能夠承受的。
在公用事業監管的正常運作中,通常就會出現這種情況。作為獲得壟斷地位的回報,公用事業企業通常依法有義務以現行費率向新客戶供電或供氣。新的數據中心客戶將被歸入現有的“費率等級”,并開始支付與造紙廠或化工煉油廠相同的費率。
在過去數年中的大部分時間里,數據中心行業在公共事業委員會面前據理力爭的一個關鍵點,就是堅持認為,不應將數據中心與其他客戶區別對待。對于那些不熟悉公用事業監管領域的人來說,很難找到比如何依據特定程序將客戶劃分為不同費率等級更晦澀難懂的話題了。然而,對于長期從事這一行的業內人士而言,這場爭論引發了一個問題:監管機構是否真的會秉持這樣的前提——即數據中心不過是另一種客戶類別,完全可納入現行的公用事業定價實踐之中?
二
一個為數據中心的公用事業
這一虛構的終結尚未得到正式承認,但實質上已以納稅人保護承諾的形式悄然到來。數據中心需求的預期增長,其規模之大,即便放眼戰時工業,也實屬空前。顯然,有必要對傳統負荷與新型數 據中心負荷加以區分——原因不僅在于預期需求已超出現有系統容量,更在于這種需求之高,超出了現有電力行業在合理條件下所能實現的極限。
這絕非單純的悲觀情緒。舉個例子,根本找不到任何可行的路徑,能讓德克薩斯州的ERCOT——該州龐大的州內電網與電力市場——從目前接近90吉瓦的峰值需求水平,到本十年末增長至278吉瓦。其中,有149吉瓦的增長可歸因于已申請并網的數據中心。要實現這一增長,該行業必須在不到五年的時間內,在德克薩斯州新增相當于三個加利福尼亞州規模的電力設施。事實上,即便按照市場運營方更為“合理”的預測——即到2031年全州總需求將達到145吉瓦——這種增長也極難真正實現。
因此,與其他現有客戶和新客戶不同——這些客戶在正常電力業務中通常都能得到合理滿足——數據中心的快速發展將不得不采取某種形式的配給措施。即便那些懷疑人工智能會引發如此劇烈的電力需求激增的人,也應支持制定合理的政策。一種審慎的做法既能檢驗相關說法,有效遏制需求激增被夸大所帶來的風險,同樣也能在需求真正實現時有力地推動增長。
現行的成本服務監管模式并不適合這一任務。 數據中心應被視為一種平行產業,適用完全不同的監管方式。 只有采取這種做法,才能識別出那些價值最高、最能高效利用電網服務的數據中心,促進它們與有時行動遲緩的公用事業部門實現互聯互通,并保護傳統 客戶免受大型新用戶突然接入電網所帶來的不利經濟和可靠性影響。一項能夠完成上述目標的政策,將優于當前的監管模式——后者在這三個方面均未能達標。
需要明確的是,新的監管安排不應損害數據中心、現有客戶或公用事業企業的利益。數據中心理應對其付出有所回報。然而,迄今為止提出的針對數據中心監管的政策中,實際上要求它們向政客和受監管的公用事業企業繳納“貢賦”,而這種要求卻并未換來更快的服務、更高的可靠性或更靈活的用電安排。我們不妨考慮三項改革措施:一方面,讓數據中心公平分擔電網成本;另一方面,構建一種監管“漏斗”機制,以合理化并加快超大型新電力用戶接入電網的流程。
三
開放季
這方面第一個——也可以說是最好的——改革思路是進行定期的開放季 ( open seasons ) ,將電網容量與愿意為其付費的人 匹配 。一個設計良好的開放季將最大化確實發生的電網擴展的效用,同時賦予明確的電網接入權,更好地定義一個高度投機行業的前景。
目前,數據中心乃至大型發電設施的并網流程遵循著一種“先到先得”的原則。你提交并網申請后,便排入隊列,等待電力公司工程部門的審核與反饋,以確定具體的并網時間以及逐步提升至滿負荷生產的進度安排。盡管負責這一流程的電力公司模型并非完全不可知,但其細節仍相當模糊,更關鍵的是,該模型高度依賴于排 隊等候的其他申請,以至于這種信息不對稱促使尋求接入電網的開發商們紛紛采取多頭布局、多重申請的策略,以降低風險。而這種投機行為反過來又引發了一場對電網接入權的“淘金熱”,導致如今電網面臨嚴重的官僚主義瓶頸,以及我們所目睹的、不斷膨脹的需求增長預測疊加在電網上的局面。即使一些電力公司嘗試將這些申請歸并為“集群”或“批次”,類似的做法也難以徹底解決問題——因為這類申請會產生一系列共同成本,一旦某個申請人拿到編號后不滿意而退出,這些成本就必須重新分配(從而損害其他項目的利益)。
相比之下,開放 季 明確承認了一個現實:當前的電網并非某種取之不盡、用之不竭的洛克式公地,用戶不能僅僅通過率先對牧場、礦脈或地下水施加勞動就理所當然地主張權利。相反,開放 季 是一種以最佳方式分配稀缺容量的工具。這不僅是因為當前電網容量不足,還因為即便未來逐步擴充的電網容量,也很可能無法充分滿足數據中心行業合理的用電需求。
歸根結底,開放季的特點在于需求方表達興趣與建設基礎設施以滿足需求方之間早期的互動與協商。然而,最終形成的方案卻包含了一群基礎設施使用者所作出的具有財務約束力的承諾,從而證明投資的合理性。天然氣管道項目正是通過這種方式利用開放季來確定管道直徑、壓縮機站的選址,以及他們希望服務的新區域。由于開放季會定期重復進行,以往的經驗能夠為后續流程提供寶貴借鑒,使電網規模恰當地匹配實際需求。
電力行業的開放季或許可按以下方式運作:
(1) 傳輸提供商根據其已獲得的非正式意向表達,制定一項計劃,即在規定期限內,針對新增需求,合理建設的任何增量容量,均將向數據中心提供互聯互通服務。傳輸提供商將該計劃提交給參與競標的各數據中心。
(2) 代表需求方的各方提交的投標應表明其愿意就支付計劃中所列區域的電網接入費用作出具有約束力的財務承諾。中標方將獲得一項明確的權利,可從系統中“固定”提取最大數量的兆瓦電力。監管機構可決定是否應進行多輪投標,以增強這一過程的競爭性。
(3) 開放 季 的評選結果將以拍賣需求配置為依據,該配置在單位兆瓦終端用電需求所對應的凈現值方面實現最高回報。這一凈現值取決于以下因素:現場或電網供電所能滿足的最大需求量、滿足該需求所增加的電網成本、滿足需求的速度、購電協議的期限,以及當然,投標金額的高低。換句話說,開放時段的設計旨在同時獎勵響應速度與釋放的計算能力數量,同時最大限度地降低電網成本,并最大化數據中心投標所帶來的超額收益。
(4) 若某一開放時段的收入超過至少一種競標方案的增量成本,則該時段即被視為成功。任何超出部分的收入將用于抵扣公用事業的收入需求,從而惠及其他繳費人。這一可負擔性衡量指標雖是拍賣主要目的——即分配稀缺而寶貴的資源——的附帶效應,但其作用簡單而徹底:使所有其他繳費人從數據中心接入電網中受益良 多。
(5) 傳輸提供商每一到三年更新一次開放 季 ,具體頻率取決于其服務區域內數據中心開發的興趣規模。
成功的開放競標活動會向中標者授予 財產 權,這些產權可交易或可轉讓。不過,與開發洛克式共有地的權利類似,這類產權也具有有限的用益物權性質,既能防止囤積居奇,又能要求權利人對資源加以開發利用。這一特點表明,電網本質上是一種受管制的共有資源,專為公共用途而設。事實上,那些提供輸電服務的私有“公共服務公司”通常會行使征用權。鑒于此,若準入該基礎設施的權利不以用益物權為基礎,便顯得不合時宜。可交易產權的存在意味著,一旦特定用戶出現違約、破產或技術過時等情況,其使用權仍可作為一項財產被重新分配。如果我們像大多數技術革命那樣假定,如今市場上眾多人工智能企業最終將整合為少數幾家巨頭,那么這一屬性的重要性便不容小覷。
開放 季 能夠為傳統消費者和新消費者、受監管的公用事業公司及其他市場參與者,以及國家整體利益實現一系列目標。對于現有電價用戶而言,開放 季 從機制上確保了新增需求至少支付其增量成本,從而切實履行了“電價用戶保護承諾”的各項要求。對于數據中心而言,開放 季 提供了一項清晰的規劃方案,并最終確立了其與電網互聯的權利,以便能夠在特定地點附近按預定規模取用電力。對于公用事業公司而言,開放 季 提供了一種有序且循序漸進的工程 實踐,以滿足不斷增長的需求,同時明確最終可接納的需求總量,從而避免了因盲目擴張而導致的“淘金熱”式局面。對于發電企業——與公用事業公司類似——開放 季 明確了接入電網的總需求量,進而為新的供電投資提供了參考依據,這也是下文將討論的一項平行政策議題。
最后,從國家利益出發,開放 季 可借助監管政策推動人工智能革命,將電網視為一種引擎,而非制約因素,從而以有序且可持續的方式釋放更高水平的計算能力。除了新增產能外,開放時段還獎勵那些在數據中心運營中展現出靈活性的技術創新。這是因為按照凈現值原則進行評選的邏輯,能夠充分利好那些在用電高峰時段不施加額外需求的數據中心——這些數據中心無需為滿足高峰時段需求而投入耗時且成本高昂的基礎設施建設。
四
預付資本以覆蓋成本
當然,并非每家公用事業公司都具備滿足數據中心需求的規模、能力和雄心。美國擁有數百家擁有輸電網絡的電力企業,其中一些企業的服務區域內幾乎不會出現數據中心的發展。在這種情況下,就需要采取一種簡化的方案,以高效地適應臨時性的數據中心建設需求。根據這一方案,所提出的三項改革措施中的第二項規定:數據中心可向公用事業公司申請接入其電網;隨后,公用事業公司將提供一項針對為數據中心供電所增加的成本估算;數據中心則預先支付這筆費用,從而確保公用事業公司及其其他客戶不受任 何影響。
這聽起來似乎簡單得令人難以置信,而事實上,這種直截了當的做法早已被數據中心開發商們想到——他們可精明著呢,一出手就是大手筆。然而,即便大型客戶已主動提出自籌資金,甚至按照行業標準自行建設公用事業資產,再將控制權移交給當地壟斷企業,許多公用事業公司仍堅決反對這種做法。這些公用事業公司甚至不惜在全國各地的監管委員會提起訴訟,以對抗這一趨勢。其原因在于:在成本服務監管模式下,公用事業公司的利潤直接取決于其系統所投入的資本規模。當然,公用事業公司渴望在其服務區域內獨占客戶資源;但其實,這不過是它們根據自身經濟監管模式所設定的激勵機制,間接表達出的真實訴求—— 即獨占投資于服務這些客戶的必要資本的機會 。
這堪稱是美國式公用事業監管中最為明顯的扭曲激勵,尤其是在當前這一時刻。對于大多數其他企業而言,如果客戶主動提出為其業務墊資,那簡直會樂不可支。然而,許多由會員所有、采用非營利模式且不存在這種扭曲激勵的電力合作社卻積極避免在資產負債表上增加資本資產——尤其是當這些資產服務于數據中心時。這些規模通常較小的公用事業明智地將數據中心視為一類風險高、規模大且與眾不同的客戶群體,理應由其自行承擔相關成本。
作為一項普遍原則,客戶出資的資本應旨在加快為客戶提供服務。盡管公用事業公司希望由自己來支配這筆資本,但由于其商業 模式所面臨的財務和監管雙重制約,它們只能按照自己的節奏進行投資。從財務角度看,公用事業公司的管理者受到自身及其同行向華爾街和評級機構提交的業績指標的約束。這些指標強調在長期資本支出——后者能帶來未來利潤——與短期現金流之間取得平衡;而過高的資本支出則可能削弱短期現金流。因此,單個企業的資產負債表甚至可能成為整個依賴電力供應的當地經濟的“把關者”。
公用事業與監管機構之間那種有毒的相互依賴關系也是一個問題。許多公用事業已不再以承擔自身決策管理責任的企業身份運營,而是轉而指望監管機構對哪怕是微小的商業決策也事先批準。這種關系確保了公用事業能夠獲得毫無風險的利潤,卻也使它們在重大決策時刻因監管機構的舉棋不定而陷入癱瘓。在當前的政治環境下,如果現代公用事業管理層普遍持消極態度,加之那些在公用事業監管程序中大肆鼓噪但毫無根據的反對數據中心建設的勢力趁機作祟,那么全國大片區域很可能被劃為禁止發展數據中心的“紅色地帶”。
當客戶希望以自有資金全額預付,以抵消公用事業部門對服務成本的估算時,這將消除任何原本可能存在的關于成本轉嫁的實際擔憂。除了這一簡單做法之外,監管機構和政策制定者還應鼓勵對監管模式進行調整,以充分認識到這種基礎設施不僅能為數據中心帶來聯合效益,也能惠及其他客戶。
實現這一目標的一種方式是,允許公用事業公司(在數據中心 預先支付其成本后)向監管機構提交一份提案,估算該項目為其他客戶帶來的效益。這種情況尤其適用于資本項目——比如一條電力輸電線路——該線路的規模超出數據中心自身需求,卻能產生外溢效益,理應由其他客戶分攤費用。按照這一方案,公用事業公司可隨時間逐步向數據中心返還部分費用,作為對其持續繳納電費的折扣;而這項折扣支出隨后將計入公用事業公司的費率基數,最終由其他客戶共同承擔,其中包括向公用事業公司支付一定的回報。
最后,監管機構應注意到,用于容納數據中心的基礎設施未必適合納入公用事業公司的常規企業架構;相反,他們應鼓勵合資企業及其他富有創意的基礎設施所有權模式,只要這些基礎設施能夠作為更廣泛公用事業體系的一部分,安全且高效地運行即可。監管模式應當足夠靈活,以激勵那些希望積極參與推動經濟增長的公用事業公司;但同時,也決不能允許公用事業公司成為美國經濟發展的把關者。
五
照付不議合同
第三種關于數據中心如何支付電力費用的方案是采用一種名為輸電安全協議(TSAs)的金融合同。 這種“照付不議” ( take-or-pay ) 合同要求電網的潛在用戶保證在固定期限內(通常為 10 至 15 年)向電力公司支付至少一定金額的收入。 在公用事業公司進行大規模資本支出之前,數據中心便需承擔這一義務;而且,無論數據中心在用電高峰時段的實際用電量如何,這一義務都將有效履 行,而用電高峰時段往往正是推動資本支出需求的關鍵時期。支持TSAs的公用事業公司普遍建議,該收入保障應以當時現有的平均隱含成本費率為基礎,再乘以數據中心的合同約定用電量來計算。此類合同通常由抵押品或母公司擔保予以確保。
TSAs能夠實現幾項功能。它們有助于從眾多選項中篩選出極有可能建成的數據中心,從而減少先到先得排隊方式所引發的投機行為。在一定程度上,TSAs還降低了公用事業支出的風險——如果某個數據中心最終未能落地,可能會導致其他用戶電價上漲,或引發監管部門對公用事業公司的不認可。
然而,問題在于,TSAs與增量成本并無任何關聯,因此從定義上講,它們根本無法兌現“保護納稅人承諾”。由于TSA采用的是社會化的平均嵌入式成本費率來確定收入保障價格,一座在荒地上新建的500兆瓦數據中心,需要10億美元的資本升級投入,其獲得的收入保障卻與另一座在已開發土地上進行改造、僅需1億美元新資本支出的500兆瓦數據中心完全相同。假設行業平均輸電費率不變,前者的收入保障將不足以覆蓋其增量成本,而后者則遠遠超出實際所需。盡管這些數字只是示例性的,但這一問題并非虛構,而是已在率先采用這種做法的地區之一得到了確鑿證實。
TSA是電力行業首選的向數據中心提供電網接入的方式。人們或許會認為,這種模式更多地是為了保護并鞏固現有受監管公用事業企業的地位,而非真正致力于保護其其他客戶的利益。TSA使公 用事業企業能夠壟斷該領域內存在的資本支出機會,并從大型客戶那里獲得相對于公用事業服務的收入保障。此外,TSA還允許公用事業企業對所有客戶統一收取相同的服務費用,即便某些客戶的資本支出成本更高。這一特點最終不僅提升了公用事業企業的利潤,同時也有效降低了它們所承擔的風險。在某些情況下,如果TSA未能完全覆蓋部分數據中心的增量成本,而這些數據中心又出現違約,那么TSA便會成為公用事業企業的監管避風港。屆時,公用事業企業很可能會將TSA稱為監管機構本身所認可的制度安排,以此來規避風險——而這很可能使公用事業企業得以將剩余的擱置成本轉嫁給其余的老用戶群體。
在這樣一個似乎亟需為公用事業服務探索全新范式的時刻,TSA試圖將平均成本定價模式推廣至一個可能早已超出其承受極限的領域。此舉將帶來一系列不良后果,不僅未能兌現“保護電價用戶承諾”,而且再次呼吁人工智能企業承擔起建設新型電力輸送基礎設施的全部成本,以支持其數據中心的運行。由于未能發出有效的價格信號,TSA根本無法引導數據中心選址,盡管將數據中心設在電力基礎設施更為完善、已具備較強供電能力的地區本是合乎邏輯的選擇。此外,TSA還對數據中心在用電高峰時段的靈活性形成了實質性的抑制效應——無論數據中心在這些時段是否實際使用電網電力,都必須支付相應費用。
不過,各州公用事業委員會及其聯邦 同行 已經開始采納 TSA 的做法。盡管這種政策并不盡如人意,但它仍可被宣傳為在數據中 心時代保護傳統用電戶的一種舉措——畢竟,有總比沒有強。
六
電力市場
現在讓我們轉向電力行業的另一面——通過電網輸送的能源供應。這一領域的趨勢與前者大致相似:市場日益趨緊,需求呈現蓬勃增長態勢。與受監管的電網不同,這一領域還出現了大量產能主動退出的現象,原因包括環保法規、可再生能源補貼,以及那些難以抵御上述兩項因素疊加影響、加之競爭異常激烈的燃煤電廠紛紛關停。這種競爭主要針對的是天然氣。2023年,天然氣占美國發電量的43%,并于2016年成為美國電力供應的主導能源。
即便煤電廠紛紛關停,人們逐漸意識到:一個依賴大自然提供可再生能源、又依靠天然氣管道保障可靠性的電力系統所面臨的種種相互關聯的風險,促使電網運營商下調了對這些發電設施實際可用容量的評估。從管理電網的技術官僚們的判斷來看,這實際上意味著可用容量比原先預想的要少。而這一切原本或許并無大礙——畢竟,除了似乎永遠處于繁榮狀態的德克薩斯州之外,美國最大的幾個電力市場上一次記錄峰值需求還是在2000年代中期。然而如今,隨著人工智能計算數據中心的興起,我們正重新回到那樣的用電高峰水平。
無論何處,我們賴以提供可靠電力服務的發電廠都需依靠燃料來運轉。無論下游發電廠采用何種監管模式,燃料市場都屬于監管力度較弱的商品,所有參與者都面臨同樣的價格風險。在被稱為區 域輸電組織(RTO)的電力市場中,電力的近實時及次日拍賣由中央統一管理,由此形成現貨價格,進而成為通過第三方安排進行期貨交易的基礎。在非RTO市場中,運作方式與此類似,只不過現貨交易以雙邊形式進行,集中在電網特定位置的少數幾個交易中心展開,且缺乏RTO管理模式所具備的透明度。隨著新增需求的出現,那些生產成本較高的發電廠會被啟動運行,或更頻繁地被倚重;正是這些電廠的邊際成本,決定了整個電力市場的清算價格。
在某些市場——例如從華盛頓特區延伸至芝加哥的 PJM 互聯電網——對發電容量、地下鋼筋以及燃料輸送量的投資 ,也是通過競爭性拍賣形成的。 PJM獨立市場監測機構——一個長期由性格倔強的經濟學家 Joe Bowring 領導的部門——估算,過去三年中,新增數據中心負荷所帶來的邊際價格效應,占了總額472億美元的裝機容量拍賣成本的45%。 需要明確的是,該獨立市場監測機構并不掌握最終用戶客戶的實際財務風險敞口情況。 Bowring在匯總集中式現貨市場賣全部買全部設計所產生的所有收入,該設計清算所有需求,即使它已被遠期合同經濟對沖,該合同實際上會在需求方以較低價格提前簽約時向需求方返還收入。
在電力服務已實現去壟斷化的市場中,客戶有權與自己選擇的供應商簽訂固定費率的長期合同。作為一名居民用戶,我在2024年初簽署了一份為期五年的固定費率合同,合同價格遠低于當前市場的實時定價。然而,根據我的經驗,大多數客戶購買電力的方式卻更像購買汽油:何時需要就何時到加油站加油,或者在本例中,何 時用電就何時到電表前繳費。盡管這些客戶未必直接面對即時市場價格,但若未主動做出選擇,他們所默認采用的這種電力產品所提供的保護程度,大致相當于給汽車油箱加滿油后,直到下次按當時市場價付款之前,都能獲得的保障。
在這個市場上,資產負債表雄厚的大型客戶——比如數據中心——往往最愿意簽署長期電力購售協議,因為能源對其商業模式而言是至關重要的投入要素。隨著人工智能熱潮加速發展,大型核電站紛紛積極爭取與這些大客戶簽訂發電合同。僅僅過了短短幾年,鑒于普通消費者對電價承受能力的擔憂,新晉大型用戶與傳統發電企業達成合作的模式,似乎有點像丹尼爾·普萊恩維尤當眾宣布“奶昔已被喝光” ( 這一典故來自 電影《血色將至》 , 丹尼爾·普萊恩維尤是電影中的主角,一個冷酷無情的石油大亨 ,他 向競爭對手解釋石油開采的原理:用自己的長吸管插入對方的 ‘ 奶昔 ’, 把對方的石油吸干 ——視知產研院注 ) , 就在那些不太知道他們在玩什么游戲的人的鼻子底下。
無論法律上如何界定——畢竟,任何未簽約的電力供應都屬于公開市場上可供任何人自由購買的資源——這種局面顯然在政治上難以接受。如今,無論是超大規模云服務商還是發電行業,幾乎所有人都已意識到這一點——盡管他們只是剛剛嘗到了這杯“奶昔”的滋味;再次強調,供電用戶保護承諾正是對這一政策共識的確認,盡管尚未涉及具體細節。
有人聲稱,競爭性電力市場的混亂局面印證了美國許多州長期存在的現象:即一種公用事業壟斷,其業務范圍不僅涵蓋電網的桿塔和線路,還延伸至電力供應的各個環節。然而,這種“補救”措施其實是一種幻象,因為在當前形勢下,“監管”作為一項消費者保護手段本身也是一場幻覺,原因至少有兩點。首先,一家“受監管”的公用事業企業的發電資產,其天然氣采購渠道與任何商業發電企業一樣,都來自一個商品化且監管寬松的上游市場。在一個壟斷企業中,垂直整合的限度終究是有限的;而美國早在兩代人之前便已放棄了對天然氣和石油的經濟監管,在這一過程中,天然氣行業的生產徹底擺脫了受監管公用事業部門的束縛。
隨著水力壓裂技術的興起,這種拆分重組正是行業得以迅速開發氣田的關鍵所在。盡管 永遠不要說永遠 ,但對天然氣和石油實行價格管制的可能性恐怕已不大可能重現。實際上,我們經常看到公用事業公司把其固定客戶群視作在這一市場中采購燃料的“保險單”。令人難忘的是,2021年冬季風暴“尤里”來襲時,俄克拉荷馬州一家公用事業公司在短短一周內用于購買天然氣的支出,竟超過了其整個公用事業系統所投入的資本總額。然而,結果并未像在競爭性市場中那樣導致該企業破產,而是獲準將這筆巨額成本轉嫁給用戶。得益于俄克拉荷馬州監管機構的寬容政策,這些用戶正通過未來二十多年里每月約7美元的附加費逐步償還這筆費用。公共事業監管猶如一把雙刃劍: 在困難時期 ,它往往更多地保護著受監管的企業,而非消費者自身。
接下來,我們不妨回顧一下歷史,思考為何政策制定者在許多地方開始“放松對發電行業的監管”,因為這一歷史進程至少與當前局面有著某種相似之處。20世紀70年代和80年代,原材料價格飆升與資本成本不斷攀升同時發生。起初,這似乎并不值得過多擔憂。自二戰以來,電力需求一直保持穩健增長,制造業和郊區化也迎來了一個全新時代。為了追逐這種增長,公用事業公司通過平均成本定價機制,將這些日益高漲的成本轉嫁到電價中,導致成本的分子部分急劇膨脹。然而,隨后消費者需求開始下滑,公用事業公司卻缺乏足夠的分母來分攤這些成本。由此形成的惡性循環——電價持續上漲、發電廠紛紛停運——使整個行業陷入長達一代人的低迷狀態。少數幾家知名公用事業公司破產倒閉,但更普遍的現象卻是政府接連出手救助那些被認為“大到不能倒”的公用事業企業,以避免其徹底崩潰。從那段慘痛的歷史中得出的關鍵政策啟示包括:限制公用事業壟斷企業的規模,并將發電投資業務交由私人開發商負責,讓他們自行承擔相關風險。盡管人們對隨后興起的商業電力行業不乏批評之聲,但該行業的破產與救助比例卻相當高,大量風險投資或投資失誤的風險最終都由管理層獨自承擔。
五十年前,受監管的公用事業盡管亟待改革,但至少還在追逐著廣泛分布于眾多客戶群體的、主要由內生需求驅動的增長,而這種需求隨著整體經濟的下滑而減弱。而在當前這一時代,需求增長高度集中于單一領域,風險進一步加劇。因此,說公用事業是數據中心所消耗電力不可或缺的合作伙伴,充其量不過是一種勉強成立 的說法。
更糟糕的是,有跡象表明,部分公用事業公司一反其壟斷時的慣常態度,意識到它們現在必須在某種程度上參與競爭,爭取規模最大、質量最高的超大規模數據中心業務。通常情況下,人們應該為這種擺脫壟斷帶來的懈怠態度的轉變而歡呼,但由于公用事業公司也擁有無需競爭的客戶群體,因此存在這樣一種風險:它們可能會以各種微妙的方式利用傳統客戶,來規避為數據中心提供服務所固有的風險。一旦這種情況發生,即使是一些精明的公用事業監管機構也可能渾然不覺。事實上,一些風險提案甚至可能被包裝成消費者保護措施。
以弗吉尼亞州的 Dominion Energy 為例,這家公用事業公司迄今已為美國數據中心最集中的地區提供服務。近日,該公司獲得了監管部門的批準,得以實施一種以發電為重點的輸電安全協議,即上文所述的協議。根據這一安排,新接入的大型客戶——規模超過25兆瓦的用戶——必須按平均嵌入式成本費率支付電費,且該費率至少為其最大容量的60%,無論其在用電高峰時段的實際用量如何。此項協議為期十四年, 且為 “ 照付不議 ”合同。從多個角度來看,這都是一個糟糕的主意,不幸地反映出整個行業正在興起的一種思維模式:將一些有害的理念包裝成消費者保護措施,但仔細審視便會發現,這些所謂的“保護措施”其實根本算不上什么保護。
Dominion Energy 新的電價結構以一種微妙的方式將成本和風險 轉嫁給了現有客戶。 雖然一份涵蓋 60%需求、為期 14 年的照付不議合同讓人感覺資金面臨風險,但這些條款與新建電廠的全部成本和使用壽命并不完全一致。Dominion 公司實際上是在讓自己,或者更確切地說是讓其他客戶承擔巨大的尾部風險。更重要的是,由于該費率基于 Dominion 公司向所有客戶收取的發電容量費用,該公司將過去為老客戶進行的投資與為滿足不斷增長的需求(例如數據中心)而新建發電設施的更高增量成本混為一談。因此,除了無法有效對沖風險外,該費率結構還將老客戶投資的收益重新分配給了那些并未為此付費的客戶。
另一方面,具有諷刺意味的是,這種照付不議的條款過于苛刻,以至于產生了扼殺 Dominion 公司在其服務區域內競爭的惡劣后果。根據弗吉尼亞州的法律,大型客戶可以從第三方獲取電力供應;然而,按照 Dominion 公司新制定的費率,這類客戶實際上將支付兩倍費用:既要向第三方全額支付發電容量的運費,又要向 Dominion 公司支付最低需求電費——即便該公用事業公司并非實際的 電力 供應商。
當監管成為你的核心業務時,你通常會練就一身真功夫。 Dominion 公司便是如此:它借助公用事業監管機制,重新將一個曾有一定競爭空間的地區變為獨家壟斷局面,并在此過程中,將重大尾部風險集中到了一批忠實客戶身上。這 這家公用事業公司將此包裝成消費者保護和經濟發展的結合:這是一種經典的監管策略,隨著時間的推移,它已成為少數以這種“表演式”監管而聞名的公用 事業公司的商業模式。一位分析師對 Dominion 公司大加贊賞,稱其為“一個簡單而有吸引力的東南部地區費率基礎和銷售增長故事”,并指出其構成回報基礎的資本資產在五年內實現了 9%的復合年增長率,而且存在監管“調整條款”,允許其在無需正常監管程序的情況下轉嫁 75%的 成本給消費者。
七
“自備”是強制性要求,而非建議
相比之下,不妨考慮一種替代性的監管政策:要求數據中心僅通過非公用事業供應商滿足其能源需求。同樣,在這種情形下,傳統公用事業公司被禁止向數據中心供應能源,而只能專注于本文第一部分所描述的已然復雜的電網基礎設施業務。那些不受監管的供應商并無固定客戶群,它們與數據中心之間的風險分擔唯有二者之間可達成協議。這種風險分擔是通過雙方作為成熟市場主體之間簽訂的獨立合同條款來實現的,而非由公用事業委員會主導的監管程序。無論初衷如何良好,經濟監管過程都可能成為風險轉嫁給其他客戶的渠道,正如 Dominion 公司的案例所示。正確理解這一政策——即為人工智能企業采用非公用事業供電模式,有時也被稱作“自帶發電”(BYOG , Bring Your Own Generation )——正是“電力用戶保護承諾”真正尋求的解決方案。
問題依然在于,如何確保該行業的投資真正能夠跟上需求實際增長的步伐。無論你對受監管的公用事業持何種看法,只要監管機構允許,它們總會為你建起一座“金字塔”——只不過這可能需要 一段時間,而且其代價將主要由非受益者承擔。然而,對于處于競爭之中的生產商而言,正如亞歷克斯·布朗齊尼-文德在本刊所指出的,“ 資本更害怕生產過剩,而不是短缺 。” 這一觀察尤其適用于大宗商品市場——在這些市場中,一系列產品采用邊際成本定價, 買賣雙方都認可這些商品具有可替代性 。
在電力市場中,這種動態現象司空見慣,即便政府監管機構為市場定價設定了上限和下限。在PJM約1.6億千瓦發電容量的市場中,價格上限與價格下限之間的差額僅幾千兆瓦。 任何擁有眾多老舊電廠的現有發電企業都不愿犯雙重錯誤:一方面投入投機性資本建設新電廠,導致市場價格暴跌,最終不僅無法從新投資中獲得利潤,還會減少老舊電廠的收益。
事實上,電力行業的高管們早已見識過這一幕。 每一家傳統發電企業,無論是作為公司實體還是其重要管理人員,都曾經歷過由類似因素引發的破產。因此,如果他們想要進行任何建設,就必須確保新增需求能夠支付新投資,同時又不損害現有投資。 這正是BYOG模式的魅力所在——如果將其作為一項監管要求加以推行,就能清晰界定發電領域的投資機遇,尤其是在與前述某種方法相結合、明確劃分電網接入權的情況下。這樣一來,BYOG所依賴的私人資本便能順利跨越數據中心市場的門檻,而該市場的需求預測之樂觀,甚至已呈現出看跌的態勢。
迄今為止,BYOG模式下最清晰的鈴聲已在PJM市場響起 。 就 在發電容量期貨價格開始上漲之際,賓夕法尼亞州州長喬什·夏皮羅向聯邦能源監管委員會(FERC)投訴 PJM,這個向來不習慣重大政治反彈的官僚機構最終屈服,大幅降低了拍賣價格上限 。 其理由是:若不設價格上限,現有發電廠——它們與PJM拍賣中的所有資源一樣,都將按市場清算邊際價格獲得報酬——將坐享意外之利。然而,這一新的價格上限甚至低于新建發電廠的準入成本。因此,一個顯而易見的結論便是:新增發電能力將不得不通過正常市場之外的渠道來獲取。
設定價格上限進一步挫傷了發電開發商的積極性。為重振這一積極性,國家能源主導委員會召集了來自兩黨的各地區州長——其中包括多位有望角逐民主黨總統候選人提名的政界人士——共同簽署了一份“原則聲明”。該聲明呼吁在PJM常規拍賣之外另設一場獨立的拍賣,專門用于向新的發電能力授予為期十五年的合同。這些新采購的資金將由新建的數據中心支付,而非其他客戶。
這一做法與另一大數據中心市場——德克薩斯州的ERCOT所采取的做法形成鮮明對比。在那兒,政策制定者也表達了類似關于BYOG的觀點,但迄今為止,這些表態尚未配套出臺相應的監管措施,以強制實施積極的BYOG政策。
與此同時,在超過一半的其他州,數據中心根本無法自主實施BYOG,原因在于公用事業壟斷企業在提供這項服務方面始終占據主導地位。在這些位于美國東南部、中西部和西部的州,BYOG能 否落地,完全取決于當地公用事業公司是否愿意接納第三方合作模式,以滿足數據中心的需求。通常,這意味著數據中心需向公用事業公司支付過高的費用,或讓公用事業公司在新發電項目中持有股權。更令人擔憂的是,這些成本與風險可能悄然混雜在公用事業公司為其他客戶提供的服務所依賴的資產負債表中。 因此,如果所謂的 BYOG 政策需要受監管的公用事業公司進行投資,那么它根本就不是真正的自建電網。
要使 BYOG 政策切實履行選民保護承諾,必須具備若干關鍵要素。 首先,在大多數對終端用戶電力供應實行壟斷的地區,州立法機構擁有一個難得的機會,既能促進投資又能保護用戶。他們可以賦予轄區內的數據中心自行采購電力的權利。包括猶他州和西弗吉尼亞州在內的一些歷來對公用事業服務實行壟斷的州,最近已朝著這個方向邁出了步伐。
其次,實現發電領域的去壟斷化,并不能保證吸引相關投資。事實上,正如上文所述,競爭性環境反而可能促使人們捂緊錢包、謹慎投資。因此,BYOG模式的一個關鍵要素在于,不僅要將這一權利變為一種權利,更要將其轉化為一種義務。像PJM這樣的市場可以制定并積極落實相關要求,確保那些與數據中心簽訂零售服務合同的供應商,必須擁有長期且實體化的資產作為合同履約的支撐。
第三,任何 BYOG 政策 都需要解決其主要缺陷,即可能無法充 分利用系統中存在的剩余容量,而這些容量在電網運行的大部分時間(高峰時段除外)都是可用的。 因此,允許數據中心在從自身站點或周邊其他客戶處獲取靈活運營電力的情況下,免于履行新建設施的強制要求,這是任何高效BYOG監管政策不可或缺的一項規定。同樣,還應適當考慮那些雖已存在但若以完全依靠“新增”發電來滿足新數據中心需求的模式,則實際上將面臨退役風險的發電資源。這些存量資產可作為連接新舊發展的橋梁。在以往將發電視為一種可隨意替代的商品的世界里,這些復雜而細致的限定條件本無需存在。然而,在當前的政治背景下,這列火車早已駛離了車站,我們只能寄望它最終能駛向一個真正值得前往的目的地。
簡而言之,合理的BYOG政策是指,數據中心必須承擔一定的義務,即提供新的發電能力或更有效地利用現有電網的閑置部分,以此作為數據中心并網的前提條件。通過賦予能源供應商一定的自主選擇權,使其能夠以一定的方式滿足新增需求——例如增加容量或付費釋放現有容量 ——精心設計的BYOG政策還可以鼓勵這些非公用事業的中間供應商在亟需創新的行業中發揮創造力。
電力零售的競爭性發展遠不及其他行業。但在電信等其他行業,零售商會以不同的模式銷售聯合基礎設施,力求最大限度地提高其經濟效益。Mint Mobile 轉售 T-Mobile 的容量,Priceline 則提供酒店客房折扣;圍繞著如何從大量固定成本投資的剩余容量中尋找空間并確保其得到充分利用,已經形成了一個完整的產業。
電力行業的差異化服務最終可能呈現多種形式:靈活需求;由現場備用電源而非公共電網提供可靠性的需求;或在已實現完全簽約的變電站中,由附近住宅和企業安裝的電池釋放出的容量所支撐的穩定需求。 實現所有這些目標的關鍵在于采用BYOG模式,該模式以積極尋求此類解決方案的創新型零售供應商為基礎。
八
邁向更公平的體系
不存在這樣一個世界:數據中心的需求與日常電力消費者的用電需求完全隔絕。 即使我們通過公開招標的方式分配電網接入,或者要求數據中心自帶容量或在電網中占用空間,滿足這些需求的材料和燃料仍然會受到來自數據中心和普通用戶的需求影響。要避免這種情況,需要采取非常規的價格管制措施,而考慮到人工智能的重要性及其作為網絡本身的固有特性,堅持這種隔離是荒謬的。
然而,上述方法為維護“用戶保護承諾”提供了一條清晰的途徑。它們也為數據中心計算能力這一美國國家優先發展領域提供了一種加速發展的方案,同時又不損害普通用戶的利益。盡管美國電力行業的辯論常常圍繞壟斷和競爭兩種商業模式展開,但敏銳的觀察者或許會忍不住對這兩種模式都嗤之以鼻,因為它們在關鍵時刻都行動遲緩。
無論其組織原則如何,該行業過去常常與國家利益保持一致。現在是時候讓它再次這樣做了。
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