AI 的盡頭會是能源嗎？

為解決當(dāng)下日益突出的數(shù)據(jù)中心供電不足問題，瑞士公司 FlexBase 提出了一種全新的解決方案：在數(shù)據(jù)中心下方直接部署配備釩液流電池（VFB，Vanadium Flow Batteries）作為儲能系統(tǒng)。

該項(xiàng)目由 FlexBase 公司與與英國電池公司 Invinity Energy Systems（以下簡稱 Invinity）合作，后者將提供 1.5GWh（吉瓦時）的儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)計劃在后續(xù)階段擴(kuò)展至 2.1GWh，有可能成為全球最大液流電池裝置之一。

（來源：Invinity Energy Systems）

目前，釩液流電池系統(tǒng)正在瑞士與德國邊境的城鎮(zhèn)勞芬堡（Laufenburg）建造中，根據(jù)合作計劃，該項(xiàng)目將于 2028 年夏季正式投入使用。消息公布當(dāng)日，Invinity 股價一度暴漲 53%。

數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)變：從搶電到幫電網(wǎng)調(diào)峰

根據(jù)國際能源署（IEA）在 2026 年 4 月發(fā)布的《能源與人工智能的關(guān)鍵問題》（Key Questions on Energy and AI）[1] 預(yù)測，2030 年后數(shù)據(jù)中心電力需求可能出現(xiàn)更高的增長。數(shù)據(jù)中心的電力消耗量將從 2025 年的 485TWh（太瓦時）增長到 2030 年的 950TWh，增長比例接近翻一番。

圖丨2020-2035 年數(shù)據(jù)中心用電量（來源：IEA）

與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行不同，當(dāng)下，AI 的發(fā)展正在改變數(shù)據(jù)中心用電的結(jié)構(gòu)。AI 訓(xùn)練和使用模型的情況下，會為電網(wǎng)容量帶來的巨大壓力，這可能會導(dǎo)致電力負(fù)荷短期內(nèi)的大幅度波動。

在許多國家，由于可再生能源項(xiàng)目和大型電力用戶爭奪有限的電網(wǎng)容量，電網(wǎng)正面臨擁堵問題，并有可能需要數(shù)年排隊(duì)等待電網(wǎng)接入。因此，數(shù)據(jù)中心對供電的需求不僅是足夠的量，更重要的是高穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)供電。

儲能對于保障電力供應(yīng)的可靠性至關(guān)重要。據(jù) IEA 預(yù)測，到 2030 年，全球數(shù)據(jù)中心預(yù)計將安裝電池儲能系統(tǒng)約 20GW 至 25GW，這些數(shù)據(jù)中心有望成為電網(wǎng)資產(chǎn)。

釩液流電池，為何適配 AI 數(shù)據(jù)中心？

當(dāng)前，全球儲能市場仍然以鋰離子電池為主導(dǎo)。因此，F(xiàn)lexBase 選擇釩液流電池作為數(shù)據(jù)中心的儲能系統(tǒng)，似乎是一種“非主流”的選擇。

兩種電池體系的儲能方式有顯著區(qū)別：鋰離子電池是將能源存儲在電池單元中，而釩液流電池則將能量存儲在外部儲罐中的液態(tài)電解質(zhì)中。

長期以來，釩液流電池的局限性是目前仍處于商業(yè)早期階段，成本比鋰電池高。另一方面，由于能量密度較低，電池體系體積更大，因而應(yīng)用范圍有限，例如不適用于電動汽車等領(lǐng)域。

（來源：Invinity Energy Systems）

但是，AI 數(shù)據(jù)中心可能發(fā)展成為釩液流電池的新市場，這與它的幾個優(yōu)勢密不可分。

從安全性來看，釩液流電池的熱失控風(fēng)險低于鋰電池，因此其在選址、施工和社區(qū)接受度方面具備優(yōu)勢，從這方面來看，其更適合靠近數(shù)據(jù)中心部署。此外，如果想對釩液流電池儲能擴(kuò)容，僅通過增補(bǔ)電解液即可，適應(yīng)數(shù)據(jù)中心分期建設(shè)的需求。

在電池壽命層面，鋰離子電池的持續(xù)時間約 1-2 個小時；而釩液流電池每天可多次充放電，不容易出現(xiàn)顯著的性能衰減。并且持續(xù)更長，例如 Invinity 的系統(tǒng)稱，其系統(tǒng)的持續(xù)放電時間可達(dá) 10 小時，使用壽命理論達(dá) 30 年以上。

液流電池高循環(huán)壽命與長時儲能（LDES，Long-Duration Energy Storage）的特性，有望平抑 AI 計算帶來的波動性電力需求，并為電網(wǎng)提供穩(wěn)定服務(wù)。

（來源：Invinity Energy Systems）

為確保并網(wǎng)或避免限電，數(shù)據(jù)中心開發(fā)商越來越需要“自帶電源”。這意味著，需要同時部署太陽能和風(fēng)能，以提供清潔、經(jīng)濟(jì)高效但間歇性強(qiáng)的電力。除了釩液流電池，大型科技公司也在探索其他非鋰長時儲能方案。

例如，今年 2 月，谷歌與 Xcel Energy 公司合作支持其數(shù)據(jù)中心建設(shè)，在明尼蘇達(dá)州中建設(shè)了 1,400MW（兆瓦）的風(fēng)力發(fā)電和 200MW 的光伏項(xiàng)目，同時落地鐵空氣儲能方案。鐵空氣儲能系統(tǒng)由初創(chuàng)公司 Form Energy 開發(fā)，基于鐵與氧氣發(fā)生反應(yīng)來儲存和釋放能量，該系統(tǒng)為 300MW/30GWh 長時儲能配置，儲能時長預(yù)計可達(dá) 100 小時。

今年 4 月，Meta 與 Noon Energy 公司達(dá)成協(xié)議，預(yù)訂了 1GW/100GWh 的超長時儲能項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在通過 Noon 的模塊化、可逆固體氧化物燃料電池 100 小時以上的儲能系統(tǒng)，為 Meta 下一代人工智能數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提供持續(xù)可靠的電力。

此外，英國國家電網(wǎng)聯(lián)合英偉達(dá)等企業(yè)開展測試，驗(yàn)證 AI 數(shù)據(jù)中心適配電網(wǎng)電力波動的能力。實(shí)測顯示，“約 100 塊英偉達(dá)芯片可在 1 分鐘內(nèi)降低三分之一以上，且不會中斷關(guān)鍵的計算任務(wù)”。

為適配電網(wǎng)的運(yùn)行，數(shù)據(jù)中心正從傳統(tǒng)的“耗電大戶”向更靈活的電網(wǎng)可調(diào)負(fù)荷資產(chǎn)轉(zhuǎn)變。未來，下一代 AI 基礎(chǔ)設(shè)施比拼的，可能是在電網(wǎng)最緊張時，是否依然擁有高穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)供電的能力。

參考資料：

https://www.iea.org/reports/key-questions-on-energy-and-ai

https://www.ft.com/content/1984bd92-1457-4ff1-abf0-dde6ea9dde95

https://invinity.com/invinity-selected-to-design-gwh-scale-vfb-system

https://www.energy-storage.news/flow-batteries-hold-potential-for-ldes-but-industry-shows-mixed-fortunes-so-far

https://www.fastcompany.com/91500104/google-minnesota-data-center-electric-bills

https://www.noon.energy/post/noonenergyandmetapartnership

運(yùn)營/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成