当数字需求导致电力短缺：数据中心如何将弗吉尼亚州的能源供应推向崩溃边缘

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发布日期：2026年7月6日 / 更新日期：2026年7月6日 – 作者： Konrad Wolfenstein

当数字需求导致电力短缺：数据中心如何将弗吉尼亚州的能源供应推向崩溃边缘——创意图片：Xpert.Digital

人工智能停摆：为什么学校需要节约用电，以便 Meta 等公司的服务器能够运行。

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电价飙升：弗吉尼亚州数据中心之都揭示了人工智能的未来

弗吉尼亚州是无可争议的全球数字时代中心——没有哪个地方的数据中心像这里一样如此集中。然而，人工智能对能源的巨大需求推动了前所未有的繁荣，如今却带来了沉重的代价。在曾经以税收优惠和热情欢迎科技巨头的美国亨里科县，学校和政府机构现在不得不实行限电。原因在于：电价飞涨。这一案例揭示了一个令人不安的系统性市场失灵。科技行业攫取巨额利润的同时，必要的电网扩建所需的巨额基础设施成本却转嫁给了普通民众。从批发价格的急剧上涨和停电的威胁，到当地居民面临的巨大健康风险，弗吉尼亚州生动地展现了当能源供应的物理极限与科技行业的无节制扩张发生碰撞时会发生什么。这是一个警示故事，预示着未来世界其他地区也可能面临同样的境况。.

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这听起来像是反乌托邦小说里的寓言：美国弗吉尼亚州亨里科县多年来一直以数字经济先驱自居，如今却向教师和行政人员发送邮件，要求他们在晚上关灯。这并非因为节俭是一种美德，而是因为电费太贵了。自2026年7月1日起，亨里科县的电价上涨了24.9%，每年将使公共预算额外支出500万美元。县长约翰·维图尔卡斯在6月26日的邮件中列出了具体措施：关闭电脑、拔掉充电器、拉上百叶窗、停止使用电暖器。一台电暖器每年就要花费该县高达300美元。官方对这封邮件的解读令人匪夷所思：它不仅关乎省钱，更体现了一种“具有环保意识的开拓精神”。然而，其背后的真相却远没有那么浪漫。.

亨里科县并非自身落后的受害者。恰恰相反：该县积极招商引资，加快审批流程，在白橡树科技园提供价格合理的土地，并提供税收优惠。目前已有37个数据中心投入运营，其中包括占地超过350英亩、拥有250万平方英尺可用空间的Meta大型园区。另有至少17个项目正在筹备中。亨里科县按照经济发展教科书的建议行事——如今却要付出教科书始料未及的代价。为私人投资铺平道路的公共基础设施，如今却要承担自身成功的代价。.

弗吉尼亚州的特殊角色：世界数字基础设施之都

要了解亨里科县，就必须了解弗吉尼亚州。弗吉尼亚州是全球数据中心最集中的地区，这一点毋庸置疑。仅北弗吉尼亚地区，即费尔法克斯县和劳登县周边地区，据估计就拥有超过500个数据中心，并且根据一些资料显示，该地区处理着高达70%的全球互联网流量。亨里科县和白橡树科技园是这一生态系统中新兴的卫星城，其吸引力在于相对较低的地价、高速光纤连接（可直接接入MAREA、BRUSA和Dunant等跨大西洋海底光缆）以及来自Dominion Energy的两条230千伏输电线路。这种地理优势使得弗吉尼亚州如今不仅是全美的科技实验室，也是能源政策的实验室。.

该地点的吸引力有其坚实的经济原因。弗吉尼亚州为数据中心提供了全美最全面的税收优惠政策之一：投资至少1.5亿美元并创造50个就业岗位的运营商可免缴服务器硬件和软件的州销售税和使用税。据参议院估计，这项规定在2025财年使弗吉尼亚州损失了约19亿美元的税收收入。支持者则反驳说，过去两个财年，该行业已创造了超过21亿美元的税收收入，并提供了数万个高薪就业岗位。根据一项州政府研究，弗吉尼亚州每提供1美元的税收减免，就能带来相当于6.10美元的劳动收入——在所有州经济刺激计划中，其性价比排名第二。这一争论是激烈政治争论的核心，这场争论几乎使弗吉尼亚州在2026年春季陷入预算危机。.

结构性定价：批发市场如何失衡

亨里科县正在经历的价格上涨并非局部现象，而是美国最大电网——PJM互联电网——根本性市场失灵的体现。PJM互联电网为13个州和华盛顿特区供电，服务人口约6700万，目前正面临结构性失衡。PJM的独立市场观察机构Monitoring Analytics报告称，2026年第一季度批发电力价格从上年同期的每兆瓦时77.78美元上涨至136.53美元，涨幅高达75.5%。该市场观察机构的表态异常直白：数据中心的增长是这一趋势的主要驱动因素，而价格后果“重大且不可逆转”。.

容量市场（即电厂运营商竞相拍卖其供电意愿的市场）经历了更为剧烈的波动。容量价格在短短两年内上涨了十倍，从2024/2025年度的每兆瓦日28.92美元涨至2026/2027年度的329.17美元。与此同时，PJM电网历史上首次出现系统性供电缺口：2027/2028年度的已保障容量缺口约为6523兆瓦。监测分析公司（Monitoring Analytics）量化显示，仅数据中心负荷在容量市场造成的消费者额外成本在2025/2026年度就高达约93亿美元。从2026年6月起，这一数字每年将额外增加14亿美元。.

对于亨里科县而言，这意味着其电力将通过弗吉尼亚能源采购政府协会 (VEPGA) 采购。该协会负责为 Dominion Energy 服务区域内的当地政府、学区、城市和公共机构集中采购电力。VEPGA 谈判达成的新合同直接反映了批发价格的变动：自 2026 年 7 月 1 日起，电价将首先上涨 24.9%，随后在 2027 年 7 月至少再上涨 12%。由于公共部门无法转移或对冲其电力需求，因此将承担全部市场风险。.

2026年1月至5月：统计数据如何演变为预算问题

VEPGA合同中的数据已反映在最新的批发电力数据中。据监测分析公司（Monitoring Analytics）的数据显示，2026年1月至5月期间，数据中心网络区域的批发电力价格同比上涨62.7%。其中超过74%的涨幅直接归因于数据中心的电力需求。具体而言，这意味着仅这一需求就在2026年前五个月推高了每兆瓦时的批发电力价格11.26美元。累计而言，PJM在2026年前五个月的总网络运营成本增至400亿美元，较上年同期的238亿美元增长了68%。其中，38亿美元直接归因于数据中心带来的额外成本。.

对于公共机构的财政政策而言，这些抽象的市场变量具有直接意义。学区、市政当局和州政府机构不能简单地通过提高价格将能源成本转嫁给消费者——他们要么必须找到其他节约开支的方法，要么提出在政治上难以站得住脚的增税方案。在亨里科县，这最初意味着要诉诸于每个人的本能：关灯、关电脑、收起电暖器。这些措施是否真的能像预期那样每人节省150到300美元尚存疑问——这个目标的象征意义与实际数字意义同样重要。它提高了政府的意识，让他们突然意识到电网不再是理所当然的。.

2026年7月，PJM地区的热浪进一步加剧了电力供应紧张的局面，引发了又一次压力测试。路透社7月初报道称，PJM不得不启用额外的化石燃料储备电厂，以防止在应对热穹顶期间出现停电。在此期间，北弗吉尼亚的批发电力价格一度飙升至每兆瓦时2000美元以上。因此，盛夏时节可能再次给亨里科县带来意料之外的额外负担，而这笔负担并未纳入当前的预算。.

对行业的另一种看法：是替罪羊还是结构性问题？

如果不考虑数据中心自身的视角，分析就不完整。数据中心联盟弗吉尼亚州政府关系主管妮可·莱利已明确阐述了行业的立场：数据中心行业为消耗的每一千瓦时电力付费，而且两党研究一致得出结论，数据中心并不会推高能源价格。劳伦斯伯克利国家实验室和联合实验室分析中心（JLARC）也认同这一评估。事实上，数据中心扩张与电价之间的关系在方法论上比简单的因果关系陈述要复杂得多。.

数据中心确实需要为消耗的电力付费——这是事实。然而，问题不在于能源消耗本身，而在于满足这些需求所需的基础设施投资。Dominion Energy公司必须投入巨资开发新区域、建设新变电站、升级输电线路并获取备用容量。根据弗吉尼亚州现行法规，在特定保障措施生效之前，这些基础设施成本最初将转嫁给所有用户。Dominion公司发言人艾莎·汗本人也承认，虽然未来针对大型用户的电价将涵盖更大比例的成本，但这并不能追溯抵消2026年实施的电价上涨。.

那些未能证实价格驱动效应的研究，主要针对的是数据中心增长率尚不高的早期分析时期。而监测分析公司（Monitoring Analytics）对2026年的预测，其规模之大，已远远超出现有模型的预测。容量价格上涨十倍，第一季度就出现供应缺口，而且一位独立市场观察员明确评估认为这种情况“不可逆转”——这并非政治观点，而是市场机制使然。数据中心联盟则认为，影响费和新增税收最终将转嫁给企业和消费者，从而增加数字经济的整体成本。.

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亨里科县的问题并非孤立的局部事件，而是全球性趋势的早期征兆。高盛预测，到2027年，美国数据中心的电力消耗将从31吉瓦翻一番，达到66吉瓦。Bloom Energy在2026年1月发布的一份报告甚至预测，2025年至2028年间，美国数据中心的总能源需求将从80吉瓦增至150吉瓦——这一增幅大致相当于西班牙的能源消耗总量。美国能源信息署（EIA）预计，以数据中心为主要驱动力的商业部门，其电力消耗在2026年将增长5%——远高于每年2%的历史平均水平。.

美国能源部在一份报告中指出，2023年数据中心已消耗了美国总用电量的4.4%，预计到2028年这一比例将上升至12%。国际能源署（IEA）预测，全球数据中心的用电量将从2024年的415太瓦时增长到2030年的945太瓦时。这一规模远远超过了以往对电网容量的预期，因为电网的设计是基于20世纪的工业用电模式。彭博行业研究计算得出，仅美国数据中心的用电需求在2025年就可能增长20%至40%，并且到2030年将持续保持两位数的增长。.

造成这种能耗激增的技术根源在于新型人工智能工作负载的架构。传统云应用产生的负载相对稳定，而人工智能训练和推理任务则需要极高的功率密度。现代GPU服务器机架的能耗是其前代产品的数倍。数据中心不仅数量不断增加，而且单位面积的能耗也越来越高——这一现象给网络规划带来了全新的挑战。.

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监管框架能做什么，不能做什么

弗吉尼亚州已通过监管工具应对压力，这些工具既展现了优势，也暴露出明显的局限性。2025年11月，州企业委员会（SCC）批准了Dominion Energy公司客户的电价上涨，自2026年起每月上涨11.24美元，但同时驳回了该公司提出的进一步涨价请求，并将允许的股本回报率从10.4%下调至9.8%。与此同时，弗吉尼亚州还推出了新的GS-5电价等级，适用于装机容量为25兆瓦或以上的大型用户，该等级自2027年1月起生效，要求这些用户至少接管其85%的输配电容量和60%的发电容量。在决定中，SCC明确承认，数据中心的增长带来了“几十年来，甚至有史以来”都未曾见过的挑战。.

问题在于时间上的不对称：新的保护性法规要到2027年才生效，而成本影响最早在2026年就会完全显现。对于亨里科县以及Dominion Energy服务区域内的数千个其他市政当局来说，这种时间滞后代价高昂。而州预算方面的情况则更加复杂。几个月来，弗吉尼亚州参议院和众议院一直在争论数据中心的税收豁免应该在2027年还是2035年到期——这一差异将使该州每年损失超过19亿美元的财政收入。最终，参议院同意采用一种新的基于影响的方案：对数据中心柴油发电机征收分级费用，费用根据发电量和排放量而定，预计从2027年1月开始每年可产生约8.5亿美元的收入。数据中心游说团体称其为“换汤不换药”。.

健康、噪音和生活质量：隐形账单

尽管经济方面的争论主要围绕着千兆瓦的发电量和数十亿美元的投入，但问题还有第二个难以量化的层面：那就是这些设施附近居民的生活质量。乔治·梅森大学于2026年2月在《气候前沿》（Frontiers in Climate）期刊上发表的一项研究分析了弗吉尼亚州北部数据中心对健康的影响，并将空气、噪音和水污染列为严重的风险因素。该研究指出，长期影响包括呼吸系统疾病、心血管疾病、精神健康问题、中风、糖尿病以及不良妊娠结局的风险增加。.

空气污染是最紧迫的问题：弗吉尼亚州严重依赖化石燃料发电。此外，在停电或用电高峰期启动的柴油发电机组，可能在几天内就达到其年度最大允许排放量。加州大学河滨分校的任绍磊估计，到2028年，美国数据中心造成的空气污染每年可能给民众带来超过200亿美元的健康损失，并导致每年约60万例哮喘病例和1300例过早死亡。埃琳娜·施洛斯伯格领导着一场反对弗吉尼亚州数据中心无序扩张的公民运动，她直言不讳地总结了这一困境：要么停电，要么呼吸污染——没有中间地带。弗吉尼亚州布里斯托的唐娜·加兰特报告说，谷歌数据中心的负载测试导致她家震动，引发了她的恐慌症。在威廉王子县，一个由三名法官组成的小组于 3 月份叫停了马纳萨斯国家战场公园附近一个占地 2100 英亩的数据中心项目后，房主和公民团体组成了一个广泛的联盟。.

结构性问题：当基础设施成本社会化时

亨里科县和弗吉尼亚州冲突的核心可以用经济政策术语精确定义：这是典型的成本外部化问题。数据中心通过支持数字服务和人工智能应用创造私人价值，而这些服务的利润最终归科技公司所有。支撑这一价值创造的基础设施成本——网络扩建、容量储备、变压器、变电站——在现行监管框架下暂时通过一般电价社会化。学校、市政当局和私人家庭共同承担着一个几乎不给他们带来任何直接利益的行业的投资成本。在华盛顿特区，仅容量市场效应就导致私人家庭每月电费增加了约10美元。在亨里科县，纳税人正通过公共资金为社区自身所欢迎的繁荣支付数百万美元。.

这种悖论根深蒂固：一个地区在吸引数据密集型产业方面越成功，其自身社区的负担就越重，至少在监管框架彻底纠正成本分配问题之前是如此。亨里科县是这方面的先驱——既是成功的先驱，也是困境的先驱。该县拥有超过40个数据中心，数亿美元的投资，以及数千个建设和运营岗位。然而，县长却要求员工下班后随手关灯。这种并置并非讽刺——而是监管漏洞未能跟上技术扩张步伐的体现。.

这并非个例：地方问题的国家层面影响

亨里科县并非第一个，也绝非最后一个面临这种情况的地区。只要人工智能热潮与老旧的网络基础设施发生碰撞，这种局面便会重演。在弗吉尼亚州北部数据中心走廊的核心地带——劳登县，公民倡议已通过法律诉讼延缓或叫停了多个项目，其中包括价值约980亿美元的投资项目。在内布拉斯加州，一项立法提案正在审议中，该提案要求新建数据中心必须具备自给自足的发电能力，以减轻公众的负担。这一做法背后的逻辑在政治上显而易见，在技术上也日益可行：那些产生巨大电力需求的人也应该提供相应的发电能力。.

德克萨斯州计划到2028年建成超过40吉瓦的数据中心容量，比目前增长142%。德克萨斯州电网运营商ERCOT面临着与PJM类似的结构性挑战。亚马逊、谷歌、Meta和OpenAI在2025年秋季提出的按比例分摊基础设施成本的要求，是对政治压力的回应，但目前尚未形成具有约束力的电价结构。这仅仅是一项承诺，没有立即生效的效力。独立市场观察机构Monitoring Analytics明确建议，应要求数据中心提供自有新增发电容量，否则在电网负荷过重时应限制其发电量——否则，以牺牲公众利益为代价的财富再分配将迫在眉睫。.

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弗吉尼亚州和PJM电网的现状揭示了未来几年将加剧的三重紧张局势。首先，电力需求增长速度超过了新增装机容量的建设速度。PJM电网已经显示出2027/2028年的结构性供应缺口，而美国新建电厂的审批流程通常需要数年时间。其次，气候政策面临压力：如果电力系统承受更大的压力，尽管长期趋势是向脱碳过渡，但昂贵的化石燃料调峰电厂仍将运行更长时间。数据中心联盟指出，像亨里科县的Meta这样的运营商完全依靠专用太阳能发电厂提供的可再生能源供电。然而，这并不能解决容量市场的系统性问题，因为容量市场对有保障的容量做出反应，而不是对发电结构做出反应。第三，随着科技投资与普通家庭生活成本上升之间的联系日益明显，公众对人工智能热潮的支持面临削弱的风险。.

维图尔卡斯发给亨里科县员工的邮件内容简洁明了，远胜任何政治分析：我们县有37个数据中心，却要求老师们下课后关灯。这并非失败，而是经济转型期的真实写照：在尚未充分考虑基础设施成本的情况下，就大肆庆祝数字化带来的成果。只要成本核算尚未完成，学校员工就只能继续关掉屏幕，而恒温恒湿的服务器却在昼夜不停地运转——这些服务器的资金，正是那些收到县行政长官邮件的纳税人。.