本文来自微信公众号“电子发烧友网”，【作者】梁浩斌。
电子发烧友网报道（文/梁浩斌）最近，AI数据源中心缺电成为了海外科技巨头面临的最大问题。英国国家电网和电力监管部门表示，数据中心占到当前电网新需求的一半以上。而按照目前的规划，某公司计划在5年内接入19吉瓦的新设施，相当于目前英国用电峰值需求的约三分之一。
英国电力监管透露，自2024年11月以来，需求队列里的签约报装量激增。截至今年6月的可用数据，接入电网的需求从41吉瓦暴增至125吉瓦，其中输电需求暴增80吉瓦。需求总量已经达到目前英国用电峰值的两倍多。
而在缺电的大环境下，甚至出现了数据中心承包商大量投机性申请用电，导致很多即将投入建设的项目受到延误。
本周，微软CEO甚至透露，公司手上有大量GPU因为缺电以及缺数据中心机房，而遭到闲置。现在，全球数据中心缺电情况到底严重到什么程度了？
一边缺卡，一边缺电
根据摩根士丹利研究预测，2025-2030年美国数据中心电力缺口累计将达49GW，其中2028年单年的电力缺口预计就高达28GW生成式AI耗电量预计从2023年的约7TWh激增至2028年的393TWh。
与此同时，根据美国能源部（DOE）和S&P Global的报告，美国电网目前面临新增发电容量增长缓慢、传统能源下降、可再生能源波动、设备老化等问题，部分电网机组已经使用超40年，输电项目的平均并网时间超过3年。
巴克莱银行在本月发布的报告中提到，美国陈旧输电网络无法应对AI电力需求，数据中心行业正被迫建立自带电源的“孤岛化”项目，但AI工作负载的极端功率波动对独立电力系统稳定性构成前所未有考验。
因此，美国多家科技巨头在本土建设的数据中心，包括微软、谷歌、Meta等，都已经遭遇电力供应不足的问题，部分新建的数据中心审批遭到延迟，部分数据中心只能低负荷运行、大量GPU闲置。
亚马逊在最近也向监管机构投诉俄勒冈公用事业公司未能为四个新数据中心提供足够电力，称其违反协议，可能延误项目并推高成本。
英国方面，除了前面英国国家电网和电力监管部门所提到的需求暴增，仓储物流公司Segro CEO David Sleath表示，公司运营35个数据中心，扩建因电网连接问题陷入困境，无法部署数亿英镑的投资；微软投资32亿美元的英国数据中心计划面临风险，威尔士和英格兰北部站点可能至2035年无法连接。
据Goldman Sachs的数据，欧洲约170GW数据中心项目因电力不足延期，相当于当前用电总量1/3；预测到2030年电力需求增长165%，欧洲数据中心电力将相当于葡萄牙+希腊+荷兰总和；IEA和S&P报告则显示数据中心电力需求近翻倍，电网老化将导致审批延数年。
全球范围来看，S&P Global报告显示，2025年数据中心总电力需求为860 TWh，到2030年将增至1587 TWh，AI是增长的主要驱动力。根据国际能源署（IEA）预测，到2030年，全球数据中心电力需求将超过945 TWh，相当于整个日本当前总用电量。
“AI的尽头是电力”这句话已经成为对当前现实的最好描述。
业界主流的解决方案，哪些领域有新机会？
为了解决数据中心能源短缺的问题，实际上业界也一直在探索解决方案。目前主流的方向有三种，一是通过降低数据中心本身的能耗，或是提高数据中心的能效；二是采用可再生能源、与储能等技术结合；三是从电网侧着手更新，或是自建发电项目，甚至是利用核能。
在电子发烧友举办的2025电机控制先进技术大会上，小编也分享了高能效BLDC电机在数据中心冷却系统中起到降低能耗的作用。当前数据中心三分之一的能源支出是被用在冷却系统中，当精密空调压缩机、服务器机架上的散热风扇所用到的电机能效提升，能够显著降低整个数据中心的能源消耗。
另一方面，数据中心选址选择平均气温较低的地区，利用自然环境降低散热压力；或是从风冷转为液冷等，也能够大幅降低数据中心的冷却能耗。
从供电损耗的角度，英伟达今年强推800V HVDC架构，就是希望通过降低数据中心内的电流传输损耗来降低能耗。在英伟达的800V HVDC架构中，通过使用工业级整流器，在数据中心周边就将13.8 kV交流电网输入直接转换为800 V HVDC，消除了大多数中间转换步骤。这种简化的方法可更大限度地减少在多个AC/DC和DC/DC转换期间的能源损失。
这种方法还显著减少了电源链中需要的带风扇的电源单元(PSU)的数量。更少的PSU和风扇可提高系统可靠性、降低散热并提高能效，从而使HVDC配电成为现代数据中心更有效的解决方案，并显著减少组件总数。
通过单步AC/DC转换，该系统可受益于更直接、更高效的电源流，从而降低电气复杂性和维护需求。要全面提供可能的过流保护可靠性和维护收益，仍需要创新。HVDC还可降低传输损失并提供更好的电压稳定性，确保向关键基础设施持续供电，同时降低铜缆成本和总体材料成本。这种设计可以提高运营效率，同时简化数据中心电源架构。
那么像800V HVDC架构的升级，也需要供应链的协同才能实现。比如英伟达就已经“钦定”了相关合作供应商，包括：
芯片供应商：ADI、万国半导体（AOS）、EPC、英飞凌、英诺赛科、MPS、纳微半导体（Navitas）、安森美半导体（onsemi）、Power Integrations、瑞萨电子（Renesas）、立锜科技（Richtek）、罗姆半导体（ROHM）、意法半导体、德州仪器。
电力系统组件供应商：贸联（BizLink）、台达电子、伟创力（Flex）、通用电气弗诺瓦（GE Vernova）、Lead Wealth（领裕国际，比亚迪电子子公司）、光宝科技、麦格米特电气。
数据中心电力系统供应商：ABB、伊顿（Eaton）、通用电气弗诺瓦（GE Vernova）、Heron Power、日立能源（Hitachi Energy）、三菱电机、施耐德电气、西门子、维谛技术（Vertiv）。
在可再生能源和储能方面，则也有几种路线。比如亚马逊印度班加罗尔项目通过自建光伏电站实现绿电自给，结合基于质子交换膜燃料电池的氢能储能系统，在电网断电时提供零碳备用电力，综合热电效率达80%；美国佛蒙特州的Green Mountain Power项目将特斯拉家庭电池网络化，形成虚拟电厂（VPP），在2023年夏季为电网提供32MW电力支持。
固体氧化物燃料电池（SOFC）凭借55%-65%的发电效率和90%以上的热电联产效率，成为替代柴油发电机的理想选择，且SOFC的运行不依赖电网，而是依赖天然气管网，目前不少数据中心项目已经尝试使用SOFC作为备用电源。北美固体氧化物燃料电池（SOFC）整机供应商Bloom Energy业绩大超预期也验证了该技术路线在数据中心应用中的前景。
目前国内SOFC系统集成公司主要有潍柴动力、佛燃能源、壹石通；原材料和电堆供应商有三环集团、西子洁能、雄韬股份、科力远。
在电网升级改造的方向上，固态变压器（SST）与智能变电站是目前主流关注的技术升级。SST取代传统铁芯变压器，使用如SiC/GaN功率半导体，实现双向功率流、电压稳定和故障隔离。因此，未来SST的应用，将会带来第三代半导体巨大的市场空间，而SST的效率也将提升至99%，体积减小50%，还支持可再生能源波动接入。
同时在数据中心内，SST能够解决AI GPU的极端功率波动（峰值可达150kW/机架）。在德克萨斯试点，SST帮助数据中心从低负荷（30%）升至满载，减少闲置GPU 40%。结合AI预测，自动平衡负载，避免黑启动。
小结
数据中心缺电，是AI算力需求爆发与能源基建的错配，亦是技术革新与产业重构的重大机遇。无论是800V HVDC架构、液冷技术带来的能效革命，还是氢能储能、SOFC技术推动的能源结构转型，亦或是固态变压器、智能变电站引领的电网升级，本质上都指向“开源节流+系统协同”的核心逻辑。这场变革不仅需要第三代半导体、储能等细分领域的技术突破，更依赖芯片、电力设备、数据中心运营等全产业链的协同发力，以及政策层面的跨区域调度、标准制定与市场激励。
