华盛顿数据中心崛起的代价:清洁能源的困境

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在华盛顿州中心的广袤沙漠地带,格兰特县的农田和小镇坐拥着无与伦比的资源。

格兰特县的公用事业区拥有两座公共水坝,能够为超过150万户家庭供电。

几十年来,这个稀少人口的县域拥有足够的清洁水电来满足自身的能源需求,并以低价将剩余电力出售到整个西北地区。

然而,随着富裕公司涌入该县,迎合我们数字世界的无尽需求,他们被便宜的电力所吸引,在该地区建造了耗电严重的数据中心——这些仓库里充满了支撑现代互联网的计算机服务器。

当地官员对该行业可能带来的经济利益表示欢迎。

但随着需求的激增,水坝提供的电力有限,格兰特县被迫寻求其他能源来源。

问题相当严重,县政府在未来六年内将面临一个艰巨的选择:要么违反限制化石燃料使用的州绿色能源法律,要么冒着家庭、工厂和医院遭遇停电的风险。

与此同时,华盛顿州其他县的至少三个公用事业公司也正面临着数据中心的贪婪需求。

州立法者为这一结果奠定了基础。

2019年,华盛顿州立法机构通过了一项措施,规定该州的公用事业在2030年前实现碳中性。

与此同时,立法者以吸引农村地区就业为名,鼓励数据中心行业的爆炸性增长,并提供了一项巨大的税收减免措施。

令人惊讶的是,近年来,华盛顿州可再生能源的电力占比甚至比20年前还要少,最新的州数据显示。

尽管该州生产了全美四分之一的水电。

“我们现有的水电系统几乎已经饱和,”能源顾问、前博讷维尔电力管理局负责人兰达尔·哈迪表示。

“因此,你将面临一个困境,如何用清洁能源或甚至任何资源来满足数据中心的额外负载。”

人工智能需要巨大的计算能力,因此加速了全球数据中心的建设需求。

专家表示,截止到两年前,该行业的全球能源消耗在2026年前可能会翻倍。

数据中心还在每天为企业和个人提供互联网搜索、云端存储照片和流媒体视频等服务。

我们每天使用的设备通过数据中心连接到云端,进行实时数据处理。

一些拥有大型数据中心市场的州和县已试图制定政策以减轻其影响。

例如,维吉尼亚州,作为美国数据中心市场最大的州,正在考虑要求它们提高能源效率并使用更多的绿色电力,以获得税收减免。

立法者最近下令进行关于该行业对电力供应影响的评估。

乔治亚州的立法者又进一步,通过了一项法案——最终被州长否决——暂停对数据中心的税收减免,直到官员完成对电力影响的研究。

与此同时,华盛顿州却削弱了一项研究数据中心电力使用的努力。

2022年,华盛顿州州长杰伊·英斯利(Jay Inslee)对此表示反对,这位国家绿色能源的最大倡导者否决了一项安排,这项安排藏在扩大税收减免的立法中,旨在了解数据中心的能源消耗量。

他的办公室为这一否决辩护,称该研究将与正在进行的工作重复。

然而,尽管区域电力规划者发布了关于数据中心电力使用的广泛预测,但《西雅图时报》和普罗公众调查发现,没有人专门追踪华盛顿州数据中心不断增长的能源需求及其对该州电网的税收减免的影响。

英斯利的办公室在一份声明中表示,该行业并没有导致全州电力问题。

当被问及鉴于数据中心的增长,州 是否应该研究数据中心的电力使用时,英斯利的高级能源政策顾问安娜·利辛表示不需要。

“我不担心,因为我们并未因它而出现资源充足性或服务问题。”

格兰特县的公用事业区在马塔瓦的普里斯特拉皮德水坝内运营发电机。

中央控制室指挥连接到普里斯特拉皮德水坝发电机的10台涡轮机。(《西雅图时报》的卡伦·杜斯)

英斯利的办公室表示,他意识到需要上线更多可再生能源,而该州正在对此进行努力。

声明称,英斯利支持该州的税收减免,但“愿意考虑修改。”他未接受采访。

随着气温上升,而华盛顿逐步淘汰化石燃料,满足每个人电力需求的清洁能源需求变得越来越关键。

“你会遇到公平的问题,”太平洋西北国家实验室的高级研究员凯文·施奈德说道,这是美国能源部的一个研究机构。

“人们是否要坐在过热的房屋里,以供人工智能服务器使用?”

这种动态使得格兰特等县即使拥有充足的清洁能源,也面临着难以满足这一耗电行业的电力需求。

关于可能代价高昂的增长讨论引发了世代农民和县内日益扩张的技术行业之间的分歧,后者中也有许多当地支持者。

州众议员亚历克斯·雅巴拉(Alex Ybarra),他的地区包括大部分格兰特县,他认为数据中心行业的继续增长是必要的,并认为州的气候截止日期不切实际。

“不要把婴儿和洗澡水一起扔掉,”雅巴拉谈到逐步淘汰化石燃料时说道。

“如果你想扔掉天然气,在更换之前用别的东西来替代它。否则,我们就会被困住。”

“把电力交给人民”

在1930年代之前,格兰特县的绝大部分地区没有电力。

私人公用事业公司拒绝为像格兰特县这样位于崎岖的喀斯喀特山脉和干燥的帕卢斯山脚之间的偏远地区服务。

失望的当地居民团结起来,创建了自己的公用事业,正值全国农村电气化称为“把电力交给人民”的推动浪潮中。

到1950年代,该公用事业利用联邦贷款和与喀斯喀特以西的公用事业的长期合约建造了一个、再一个本地拥有的水电大坝。

廉价水电和电力线路的扩展使得农民得以安装电动灌溉泵,并将该县从一片沙漠灌木和野草的扩展转变为美国领先的土豆生产地之一。

廉价电力——其价格在全国范围内是最低的——也吸引了不断发展的互联网产业来到该地区。

2006年,微软和雅虎成为第一个在华盛顿州中部破土动工的公司。

2010年,华盛顿州立法者希望激发喀斯喀特以东经济增长,开始为数据中心提供计算设备的销售税减免,通常每三到五年替换一次。

对于一些公司来说,这意味着随时间推移节省数百万美元的开支。

目前,华盛顿州已经有至少87个数据中心,根据行业跟踪网站Baxtel截至7月的数据。

华盛顿州可以算作美国前十个最大的数据中心市场之一,根据Baxtel的数据。

在格兰特县,数据中心的电力消耗超过了其他任何类别的用电者,包括其他工业客户、居民、农田灌溉、本地食品加工商和商业企业,公用事业官员表示。

数据中心在2022年占总需量的近40%,相当于约19万户美国家庭的用电需求,根据公用事业和州的数据。

电力需求的增加使得依赖县的传统电力来源——水坝——变得危险,格兰特县公用事业官员表示。

在切伦、道格拉斯和格兰特县,超大规模数据中心的建设得到了鼓励,这些地方通常也拥有来自邻近水坝的廉价水电。

因此,当地公用事业启动了一项新安排。

它与包括壳牌(Shell)和摩根士丹利(Morgan Stanley)在内的能源交易大公司签订合同,最终决定将大部分水电交换成由其它“未指明”能源来源发电的稳定电力供应。

未指明电力来自开放能源市场,公用事业机构从可用电力中购买,通常为碳排放的燃料,专家表示。

尽管整个县对不明电源的依赖性增长,但包括微软在内的一些格兰特县的数据中心则与县公用事业签订了特殊的合同,以保证获得水电,使它们能够将可再生能源储存用于自己的气候目标。

如今,格兰特县可以生产或进口足够的电力来满足其需求。

但格兰特县正经历“能源紧缩”,根据内部公用事业文件显示。

到2025年,用水电替代其它电源将不再足够,根据公用事业官员和相关文件的说法。

该县将被迫从其它电力供应商那里支付合同费用,或者建设新的发电源,或经常在开放市场上购买电力。

当需求居高不下时,这在整个西部的公用事业上风险很大,大家都在寻找能源。

公用事业官员不愿意将这个困境完全归咎于数据中心行业,县领导希望它能继续增长,以期获得更多的就业和财产税收入。

但《西雅图时报》和普罗公众调查对电力数据的分析表明,自2007年至2022年,该县的电力需求增长大致相当于数据中心目前所造成的需求。

格兰特县去年对居民进行了能源紧缩的调查,希望评估他们对该县紧急需电的熟悉程度。

调查产生了一些震惊的回应,许多电力消费者表示,他们并没有意识到需求增加的速度如此之快,依据公用事业文件。

“2025年似乎是相当快——我们会那样到达。我知道我们在增长,电力需求增加,但我没想到会这么快,”一位客户在采访时表示。

到2030年,华盛顿州气候法要求公用事业大幅减少来自未指明来源的燃料。

格兰特县公用事业的高级经理泰·埃尔曼(Ty Ehrman)担心,要在州规定下快速生产足够的清洁电力可能会变得不可能。

“你真的得开始思考,我们是否会最终陷入停电或未预料的停电,甚至因为我们还没有充分的绿色发电能力来满足这些需求,”埃尔曼说道。

在邻近的道格拉斯县,数据中心(包括加密矿工设施)在2022年使用了该县39%的电力,根据公用事业和州的数据。

在西雅图,这里有几个比格兰特县的小得多的数据中心,2022年该行业使用了城市至少10%的电力——相当于大约90,000户家庭的用电需求。

自2016年以来,数据中心的用电量增长了五倍,这是西雅图市电力公司的那些公共事业所提供的可用数据的最早年份。

肮脏能源

2019年5月的一个阳光明媚的下午,数据中心对格兰特县的冲击远未进入公众视线,英斯利站在西雅图的一公园里签署立法,让华盛顿州在气候意识国的地位中更加巩固。

英斯利合著了一本书,呼吁对气候问题采取果敢的行动,他自豪地宣称,华盛顿州将通过消除排放碳的能源来源,成为该国的领导者。

“我们没有完成,”英斯利说。“我们今年的成功只是未来成功的前兆。但我们准备好了。我们可以做到。”

《清洁能源转型法》要求华盛顿的公用事业在2030年前实现温室气体“中立”,2050年前实现100%可再生或无碳排放的电力。

华盛顿被迫面对这一目标,因为可再生能源的性质难以捉摸。

水电是一种有限资源,除非建设新的水坝—由于对濒危鲑鱼的影响,这让人难以推销。

在当前技术下,太阳能和风能的可用性取决于天气条件。

近年来,该州已经增加了数英里的风力涡轮机和太阳能电场,使其在2022年的能源混合中占到了约9%的份额。

同时,该州还在名义上推动建筑物的能源效率,以节约电力资源。

但是,这些努力与不断增长的需求发生了竞争,不仅来自于数据中心,还来自于正在不断淘汰燃气动力的车辆、家用电器和工业。

格兰特县将水电与不明电源进行交换的决定,也减少了该州电力混合中水电的部分。

最终结果是,华盛顿州的水电在电力供应中的占比从2000年代初的三分之二降至2022年前五年平均的55%。

所有可再生能源的比例从67%降至61%。

与此同时,华盛顿对天然气和未指明燃料的依赖增加,这占据了2018年至2022年间州电力平均约四分之一的份额。

随着需求增长,华盛顿的电力供应变得不再绿色。

面对电力需求上升的华盛顿州,尤其是拥有大型数据中心市场的县,更依赖于未指明的燃料。

根据州数据,由于大型数据中心市场的存在,格兰特县在2022年,其电力超过80%来自不明电源。

道格拉斯县同样经历了数据中心的快速增长,其水电比例也大幅下降。

微软在格兰特县和道格拉斯县建造数据中心,部分原因就是由于水电,但它也意识到这一能源来源的限制,并表示“将不会紧推案子,直到出现问题,”微软数据中心运营团队负责人诺埃尔·沃尔什说道。

该公司承诺到2030年消除碳排放,并由于华盛顿可再生能源供应的限制,最近扩大了在亚利桑那州的数据中心业务。

立法者在通过扩大数据中心税收减免时,几乎没想到这些数据中心会使得更难以淘汰化石燃料。

推动华盛顿州清洁能源法律的前立法者鲁文·卡利尔(Reuven Carlyle)表示,从目前的累积影响来看,确实显现出问题。“如今,整体的电力需求,这就是一个严峻的关注点。”

这种担忧终于进入了州立法机构的视野,2022年,立法者针对最后一轮的税收减免提案提出讨论。

当年立法者投票授权高达40万美元用于对华盛顿州数据中心电力使用情况的研究。

“我们想要答案,关于这个我们即将成功释放在我们州的行业,”众议员阿普里尔·伯格(April Berg)表示,她来自米尔克里克(Mill Creek)。

她和其他立法者“耳闻目睹”有关数据中心用电的问题,但希望能获取更多细节。

“这项研究可以告诉我们‘这里是所有潜在的问题’。”

然而,英斯利作为清洁能源目标的倡导者阻止了这一研究的进行。

他否决了该提案——这是他当年对超过300项法案中的18项完全或部分否决之一。

英斯利的办公室为这次否决辩护称,西北电力和保护委员会(Northwest Power and Conservation Council)已经在做相关工作。

尽管委员会确实发布了区域电力使用的预测,包括对数据中心行业的预估,但立法者希望的信息并不在这些文件当中。

报告的提供者认为,他们希望获得更具体于华盛顿州数据中心行业的详细数据,以及该州税收减免对电网的影响。

该法案还包括旨在确保研究不是重复委员会工作的内容。

委员会对数据中心的预测范围很广,而立法者希望更精准的数据显示,以便分析未来的政策决策。

共同撰写研究提案的参议员马特·博恩基(Matt Boehnke)表示,对于英斯利否决这一提案感到震惊和失望。

他表示,立法者在编写法案过程中与州长办公室保持了联系。

“为什么要在最后一刻否决?为什么不和我们一起努力进行修改?”博恩基问道,作为华盛顿州里的一名共和党人。

当英斯利的办公室被问及数据中心对公用事业满足华盛顿州清洁能源法的影响时,他们表示,未指明电力的使用是由格兰特和道格拉斯各县推动的。

英斯利办公室声明称,格兰特县选择将水电与其他燃料的电力相互交易是“商业决定”,而他们仍有责任遵守该州的绿色能源法。

在被问及关于州长办公室立场时,格兰特县官员表示,他们所作的选择是为了确保电力供应。

尽管华盛顿州立法者没有得到他们所授权的用于电力使用研究,但关于整个地区的数字非常引人注目。

电力和保护委员会在本月预测,到2029年,西北地区的数据中心电力使用量可能与普吉特海湾能源公司(Puget Sound Energy)的平均年用电量相当。

这是一个中间估计。

在高端估计中,委员会认为,电力消耗过大的数据中心可能会在五年之内将电网推向极限。

“数据中心的电力需求,”曾任博讷维尔电力管理局官员的哈迪表示,“加上其他不断增长的需求,以及化石燃料到可再生资源的转变,将不可避免地导致电价的大幅上涨。”

格兰特县的不安

在格兰特县,数据中心的兴起引发了一些居民的忧虑。

十月,关于格兰特县数据中心将在未来出现重大电价上涨的传言开始传播,此时公用事业委员会的尼尔森·科克斯(Nelson Cox)表示,他赞成将他们的电价翻倍。

该公用事业并没有考虑这样一个提案——住户无法承受如此高的电费;该评论的目的旨在“震惊和启发”,科克斯随后表示。

数据中心的游说者和高管随即发起抗议。

“如果我们想要停止这一切, 我们需要在10月24日的会议中填满公用事业委员会的房间!”来自塞贝(Sabey)的副总裁瑞安·比布特(Ryan Beebout)在获得《西雅图时报》和普罗公众报告的电子邮件中写道,这封电子邮件是给中西华盛顿各大数据中心公司的高管发送的,包括微软和雅虎。

比布特和塞贝公司未回应请求评论。

为了准备十月份的会议,数据中心公司的代表填满了会议厅,并对工业客户的电价上涨表示反对。

科克斯打断道,讨论的时机不对,他表示这是收获季节,农民们不能抽出时间参会。

他鼓励农业和科技业内人士出席十一月的会议。

在十一月份,格兰特县公用事业委员会的会议室比以往任何时候都人满为患。

在会议室的左边,长期从事农业的农民们穿着沾满泥土的工作靴和法兰绒衬衫;右侧则是穿着皮鞋和棉质衬衫的科技行业代表。

格兰特县需要提高电价,委员表示。

如何实施电价上涨变成了农民与科技工作者之间的身份争论。

当前的提案将对农民的冲击大于数据中心。

现年七十多岁的饲草和苜蓿农民穆雷·范戴克(Murray Van Dyke)站起来发言。

驱动建设高耗电基础设施的需求,“就来自于城镇的一个区域,”范戴克说道,指的是数据中心。

范戴克和其他农民对承受这种成本表示担忧。

“我们只是想做到公平,”他告诉《西雅图时报》和普罗公众。

随着地方公用事业公司,如格兰特公用事业公司,努力应对数据中心对电网的影响,华盛顿州的一位有影响力的立法者正在重新考虑州是否应该通过税收减免政策促进该行业的增长。

参议员杰米·佩德森(Jamie Pedersen),来自西雅图的多数党领袖,在2022年支持数据中心的税收减免。

但鉴于州为电气化和远离碳电力的目标,他表示,这一行业的经济发展承诺似乎没有那么吸引人了。

“将一批超高耗电的数据中心放在我们干净电力的中心不再像是一个好主意,”佩德森说。