2026年10月15日
随着人工智能的指数级增长，全美范围内千兆瓦级数据中心的快速建设引发了电网承载能力的担忧。针对这一挑战，美国康奈尔大学的研究团队提出了一种基于信贷市场的电力需求管理方案，允许面临削减义务的数据中心向具备灵活性的能源用户支付费用，以换取其承担部分负荷削减任务。
该研究成果于9月22日发表在《应用能源》（Applied Energy）期刊上，首席作者为博士生理查德·马胡兹（Richard A. Mahuze）。负责监督该项目的康奈尔杜菲尔德工程学院工程教授张明（Max Zhang）指出，核心难点在于如何将数据中心的削减义务与电网其他部分的灵活性有效对接。拟议的市场机制旨在让符合条件的用户交易这一义务，同时确保电网总体需求的减少。
非固定连接带来的高昂削减成本
数据中心通常需等待多年才能完成电网接入。为缩短这一周期，公用事业公司和电网运营商越来越多地提供“非固定”（non-firm）连接服务，但具体规则因地区而异。张明表示，这种连接方式下的削减要求可能代价高昂。一旦数据中心承诺接受削减，即便在需要遵守几乎不间断服务的服务级别协议（SLA）时，也必须履行义务，否则将面临收入损失或对客户的赔偿责任。
“一旦数据中心连接到电网，其削减协议必须得到尊重。”张明解释道。他的实验室此前一直在研究建筑领域的能源灵活性，发现消费者虽然可以改变或减少电力消耗，但需要财务激励作为理由。这类似于航空公司通过提高价格来补偿自愿放弃超额预订航班座位的乘客。拟议的市场机制同理，通过补偿那些愿意以特定价格提供需求灵活性的合格能源用户，来解决这一问题。
缩减信贷市场（CCM）机制设计
研究人员提出的解决方案是建立“缩减信贷市场”（Cutback Credit Market, CCM）。在该机制下，当电网运营商发出信号时，数据中心可进入CCM，从更小、更灵活的能源用户网络中购买减排信贷。随后，这些用户减少能源消耗并从交易中获利。值得注意的是，市场仅批准电网线路容量允许范围内的交易。
张明举例说明：“如果数据中心需要削减100兆瓦功率，但由于服务承诺导致中断成本极高，它可以通过CCM从一个更灵活的能源用户那里购买削减信用。后者愿意承担部分削减任务，从而获得来自数据中心的补偿。”
潜在的销售方包括工厂、大型企业以及虚拟发电厂（VPP）和其他聚合器。这些聚合器将分布式发电、储能系统、电动汽车和建筑控制系统整合为单一资源。马胡兹强调：“在这个市场上，卖家不必强制削减电力，也不会导致任何人断电。我们倡导一种更分散的解决方案。目前并不缺乏储能设施或太阳能电池板，通过这种方式可以更有效地利用现有电网资源。”
模拟结果：降低经济损失与实施路径
研究表明，将所需的减电量分配给最容易省电的用户，能够更充分地利用现有电线，减少对昂贵基础设施升级的需求，进而有助于降低整体能源费用。此外，数据中心可以通过支付他人来代替使用备用柴油发电机进行削减。
在对三个测试电网（包括纽约电网的简化模型）进行的模拟中，研究人员发现，交易机制可以避免三分之一或更多的由电力削减造成的经济损失。同时，该市场为灵活的能源用户创造了新的收入来源，他们可以通过自愿承担额外的电力削减来获得报酬，而数据中心则避免了自身直接削减带来的更高成本。
在康奈尔阿特金森可持续发展中心的支持下，研究团队正与环境保护基金合作推进相关工作。张明总结道：“我们的主要论点是，市场可以找到一种低成本的方式来满足所需的削减。目前的论文证明了其可行性，我们正在进一步研究具体的实施路径。”
参考文献：
Richard A. Mahuze 等人，《非固定并网条件下削减交易带来的潜在福利收益》，Applied Energy (2027)。DOI: 10.1016/j.apenergy.2026.128861
