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【电力新视界】数据中心用电爆炸式增长:往复式发动机电站为何突然成为主力?
2026-07-225

随着人工智能技术快速发展,全球数据中心用电需求呈现快速增长态势。到2030年,预计将较当前水平翻番左右。这一变化对电力供应体系提出更高要求:负载波动剧烈,GPU算力从低负荷到满载瞬间切换,功率变化幅度大,对电源稳定性和响应速度要求极高。传统电网及启动周期较长的常规电站难以完全适应,许多数据中心运营商选择建设“behind-the-meter”微电网,即现场自备电源,以保障供电可靠性和电能质量。

在此背景下,往复式发动机(reciprocating engines)凭借启动迅速、部分负荷效率较高、燃料适应性强的特点,成为当前灵活电源的重要解决方案。该类设备启动时间通常在几秒至几分钟范围内,可有效应对数据中心极端波动负荷;同时,支持天然气、氢气、沼气及可持续燃料等多种燃料切换,具备较好的低碳转型潜力。多家设备制造商订单显著增加,部分项目规模已达吉瓦级,供应链正加快扩产以满足市场需求。Caterpillar公司在相关项目中表现突出。在西弗吉尼亚Monarch Compute Campus项目中,提供2吉瓦天然气发电机组,G3516平台从零负荷到满负荷响应时间仅7秒,能够较好匹配AI负载剧烈变化;在犹他州与Joule Capital Partners合作的项目,总容量达4吉瓦,并配置1.1吉瓦时储能及冷热电联供系统,针对高密度液冷服务器优化设计;此外,与Hunt Energy在北美地区总计1吉瓦,首期项目已落地德州。这些项目多采用自给自足微电网模式,无需额外依赖输配电扩容,响应速度和可靠性均得到提升。

INNIO Jenbacher获得公司历史上最大订单规模,达2.3吉瓦,包括92套25兆瓦机组,供VoltaGrid使用。该机组可在50摄氏度高温环境下满功率运行,瞬态响应性能优异。W?rtsil?公司在美国一项目配备24台50SG引擎,总容量429兆瓦;德州Odessa项目123兆瓦,为全球最大W?rtsil? 31安装,并签订10年运维合同;芬兰Vaasa工厂扩产35%,投资1.65亿美元,预计2028年第一季度投产。公司负责人表示,数据中心用电增长、可再生能源平衡需求以及老旧基础设施更新等多重因素共同推动该领域快速发展。Rolls-Royce mtu推出Series 4000 L64新款引擎,45秒内可达2.8兆瓦,性能较前提升10%,去除齿轮箱后占地面积减小。INNIO在德州Greenville建设104兆瓦峰荷电站,使用11台Jenbacher引擎;英国Thurrock项目450兆瓦峰荷电站,启动时间不到5分钟,支持氢混烧或沼气,预计2026年底实现满负荷运行。

往复式发动机受欢迎的主要原因在于其核心技术优势:启动响应快、调峰灵活性强。相较传统电站数小时启动周期,该类燃气发动机可在短时间内实现满负荷运行,并在部分负荷条件下保持较高效率,适合与可再生能源配合平衡波动。同时,该设备可实现多功能叠加,包括为数据中心直接供电、参与电网调峰及提供备用电源。马来西亚Everllence项目在婆罗洲累计240兆瓦,双燃料引擎支持气/液切换,为太阳能玻璃厂提供自发电,并服务国家2050年碳中和目标,体现能源安全与分散式发电优势。德州另一124兆瓦平衡电站为Texas Energy Fund首笔融资项目,有助于稳定当地2.4万户居民电价。

在环保与低碳发展方面,相关企业积极推进燃料升级路径。Rolls-Royce支持HVO/e-fuels替代柴油,CO?、NOx及颗粒物减排90%以上,并发布全生命周期环境产品声明;Volvo Penta G17引擎适用于天然气或可再生天然气,功率450千瓦,占地较小;INNIO Jenbacher系列具备氢-ready能力,可实现100%氢燃烧或混烧。合作模式趋向集成化:Vertiv与Caterpillar联合优化方案,预设计架构加快部署;W?rtsil?提供10年运维服务;INNIO为挪威Green Rocks数据中心供应去中心化电源模块。

总体而言,AI驱动的数据中心用电增长正倒逼电力系统加快灵活性建设。往复式发动机以快速响应、稳定可靠、适应性强的特点,成为当前较为务实的解决方案。北美地区项目规模较大,欧洲侧重调峰与可再生能源平衡,亚洲(如马来西亚)更注重分散式安全与能源独立。中国分布式天然气发电及燃气调峰技术已积累丰富经验,与当前国际趋势基本一致,但北美在订单规模和推进速度上表现突出。全球快速响应电源领域竞争加剧,供应链保障及燃料低碳转型将成为下一步重点关注方向。

原文链接:

https://www.powermag.com/engine-power-plants-surge-as-data-centers-drive-unprecedented-demand/

作者:Aaron Larson

本文已进行编译。



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责编:魏星|审核:丨监审:文卉

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