人工生成平坦的线
数据中心在德国电网里真正造成了什么。
Energie 01以年分辨率测量了世界:19太瓦持续功率,其中数据中心占1,5%。在年分辨率上看起来无害。德国以一刻钟节奏提供了对照检验,在那里无害性就消解了。不是因为量,而是因为形态:网上的一切如今都剧烈波动,数据中心却不。我们自己用35.040次单独测量重新计算了2025年。
只要仔细看,1,5%就变成4,6
在 Energie 01 有世界数字:数据中心消耗了485太瓦时电力,也就是 世界电力的1,53%. 单一年份的太阳能增长就大于全世界数据中心的总消耗。
对德国来说,同样的计算看起来不同。国内数据中心在2025年消耗了约 21,3太瓦时. 根据我们自己对一刻钟数据的分析,同年德国电力消耗为 465,8太瓦时.
等于 4,6%. 是世界份额的三倍。德国在算力上比世界平均水平所暗示的更密集。
可再生能源把问题弄得比消耗还大
我们提取了Fraunhofer ISE 2025年的完整一刻钟数据并自行分析。正好35.040个测量点,没有缺口。
其中两个数字,它们的关系是本报告的核心。
消耗在33,1到76,0吉瓦之间波动。 最安静的夜间时段和峰值之间的跨度为42,9吉瓦。这很多,但这是日常,电网几十年来都能应对。
剩余负荷在负6,7到正68,5吉瓦之间波动。 跨度为75,2吉瓦。
剩余负荷是扣除风能、太阳能和其他可再生能源后仍需从常规电厂、储能或国外获取的部分。它是电网实际必须解决的任务。
而且它波动 比消耗本身多四分之三。可再生能源没有让任务变小,而是让它更不平稳。谁谈论电网中的数据中心,谈的就是这条曲线,而不是年度总量。
全部35.040个一刻钟,按大小排序。左边是非可再生能源功率需求最高的小时,右边是最低的。这种展示不显示何时发生,而是显示多频繁。
| 2025规模 | 最小值 | 最大值 | 跨度 | 平均 |
|---|---|---|---|---|
| 电网负荷 | 33,1 GW | 76,0 GW | 42,9 GW | 53,2 GW |
| 剩余负荷 | −6,7 GW | 68,5 GW | 75,2 GW | 30,2 GW |
| 太阳能 | 0 GW | 50,4 GW | 50,4 GW | 8,0 GW |
| 风电,陆上和海上 | – | 51,5 GW | – | 15,0 GW |
| 数据中心,接入功率 | 恒定,无幅度 | 2,98 GW | ||
最晴朗的日子是最不平静的,不是最平静的
我们从365天中选出了太阳能产量最高和最低的日子。结果与直觉相悖,并且用一张图解释了整个问题。
实线为剩余负荷,点线为总消耗。两天采用同一比例尺,以便可比。
| 天 | 太阳能产量 | 消耗 | 剩余负荷 | 剩余负荷的日跨度 |
|---|---|---|---|---|
| 2025年6月20日 | 455 GWh | 38,1至53,1 GW | −1,5至44,7 GW | 46,2 GW |
| 2025年1月5日 | 9 GWh | 41,5至60,5 GW | 10,9至34,2 GW | 23,3 GW |
而正中间是那条永不移动的唯一线条
现在把两者合在一起。下面的每一根竖线都是2025年的一天,显示这一天剩余负荷波动了多大:从最低到最高的一刻钟。
冬天竖线短且位置高:需求大,波动小。夏天竖线长,一直伸到零线以下:正午的太阳把任务压到零,晚上又把它拉回来。
那条水平带是德国数据中心的接入功率,2,98吉瓦,同一比例。 它不动。 夏天不动,夜里不动,周末也不动。
本报告的问题恰恰在这里。一条永不移动的带,对电网来说要么是最好的事,要么是最坏的事。两者都取决于一个单一特性,而这会在第07节讲到。
数据中心本应吸收过剩的绿色电力。这过剩只够十天。
到处都能听到这个论点:德国在扔掉绿色电力,数据中心可以把它用掉。我们重新算过,实际有多少。
2025年剩余负荷在 121小时为负. 这条零线以下的能量,也就是真正的全国盈余,累计达到 254 吉瓦时.
这相当于年消耗量的 0,055%。一个持续功率为 1 吉瓦的数据中心可以靠此 十天半 供电。之后全年的储备就用完了。
以德国数据中心实际需求 21.300 吉瓦时来衡量,这一盈余覆盖了 1,2%. 作为商业模式,这行不通。
全部为 2025 年吉瓦时,相同比例尺。柱长是真实值,未压缩。
| 量 | GWh | 它的含义 | 来源 |
|---|---|---|---|
| 盈余 | 254 | 可再生能源的供应超过了整个德国的消耗。物理上过剩。 | 自行计算 来自 35.040 个一刻钟 |
| 光伏限电 | 2.704 | 电是有的而且需要用,但无法输送。这是个地点问题。 | Bundesnetzagentur, Redispatch 2025 |
| 数据中心 | 21.300 | 实际年需求。过剩的 84 倍。 | Bitkom 和 Borderstep 2025 |
577 小时,在这些时间里发电要花钱
如果一个关于电网的论点成立,就必须在价格上看到它。因此我们也提取了 2025 年的交易所价格,并用同样的方法做了分析。
结果:在 577 小时 Day-Ahead 价格为负。在这些小时里并网的人必须为此付钱。这占全年的 6,6%。
公布的数字是 573 小时。我们 0,7% 的偏差来自德国在 2025 年 10 月 1 日从小时合约转为一刻钟合约,因此这些点必须不同加权。我们给出两个数字,而不是把其中一个抹平。
比平均值更有意思的是区间。全年最低价是 负 250 欧元 每兆瓦时,最高是 正 583。全年最便宜和最贵时刻之间相差 834 欧元.
对于一个全天候抽取相同功率的数据中心,这个区间纯粹是成本问题:它必然买到平均值。对于一个可以转移负荷的数据中心,同样的区间就是商业模式。
两者之间的区别不是机房里的技术问题,而是那里运行的工作类型的问题。
Day-Ahead,德国和卢森堡竞价区。日均已平滑,单个一刻钟的极值远高于和低于此。
| 2025 年关键指标 | 数值 | 来源 |
|---|---|---|
| 平均价格 | 90,47 €/MWh | 自己计算 |
| 最低值 | −250,32 €/MWh | 自己计算 |
| 最高值 | 583,40 €/MWh | 自己计算 |
| 全年跨度 | 833,72 €/MWh | 自己计算 |
| 负电价小时 | 577 h | 自己计算, 发布 573 |
| 同比 | 457 h (2024) | 市场报告 |
训练可以等。回答不行。
数据中心对电网是帮还是害,取决于一个唯一的问题: 工作可以稍后进行吗?
训练一个模型是批处理工作。它跑上几周,没人等中间结果,某小时是今晚还是明早算都无所谓。这种负荷可以转移,而可转移负荷对发电波动的电网来说 比任何发电厂都更有价值.
回答一个请求则相反。那里有人在等。延迟在这里不是技术细节,而是可用产品和不可用产品的区别。
而正是这第二部分在增长。只要人工智能主要在训练,负荷的很大一部分是可转移的。人工智能实际用得越多,可转移份额就越小。 因此扩建不仅让负荷更大,也让它更僵硬。
四句话,让图景对得上
第一:4,6 Prozent不是紧急状态。 德国工业消耗的是其数倍。谁把数据中心说成电网问题主因,就是没看数量级。
第二:形态仍然是主题。 在一个出力在负7到正68吉瓦之间波动的系统里,3吉瓦恒定负荷,和有轮班、工厂假期的3吉瓦工业负荷完全不是一回事。
第三:我们的数字是德国2025。 发电结构不同的电网曲线也不同。法国靠核电、挪威靠水电或得克萨斯靠风电,样子完全不一样。可迁移的是方法,不是结果。
第四:弃电不是支持数据中心的论据。 它是支持线路的论据。建在正确电网节点的数据中心确实能吃掉被弃的电。建在错误节点,而德国37%的容量就挂在其中一个上,只会加剧那些导致弃电的瓶颈。
如果你采购计算负荷
别问供应商纸面上的绿电比例,而是问并网点,以及他能不能转移负荷。前者是会计,后者是物理。
如果你自己算
把训练和批处理运行放到夜里或中午,不花额外成本,正好对准价格最低的时段。全年价差834欧元,这可不是象征意义。
如果你在谈数字
把过剩和弃电分开。过剩是254吉瓦时,弃电是它的十一倍。谁把两者扔进一个锅里,必然得出错误的解决方案。
真正算数的数字
不是年用电量,而是接入功率。21,3太瓦时听起来像量,2,98吉瓦描述的是电网每秒必须提供的。
本报告所依据的一切
七个来源和一次自己的分析。原始数据公开,谁都能复核这笔账。正因如此,下面写明了哪个调取对应哪个时段。
- Fraunhofer ISE, Energy-Charts: 公共接口图01至03以及本报告大部分数字的基础。我们把2025日历年分成四个季度调取,总共35.040个一刻钟无缺口,并自己汇总了负荷、剩余负荷、太阳能和风能。该接口免费,无需密钥,明确为这类分析而设。api.energy-charts.info/public_power?country=de&start=2025-01-01&end=2025-04-01
- Fraunhofer ISE, Energy-Charts: 交易所价格图05和577个负电价小时的基础。报价区DE-LU,整个2025年。包含2025年10月1日从小时合约切换到一刻钟合约,计数时必须考虑。api.energy-charts.info/price?bzn=DE-LU&start=2025-01-01&end=2026-01-01
- Bitkom und Borderstep Institut: 德国数据中心,2025更新21,3太瓦时2025年用电量对比上年20,0,2.980兆瓦接入功率比2024年多250,预期到2030年达5吉瓦,以及人工智能份额从530到2.020兆瓦。bitkom.org/sites/main/files/2025-11/bitkom-studie-rechenzentren-in-deutschland-2025.pdf
- Borderstep Institut: 市场发展,2025年11月第08节所依据的区域分布:法兰克福大区约1.100兆瓦,全国容量超过37%集中在一点,其后是巴伐利亚420和北莱茵-威斯特法伦378。borderstep.de/2025/11/12/rechenzentren-in-deutschland-aktuelle-marktentwicklungen-update-2025/
- Bundesnetzagentur: 电网拥堵管理和再调度2025总规模约30太瓦时,其中弃光2.704吉瓦时,比2024年翻了一倍。此外拥堵向配电网转移,这解释了为何弃电是地点问题而不是量的问题。bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/ElektrizitaetundGas/Versorgungssicherheit/Netzengpassmanagement/Engpassmanagement/Redispatch/start.html
- Agarwal 等: To Defer or To Shift? 人工智能数据中心的灵活性第07节的数字:可转移人工智能负荷可使电网成本降低3至21百分比,效应在20至30百分比可转移性时饱和,以及可转移份额随使用增长而缩小这一结论。arxiv.org/abs/2604.05376
- MCG Research: Energie 01, 人类的能源平衡这份报告所填充的框架。人类持续功率19太瓦,其中86,3百分比为化石能源,数据中心占世界电力的1,53百分比。那里也列出了世界来源:Energy Institute、Ember、IEA和Potsdam-Institut。mcgrinsey.com/magazin/19-terawatt-energiebilanz-der-menschheit/
McGrinsey自己的分析:关于负荷、剩余负荷、太阳能、风能、过剩、日跨度和价格的所有数值均从Energy-Charts的原始数据自行计算,并非直接采用。能量总和由功率乘以每个测量点0,25小时得出。过剩是剩余负荷零线以下的面积。价格小时按合约长度加权,因为德国自2025年10月1日起已改为一刻钟结算。当我们的计算与已公布数字有偏差时,两者都写在正文中。剩余负荷是针对整个德国的平衡量,并不能说明电力是否到达需要它的地方。这正是第05节与削减之间的区别。
Energie 01 以这样的承诺收尾,正是要做这种收窄:世界数字作为框架,一个电网区域以一刻钟节拍作为证据,以及一个数据中心在其中实际造成什么的问题。答案是:作为量很少,作为形态很多,作为选址决定非常多。
Energie 03着手相反方向。如果可转移负荷如此有价值,为什么几乎不交易?电网运营商今天实际为可切断负荷支付多少,为什么这还不够?
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