AI数据中心：电力、冷却、场地与建设浪潮

AI数据中心有何不同

密度。多年来，传统企业机架功率一直在10至30 kW之间，Uptime Institute 2025年调查发现超过30 kW的设施寥寥无几。NVIDIA GB200 NVL72机架是2025和2026年AI训练集群的主力，功耗约120 kW。NVIDIA的路线图走得更远：Vera Rubin系统将于2026年下半年出货，机架功率相近；该公司表示其2027年的Rubin Ultra设计将达到每机架约600 kW，并采用800伏直流供电。

从单张GPU到整台服务器，每套系统的功耗和运营成本均列于aPanel：例如 NVIDIA H200 以及 NVIDIA DGX B200.

其他一切都由这个数字决定。为10 kW机架设计的建筑无法直接换装120 kW机架：供电线路、开关设备、楼板承重，尤其是冷却系统，都必须改变。

训练和推理也朝着不同方向发展。训练集群不在乎与用户的距离，会前往电力廉价充足的地方，这就是最大园区纷纷落户西德克萨斯等新兴市场的原因。推理即为用户提供响应，随着规模扩大正向人口中心靠拢。

电力：需要多少，如何获取

国际能源署估计，2024年数据中心用电约415 TWh，约占全球用电量的1.5%，预计到2030年将达约945 TWh。美国占2024年总量的45%。2026年4月，IEA报告称2025年数据中心需求增长17%，以AI为主的场地增长更快。

美国的预测因假设不同而各异。Lawrence Berkeley National Laboratory在为美国能源部撰写的报告中指出，2023年美国数据中心用电176 TWh，占全国用电量的4.4%，到2028年将升至6.7%至12%。EPRI 2026年的研究预计到2030年将达9%至17%。

并网排队是瓶颈

如今阻碍项目的很少是资金和土地，而是电网。Berkeley Lab统计，截至2025年底，美国并网排队中等待的发电和储能项目约2,061 GW，从申请到投运的中位数约为五年。需求侧方面，JLL报告称核心数据中心市场获得电网接入的平均等待时间超过四年。

德克萨斯州体现了这一规模。2026年6月，ERCOT的大型负荷排队达到474.7 GW，其中90%为数据中心，是该电网当年7月创下的91 GW峰值纪录的五倍多。2025年签署的德克萨斯州参议院第6号法案要求75 MW及以上的负荷披露备用发电，并允许在紧急情况下削减新增大型负荷；2026年8月，州长下令对数据中心排队进行审查。

自带电力

运营商正以自建电源应对。德克萨斯州Abilene的Stargate园区接入了ERCOT，同时还建设了约360 MW的现场燃气轮机，并计划继续扩建。超大规模云厂商则转向核电：Microsoft签署20年协议重启Three Mile Island 1号机组（约835 MW），Meta签署20年合同包购伊利诺伊州Clinton电厂全部1.1 GW出力，Amazon与Talen Energy在Susquehanna达成1.92 GW的安排。IEA统计数据中心与小型模块化反应堆开发商之间的附条件协议达45 GW。

突破风冷极限的冷却

风冷在每机架约100至120 kW时便难以为继。液体单位体积可带走的热量远多于空气，因此AI机架采用直达芯片的液体冷却。冷却历来占据数据中心用电的很大一部分，因此冷却系统的选择既是工程决策，也是成本决策。

背板式换热器

安装在机架背面的液冷盘管。业内估计其实际适用范围约为每机架20至50 kW，因此更适合混合机房，而非高密度AI集群。

直接芯片液冷

GPU和CPU上的冷板将热量传导至冷却液回路。这是NVIDIA GB200及后续系统的标准方案；业内估计每机架功率从约50 kW到远超200 kW不等。

单相浸没式

服务器置于装有不导电液体的槽中，液体经泵送通过换热器。广泛用于Bitcoin挖矿，并越来越多地在AI领域测试。

两相浸没式

液体在芯片上沸腾，并在槽体上方的盘管上冷凝。散热效率极高，但需要专用液体和密封槽体。

能效通常以电能使用效率（PUE）衡量：设施总能耗除以IT能耗。Uptime Institute报告的行业平均值约为1.56，六年来几乎没有变化，而液冷AI设计的目标值更接近1.1。水是另一面：Berkeley Lab估计，2023年美国数据中心直接用水约170亿加仑，到2028年可能翻一番甚至翻两番。闭环液冷系统的用水量远低于蒸发式风冷。如需了解运营商对这一问题的看法，请阅读 为AI冷却危机而设计 和 Bitmain面向AI数据中心的液冷方案.

场地、成本与市场

JLL估计2026年全球平均建设成本约为每兆瓦1,130万美元，高于2020年的770万美元，核心市场超过1,500万美元。Cushman & Wakefield报告称，自2024年底以来每兆瓦成本上涨了21%。长交期设备决定了进度：大型变压器可能需要约三年才能到货。与风冷相比，液冷每兆瓦约增加100万至200万美元。

需求正在超越供给。CBRE在2026年年中统计的北美八大核心市场在建7.5 GW，其中超过80%已预租，空置率1.4%。JLL统计全部北美市场，在建超过66 GW，空置率连续第三年接近1%，77%的新建项目位于以西德克萨斯为首的新兴市场。许多租户如今签约的是2028年交付的容量。

北弗吉尼亚

存量约4,500 MW，空置率0.2%，在建2,420 MW（CBRE，2026年H1）。

亚特兰大

存量约1,800 MW，在建约2,900 MW，居北美之首（CBRE）。

达拉斯–沃斯堡

存量约1,430 MW，在建超过765 MW（CBRE）。

凤凰城

存量约1,070 MW（CBRE）。

芝加哥

存量约910 MW（CBRE）。

为何Bitcoin矿企正在成为AI房东

从物理层面看，一座Bitcoin矿场已具备数据中心的大部分要素：已通电的电网接入、变电站、土地、冷却系统，以及习惯全天候运行数千台机器的团队。它缺少的是AI租户所需的冗余与装修配套，而这些的补齐速度远快于争取一条新的电网接入。JPMorgan分析师在2024年估计，对超大规模云厂商而言，提前三到四年获得电力，每兆瓦价值1.05亿至1.4亿美元。随后的交易表明，市场在很大程度上认同这一点：

• Core Scientific 在六个场地与CoreWeave签约约590 MW，12年期预计收入约102亿美元。CoreWeave全资收购该公司的提议遭股东否决，并于2025年10月终止。请阅读 Core Scientific的运营系统是如何起步的.
• IREN 与Microsoft签署为期五年、价值97亿美元的合同，在德克萨斯州Childress提供NVIDIA GB300算力，并于2026年8月交付首期50 MW。
• Hut 8 将路易斯安那州River Bend的245 MW租给Fluidstack供Anthropic使用，由Google为租约提供担保：15年约70亿美元，若行使全部选择权最高可达177亿美元。
• Cipher Mining 与AWS签署15年约55亿美元的合同，并与获Google支持的Fluidstack签署10年约30亿美元的合同。
• TeraWulf 在纽约Lake Mariner和德克萨斯州Abernathy与Fluidstack签约，由Google提供担保并持有其股权。
• Galaxy 将其西德克萨斯Helios园区526 MW关键IT负载签约给CoreWeave，并于2026年7月交付首批133 MW。
• HIVE 在Bitcoin挖矿的同时运营GPU，并正在多伦多附近建设大型AI场地。请阅读 HIVE的双引擎战略.

并非所有矿企都在转型。大多数仍在挖矿，许多则将场地分配给Bitcoin和AI。但方向已足够明确，这一转型正是以下活动的创办理念： Intelligence Disrupt：拥有电力的人与需要电力的人，汇聚同一展区。

谁在租用这些容量

在超大规模云厂商之外，还有一批常被称为neocloud的GPU云服务商租用容量并转售算力。其中规模最大的CoreWeave公布2026年第二季度营收约26亿美元，积压订单接近1,040亿美元，在用电力1.5 GW，已签约约3.7 GW。Fluidstack在上述多笔矿企交易中担任租户，由Google为租金提供担保，这种结构让一家较年轻的公司能够凭借巨头的信用签下长期租约。

托管租金反映了供应短缺。JLL的数据显示，核心市场租金约为每kW每月$140至$160。对于在自建、租赁和租用GPU算力之间抉择的运营商来说，这是速度与控制权的权衡，而在2026年，速度通常占上风。

达拉斯–沃斯堡

达拉斯–沃斯堡是美国规模最大、增长最快的数据中心市场之一。CBRE统计，2026年年中存量超过1,400 MW，在建超过765 MW且95%已预租，空置率2.8%，另有3.7 GW处于规划中。当地电力公司Oncor报告称，截至2026年6月底共有737项活跃的大型负荷申请，其中约282 GW来自数据中心，并计划到2034年沿DFW南部和I-35走廊投入超过70亿美元用于输电工程。

吸引力在于成本和速度：土地价格仅为北弗吉尼亚的一小部分，无州所得税，数据中心设备享受销售税豁免，并有地方财产税减免。与其他地方一样，这里的制约因素是电力。这正是以下内容的主题： Intelligence Disrupt 2027，3月22–24日在位于DFW市场中心的Las Colinas的Irving Convention Center举行。 查看通行证 或 参展.

问题

一座AI数据中心用电量是多少？

IEA估计，一座典型的AI数据中心用电量相当于约100,000户家庭，而在建的最大型数据中心约为其20倍。一台NVIDIA GB200 NVL72机架功耗约120 kW。

美国数据中心用电量是多少？

据Lawrence Berkeley National Laboratory统计，2023年约为176 TWh，占美国用电量的4.4%，预计到2028年将达6.7%至12%。EPRI预计到2030年将达9%至17%。

什么是数据中心液冷？

将冷却液输送至芯片上的冷板（直接芯片冷却），或将服务器浸入不导电液体中（浸没式）。液体带走的热量远多于空气，因此约100 kW以上的机架都采用液冷。

建设一座AI数据中心需要多少成本？

JLL估计2026年全球平均成本约为每兆瓦1,130万美元，高于2020年的770万美元，核心市场超过1,500万美元。液冷每兆瓦约增加100万至200万美元。

数据中心获得电网供电需要多长时间？

据JLL统计，美国核心市场平均需要四年以上。新兴市场可提前12至24个月供电，这在很大程度上解释了西德克萨斯等新兴市场的快速增长。

为何Bitcoin矿企正在转型为AI数据中心？

它们已经拥有通电并网的场地。超大规模云厂商和GPU云正在为这一先发优势买单：自2024年以来，IREN、Hut 8、Cipher、TeraWulf、Galaxy等已签署数十亿美元的AI托管和租赁合同。

什么是PUE？

电能使用效率：设施总能耗除以IT设备能耗。据Uptime Institute统计，行业平均值多年来维持在1.56左右。液冷设计可远低于这一水平。

为何达拉斯–沃斯堡是顶级数据中心市场？

CBRE统计，2026年年中DFW存量超过1,400 MW，在建765 MW且95%已预租，空置率2.8%。土地成本仅为北弗吉尼亚的一小部分，德克萨斯州不征收州所得税，ERCOT则提供一个规模庞大但日益拥挤的电网。

更多指南

• GPU云：服务商、价格及其背后的电力
• 数据中心液冷
• 数据中心电力：需要多少，如何获取
• 正在转型为AI与HPC数据中心的Bitcoin矿企

资料来源

1. IEA，能源与AI：执行摘要 · 2025
2. IEA，2025年数据中心用电量激增 · 2026-04-16
3. 美国能源部关于LBNL数据中心能源报告 · 2024-12-20
4. EPRI，Powering Intelligence 2026 · 2026-02-26
5. Berkeley Lab，Queued Up 2026 · 2026-06
6. NVIDIA，Blackwell平台与液冷 · 2025-04-22
7. Uptime Institute，2025年全球数据中心调查 · 2025-07-29
8. POWER Magazine，德克萨斯州数据中心并网排队审查 · 2026-08-04
9. ERCOT，关于电网的参议院证词 · 2026-07-29
10. CBRE，2026年H1北美数据中心趋势 · 2026-08-27
11. JLL，北美数据中心报告，2026年年中 · 2026-08-11
12. Datacentres.com报道JLL建设成本 · 2026-05-12
13. Dallas Innovates报道CBRE的DFW数据 · 2026-09-03
14. Oncor，2026年第二季度业绩 · 2026-08-06
15. Core Scientific与CoreWeave的合作 · 2025-02-26
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