美国各州如何把握数据中心的机遇与挑战【海外智库观察】

数据中心是支撑日常数字服务的基础设施，无论个人、企业还是政府的众多数字服务都依赖于它 。随着云计算和人工智能需求的加速增长，这一数字经济的支柱正迎来显著增长的契机 。目前全美各州已经明显感受到超大规模云服务商和共址数据中心提供商在当地建设数据中心的兴趣和投资热潮。

麦肯锡分析表明，到2030年全球企业在数据中心基础设施上的资本支出将接近7万亿美元 。其中超过4万亿美元将用于计算硬件投资，其余部分将投向房地产、电力基础设施等领域。超过40%的将投资于美国本土。

尽管人工智能未来增长趋势存在诸多未知，但其投资规模就可能推动GDP增长，创造数以千计的高薪岗位。同时这种投资也存在重大挑战，因此，各州政府在制定策略时应清晰评估实际成本和收益。

高效规划并进行风险管理的州有望释放数百万乃至数亿美元的直接和间接经济效益。这些州还能创造高薪就业岗位，将自己打造为领先的数字基础设施枢纽。弗吉尼亚州北部就是通过战略规划驱动数据中心增长的典型案例。该地区通过投资基础设施，定期维护可靠电力网络，提供有针对性的税收激励，占据全球13%的数据中心容量。同时，弗吉尼亚还通过分区管控和能源效率措施减轻了风险。

弗吉尼亚北部技术委员会和州立法联合审计与评估委员会的分析表明，数据中心投资可以通过四种主要途径为各州创造价值：

• 经济增长：数据中心投资能够推动GDP增长，创造数以千计的高薪就业，并在刺激创新研发。根据技术委员会的一项研究，弗吉尼亚州在2023年通过数据中心建设、运营及相关服务实现了约310亿美元产值，并为州和地方政府带来了可观的税收收益。

• 就业：一座大型数据中心在建设阶段可为增加1,500个就业岗位，包括场地开发人员、设备操作员、建筑工人、电工和技术人员等团队支撑，其中许多人年薪超过10万美元。在数据中心进入稳定运营后，可创造50多个长期岗位（例如设施管理人员、工程师、技术员和维护人员）。每在数据中心内新增一个工作岗位，周边经济中约会额外产生3.5个就业机会。

• 跨领域增长：数据中心可以成为能源、电信、云服务、软件和制造等相关行业的催化剂，带动数据中心价值链相关环节的发展。例如，弗吉尼亚北部的数据中心建设推高了电力需求，促使Dominion能源公司在该地区兴建新的变电站和输电线路。弗吉尼亚州的Loudoun县和Prince William县的数据中心增长也刺激了当地房地产价格的上升。

• 创新：数据中心的技术需求有助于激发科研创新。数据中心对电力的巨大需求正在推动绿色能源和可持续电力解决方案方面的创新，例如燃料电池、太阳能以及小型模块化反应堆。数据中心模块化程度的提高使得其建设速度在更快的同时也更环保。

麦肯锡分析显示，到2030年全球数据中心容量需求将增长至当前的三倍以上，年均复合增长率约为22% 。在美国，同期的数据中心需求可能每年增长20%至25%。预计2030年的数据中心新增需求中大约70%将来自超大规模云服务商。近来多家科技巨头宣布将与美国各州合作，投资数十亿美元建设大型数据中心园区。超大规模企业正致力于打造大型园区以发挥计算集中部署的价值，这些园区往往占地数百英亩。报告提出有四大因素驱动需求侧增长：

• 人工智能与高性能计算的增长：人工智能技术的迅猛发展催生了具备高级推理能力的大型语言模型，其计算需求远高于以往版本。预计GenAI的需求在2030年前将占到数据中心需求增长的约40% 。

• 云迁移和软件即服务（SaaS）的持续增长：美国来自云迁移和SaaS的数据中心需求预计将保持16%的年复合增长率。

• 公共服务数字化程度提高：医疗、车辆管理、居民数字身份识别等公共服务领域将逐渐数字化。

• 技术趋势的加速：物联网的普及和5G网络的部署将带动额外的技术需求，如边缘计算(edge computing)。

需求激增使得核心市场的数据中心容量趋于饱和。2024年主要数据中心市场的空置率仅为1.9%，创下历史新低。因此，超大规模企业正转向高潜力和新兴市场寻求新机遇。

数据中心容量的快速扩张为公共基础设施带来了重大挑战，美国各州政府在制定战略时需要慎重考虑以下方面 ：

• 电力供应压力：至2030年美国数据中心的用电需求预计将新增约460TWh，是当前耗电水平的三倍。这使得地方需要新建电力供应设施和额外的输电扩容。但目前的基础设施建设速度难以匹配数据中心的飞快增长。此外，数据中心的额外用电需求也令各州的减碳目标面临压力。

• 水资源短缺：数据中心需要大量用水，会对当地供水体系造成压力。WestWater Research 的报告预测，到2030年与数据中心相关的用水量可能增加170% 。虽然有一些冷却方案可减少用水量，但它们需要消耗更多电力且技术本身尚不成熟。为支持数据中心而新建的发电厂（尤其是火力发电厂）也需要大量冷却用水。例如，在干旱频发的亚利桑那州梅萨市，当地议会批准建设一座每日耗水超过一百万加仑的超大型数据中心遭到了社区的强烈反对 。

• 资源瓶颈：兴建数据中心需要大量土地、劳动力和设备资源，对上述资源本已紧缺的州来说是个难题。为数据中心及相关电力基础设施找到受过专门培训的人才也很困难。上述资源限制可能会对新数据中心项目的完工和运营效率产生重大影响。

• 机会成本：将土地和资源投入数据中心等长期且资本密集型项目可能会挤占其他高影响力的投资（如制造业、住宅和城市开发）以及修建道路等基础设施的预算。

• · 项目搁置风险：一些超大规模企业已收缩或暂停了部分大型数据中心建设计划。原因包括经济不确定性、电力供应瓶颈、建设延期或潜在产能过剩等。此外，人工智能和机器学习工作负载推动了对专用数据中心设计的需求，促使超大规模企业重新考虑既有计划。以上因素使中长期的数据中心需求预测变得极其复杂。

• 消费者反对：以上提到的风险可能引发消费者对数据中心建设的反对情绪。政府必须充分权衡利弊，并在推进项目时积极主动地向社区宣传其带来的益处（例如就业机会），以争取公众支持。

各州都需要在各自特有的成本与经济收益之间取得平衡。俄亥俄州通过前瞻规划和精心设计的公私合作伙伴关系来应对上述取舍，取得了一定成效。十多年来，俄亥俄州的数据中心容量增加了4倍。亚马逊网络服务（AWS）最近宣布将在先前预计投资100亿美元的基础上追加10亿美元，用于扩大其在俄亥俄的数据中心布局。

俄亥俄州的政府、经济发展机构、公用事业公司和大型科技企业在强有力的激励计划、基础设施投资、劳动力培训和可再生能源项目上紧密合作。俄亥俄州对投资数据中心的企业提供部分或全部的销售税豁免。

在基础设施方面，为俄亥俄州中部提供电力的美国电力公司启动了大规模输电网络扩建，并为数据中心制定了特殊费率结构。AEP 推出了一项总额28.2亿美元的战略合作计划，将为俄亥俄州及周边地区铺设数新输电线路。 为提升本地劳动力的技能，俄亥俄州还与私营机构合作，推出了“STAR”（技能培训与就业准备）计划，以及由超大规模企业提供的数据中心技术员认证项目等培训举措 。