美國電力需求創歷史新高 能源產業面臨轉型關鍵期

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李淑蓮╱北美智權報　編輯部

勤業眾信聯合會計師事務所 (DELOITTE)於3月中發布了《2025能源、資源與工業產業趨勢展望系列報告》，《報告》以美國場域說明電力需求持續成長，歸因於電氣化擴大、數據中心增設與製造業回流等趨勢。預計至2030年，數據中心的電力消耗將對公用事業帶來電力需求增長和必須考慮轉型之挑戰。《報告》歸納5大趨勢供公用事業參考作為解決方案：(1) 分散式能源整合將為電網增加韌性與彈性；(2) 公用事業將採用先進技術提升電網效率、積極推動再生能源和儲能技術應用；(3) 公用事業加強碳捕捉（CCS）與碳移除（CDR）等多元碳管理技術，以全面減少碳排；(4) 在勞動力方面，公用事業應積極招聘能源轉型專業人才並推動專業技能升級；以及(5) 新興核能技術（如小型模組化反應爐，SMRS）漸受美國市場重視，可多關注其發展。

隨著電氣化 (electrification) 趨勢、人工智慧 (AI) 驅動的數據中心擴張，以及工業回流或製造業復甦等多重因素的共同作用，美國正經歷數十年來最強烈的電力需求增長。根據最新統計數據，2024年前三季全國用電量較去年同期增長1.8%，結束了過去二十年電力需求停滯的局面。專家指出，這不僅是短期反彈，更標誌著美國電力市場結構性轉變的開端，預計未來幾年需求將持續攀升，能源供應鏈及基礎設施面也將臨嚴峻挑戰。

《報告》指出，美國因AI與數據中心擴張推升電力需求，而交通、工業、樓宇與家戶等領域逐漸擴大電氣化應用，促使公用事業增加資本支出。然而，極端氣候、供應鏈中斷、電費調整等恐影響資本回收，增加公用事業成本。為應對此變局，Deloitte建議公用事業應強化電網科技、運用虛擬電廠整合分散式能源、拓展人才新技能並推動多元碳管理。

數據中心用電暴增：AI與加密貨幣推動

隨著生成式人工智慧 (Gen AI)、機器學習（ML）及加密貨幣挖礦活動的快速發展，數據中心已迅速成為全美耗電量最大的產業之一。Deloitte指出，數據中心的年耗電量將從2024年的180至290太瓦時（TWh），於2030年激增至515至720 TWh，年均增長率達15%至17%。目前數據中心耗電量占全美總發電量的6%至8%，預計到2030年將攀升至11%至15%。

為確保穩定供電，據悉微軟近期已與星座能源公司 (Constellation Energy Corporation, CEG) 簽訂核能供電協議，計劃自2029年起採用退役核電廠電力，顯示科技巨頭因對可靠能源供應的迫切需求而早有規劃 。微軟此舉也反映出數據中心企業在能源轉型中的積極態度，意圖在減碳與用電穩定性之間取得平衡。

再生能源挑戰：水資源與穩定性難題

數據中心在耗電量暴增的同時，也引發了用水量激增的問題。由於數據中心需要透過冷卻系統維持伺服器運作溫度，其耗水量在水資源短缺地區已成為環保爭議焦點。例如，在乾旱頻繁的美國西部地區，水資源競爭問題加劇，對於地方環境帶來潛在威脅。

此外，為應對龐大電力需求，許多數據中心企業已積極簽訂可再生能源契約。截至2024年，太陽能與風能的契約容量已達34吉瓦（GW），預計到2030年增加至41GW。然而，由於再生能源的間歇性供電特性，數據中心如何在尖峰負載期間確保電力穩定，仍是一大挑戰。

電氣化浪潮席捲全美：電動車與建築領域轉型

除了數據中心帶動電力需求激增，電氣化轉型也是推動美國電力需求上升的重要因素之一。2024年前三季度，全美電動車（EV）銷售量較去年同期增長8%，在新車銷售中的比例達到9%。

另一方面，在政策激勵下，熱泵（heat pumps）安裝量快速增長。目前全美至少25個州已推出補貼政策，積極推動住宅及商業建築安裝熱泵系統，以取代傳統燃氣設備；不僅提升能源使用效率，還大幅減少碳排放。根據美國能源資訊署（EIA）數據，住宅與商業用電量在2024年前3季已同比增加2.5%，其中來自電氣化的貢獻最為顯著。專家指出，隨著電氣化進一步推進，建築領域的電力需求將持續增長。

製造業回流　推動工業用電量大幅攀升

製造業回流也是電力需求激增的驅動力之一。自2021年以來，美國已宣布超過150個在岸製造業設施計畫，年耗電量超過13,000吉瓦時 (GWh)，其中約半數設施將於2025年前投入營運。這些設施包括先進半導體製造廠、電動車電池工廠及其他高耗能產業，對電力供應提出了更高要求。

在政策激勵與供應鏈重塑的背景下，工業用電的增長趨勢顯著。這些製造業回流計畫不僅重振美國製造業競爭力，同時也推動當地經濟復甦。然而，如何平衡工業用電與潔淨能源過渡，已成為各州政策制定者面臨的挑戰。

電力供應壓力空前：天然氣與潔淨能源雙軌並進

2024年9月，美國公用事業規模發電量達到3,287億千瓦時（kWh），同比增長3%。其中，天然氣發電量上升4.1%，但燃料價格波動導致未來占比預計從43%下降至40%。與此同時，太陽能發電量同比增長30%，全年增長率預估達34%，成為增長最快的能源來源之一。

在潔淨能源轉型壓力下，核能重新受到重視。美國能源部報告指出，全國至少36個州的退役煤電廠址可改建為核電廠，最大增容可達174吉瓦（GW），可有效降低建設成本達35%。像是密西根州正考慮重啟已退役的Palisades核電廠，而杜克能源 (Duke Energy Corporation)也在延長其現有核能機組壽命。

基礎設施現代化：輸配電系統升級迫在眉睫

為因應需求增長，2024年全美電力公司資本支出達1,740億美元，其中42%投入輸配電系統升級。然而，供應鏈瓶頸導致變壓器交貨時間從2021年的50周延長至120周，對電網現代化構成嚴峻挑戰。

此外，極端天氣影響也不容忽視，2024年前8個月天災損失突破530億美元，是2023年全年的兩倍。零售電價上漲至每度13.09美分，同比增長2.7%，進一步推高用戶成本。

2025年再生能源產業展望：潔淨能源需求持續高漲

隨著全球減碳壓力不斷提升，再生能源產業在2024年迎來了強勁增長。根據Deloitte分析，2024年前9個月，公用事業級太陽能與風能容量新增量占所有發電量擴建的近90%，較2023年的57%大幅提升。這波需求成長潮流預計在2025年繼續推動再生能源技術進步及基礎建設擴張。

在各種再生能源中，太陽能是2024年唯一達成容量成長的主要來源，年增88%至18.6GW，超越水力及核能，成為第四大裝機容量來源，僅次於風能。相較之下，風能容量新增量下降14%至2.6 GW，主要受供應鏈瓶頸、資金挑戰及許可問題影響。不過，風能發電仍創下新紀錄，連續兩個月超越燃煤發電。

儲能技術也展現強勁成長動能。2024年電池儲能容量增加64%，達7.4 GW，成為新增發電容量第二大來源。美國能源資訊署（EIA）預計，到2024年底，風能容量將增加至153.8GW，太陽能容量則將突破128.2 GW，儲能容量更將達到30.9GW，均創歷史新高。

隨著AI技術和數據中心擴展，潔淨能源需求快速上升。數據中心在2024年的潔淨能源合約容量已達34GW，預計到2030年將增至41GW。數據中心在追求100%潔淨能源供電的同時，也面臨供應不足的挑戰。Deloitte估算，數據中心電力需求將從2024年的29GW成長至2030年的75GW。

值得注意的是，碳管理技術的發展也加速推動再生能源需求，特別是直接空氣捕獲（DAC）技術的興起。預計到2030年，DAC設施將增加2.7GW的電力需求。碳移除（CDR）市場的迅速發展，反映出企業對高完整性碳抵銷方案的高度興趣，特別是由再生能源供電的DAC和生物能碳捕集與封存技術（BECCS）。

技術創新助力24/7清潔能源解決方案

聯邦政策支持下，新型再生能源技術加速發展，特別是提供24/7潔淨能源（全天候潔淨能源）的技術，如綠色氫能及長效儲能（LDES）。2024年，美國能源部（DOE）投資70億美元建設氫能樞紐，同時支持鐵-空氣電池和地熱能技術研發。這些技術有望填補再生能源間歇性供電的不足，進一步鞏固其在清潔電力系統中的角色。

智慧化技術與AI的應用也在提升再生能源發電效率。智慧電錶和虛擬電廠的運用，有助於分散式能源資源整合及需求管理。AI技術還能協助電力企業進行價格建模和氣候預測，進一步提升電網穩定性。

人才培育與就業機會增長

在需求大幅提升的情況下，再生能源的就業市場於2024年也快速擴大，潔淨能源工作占所有新建電力崗位的79%，年增速達兩倍於全國平均。其中太陽能產業約占再生能源工作總量的三分之二，風能則占五分之一。隨著技術不斷更新，產業人才需求日益多元化，尤其是具備數位技能和專案管理能力的人才。

潔淨技術製造和AI產業對綠色技能需求增長迅速，與公用事業公司在人才市場上形成競爭。未來，人才培養和專業技能提升將成為行業發展的核心挑戰。

政策與市場雙引擎：推動再生能源加速發展

美國政府在2024年推出的《降低通脹法案》（Inflation Reduction Act，IRA）為再生能源發展注入了政策紅利，包括撥款270億美元設立溫室氣體減排基金，並資助綠色銀行及社區貸款機構，促進各州和地方的清潔能源建設。

此外，拜登政府和新任特朗普政府均強調AI技術發展的重要性，並加速許可潔淨能源專案以應對數據中心需求。碳管理政策亦加強力度，力圖通過貿易政策將碳邊境調整機制（CBAM）引入國際市場，進一步推動綠色轉型。

前景展望：潔淨能源競賽持續升溫

隨著技術創新、政策推動和市場需求持續增長，2025年將成為潔淨能源產業的重要轉折點。面對供需缺口，技術成熟性、低成本和高模組化特性將成為再生能源的核心競爭優勢。

再生能源公司應積極投入供應鏈本土化建設，利用AI技術提升運營效率，同時在碳市場中挖掘附加價值。工業政策、技術資本和高完整性碳管理策略的綜合運用，將為潔淨能源產業注入持續動能。

參考資料：

1. 2025 Power and Utilities Industry Outlook, Deloitte Center for Energy & Industrials, 09 December 2024

2. 2025 Renewable Energy Industry Outlook，09 December 2024　

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