第026期——PJM的120亿美元建模错误再次让电费用户买单(数据中心、能源)
第026期——PJM的120亿美元建模错误再次让电费用户买单(数据中心、能源)
摘要
- SemiAnalysis的核心判断是,推高该地区电价的并非单纯是数据中心需求,而是PJM容量拍卖的建模方式;过去4次拍卖支出的630亿美元中,估计有120亿美元本可避免。 这120亿美元全部来自前两次拍卖:2025–26年度70亿美元,2026–27年度50亿美元;主要由Shapiro州长推动的价格上限,限制了后两次拍卖调整建模方式的影响。Boswell的框架是:“这源于市场设计,甚至算不上真正的市场设计——更像是官僚式的拍卖设计。”
- 错误有两面:PJM一边压制供给,一边抬高需求。 如今拍卖提前期只有1–2年,不再是约3年,因此没有新电厂来得及接入,供给曲线“变成垂直线”;随后PJM又把机组建模为“全年都是夏天”,忽略冬季空气更稠密会显著提升燃气轮机效率,并基于过往故障记录评估冬季化需求,尽管Storm Elliott之后已有联邦命令和地方强制要求。“过去表现不能预测未来表现。”
- 放大器来自PJM罕见的按出清价支付机制,而且覆盖整个存量机组,而不只是新增容量。 每座电厂——包括已经完全折旧的机组——都能拿到边际出清价:即便你以5美元/兆瓦·日投标,只要末端机组需要300美元,你仍能拿到300美元;因此,6600万人电网中,供给曲线末端一次微小的稀缺性变化,就可能重估所有用户的电费。
- 近期的关键事件是今年9月或10月举行的紧急拍卖,PJM董事会绕过了自身成员需要三分之二通过的决策。 PJM预计2028–29年度短缺6.8GW;Boswell在计入寒冷天气下的机组表现和冬季化后估计,实际只需要约3GW。董事会方案将把合同期限延伸至2042–43年,价格上限为555美元/兆瓦·日,15年累计负债最高可能达到210亿美元,并预计将成本转嫁给包括数据中心在内的新需求。如果新需求不出现,“PJM就只能自己接下这个烂摊子,但PJM接不住,因为它没有自己的钱”——最后买单的仍是现有电费用户。
- Boswell认同FERC主席所说的“太大而无法运转”,认为这属于治理失灵和监管俘获,而非电网规模过大的问题;他估计,美国最核心的电价争论约40%都源自PJM。 PJM拥有超过1000名成员,分属5个投票群体;全区域可输送性研究、“铜板化”式过度建设,以及由受益于供给受限、赚取意外收益的现有发电商制定规则,都是问题核心。
- 可交易的亮点是:当前高价拍卖只覆盖各自对应的年度,并将在2029年中途陆续到期;与此同时,数据中心可能从结构上压低而不是推高电价。 电力是固定成本极高的商品,负荷增长可以摊薄成本;数据中心代表了“电力系统历史上投入电力成本与产出价值之间最大得多的差额”,为了落地建设,它们甚至愿意多付钱。Boswell提到电池和表后电源,但对数据中心的需求灵活性仍“持温和怀疑态度”。
精读
1. 真正推高电价的是PJM的官僚式拍卖设计,而不只是数据中心需求;其中120亿美元本可避免
- Boswell先交代背景:PJM名义上代表Pennsylvania、New Jersey和Maryland,实际覆盖13个州加华盛顿特区、6600万人,是美国按输送电量计算最大的电网,也是“数据中心走廊”;而几乎所有声称数据中心推高电价的报道,具体说的都是PJM。“每次看到有人说数据中心导致电价上涨,我都会先检查这一点。我会看消息源来自哪里,几乎总是PJM。”他的判断是:“这源于市场设计,甚至算不上真正的市场设计——更像是官僚式的拍卖设计。”
- 核心数字是:过去4次容量拍卖累计支出630亿美元,SemiAnalysis估算其中120亿美元本可避免——2025–26年度拍卖70亿美元,2026–27年度拍卖50亿美元。主要由Shapiro州长推动、叠加其他政治压力形成的价格上限,限制了后两次拍卖采用不同建模方式的影响;Boswell认为,考虑到其他约束,设置上限“可能是正确的做法”。
- 结构性特殊之处在于:通常的远期拍卖主要为需要长期确定性的新增容量服务,而PJM拍卖的是整个系统,包括已经完全折旧的电厂。“任何价格上涨都会产生巨大的乘数效应……纵轴上的小幅价格上涨,会被横跨整个横轴放大。”
2. 建模错误:全年都是夏天,而且只有惩罚、没有激励
- 供给受到人为压制:PJM推迟了拍卖,如今提前期只有1–2年,而即便约3年也已经很紧——“根本不够新电厂建成投产”——同时并网排队进展缓慢。供给曲线因此左移并趋于垂直,任何需求变化都会触发稀缺性定价。
- 需求则同时被两种评级错误抬高。第一,PJM把机组建模为“全年都是夏天”;但冬季空气密度更高,燃气轮机运行温度更低、能够推动更多空气质量流量。“全年都是夏天当然很有趣,但事实并非如此……冬天要来了。”
- 第二是冬季化问题。2014年极地涡旋和2022年Winter Storm Elliott之后,部分设备冻结、管道破裂,包括一些仍在自身运行裕度内却发生故障的部件;联邦命令、地方要求和罚款随之推动电厂完成天气防护。但PJM仍仅根据过往故障、向未来外推来评估可靠性:“任何优秀的金融从业者都知道,过去表现不能预测未来表现。”Boswell的改法是:给完成冬季化的电厂更高评级,在惩罚之外加入激励,从而停止为系统实际上已经具备的容量重复采购。
3. 钱究竟如何流动:按兆瓦·日的出清价支付
- 交易单位是容量,而不是发电量——“这就像农民因为拥有一块地而获得报酬,而不是因为这块地长出了小麦而获得报酬。”PJM先画出教科书式需求曲线:如果价格便宜,市场大约愿意购买170GW;如果价格昂贵,则有价格上限。投标方报价形成供给曲线,两条曲线的交点决定价格和数量。
- 关键在于,所有参与者拿到的都是出清价:“如果你以5美元/兆瓦·日投标……只要末端机组需要300美元/兆瓦·日,你仍然会拿到300美元。”因此,垂直供给曲线末端的少数边际兆瓦,就可能让整个拍卖成本增加数十亿美元。
- 评级决定可销售容量,也就决定收入:一座1000MW核电站的评级可能约为90%或93%,燃气电厂则约为80%。Boswell的设想是,一座冬季化完善、选址合理、连接管道较短且设计良好的燃气电厂,可以获得85%–88%的评级,以更高容量参与投标并获得更多收入:“只要不违规,那就是收入,钱会直接进门。”
4. 紧急拍卖:董事会推翻自身成员,电费用户可能接下烂摊子
- PJM预计2028–29年度短缺6.8GW,其中一部分是价格上限造成的假象;Boswell估计,计入寒冷天气下的性能提升和冬季化之后,实际只需要约3GW——超过一半的采购量及其成本都可能本可避免。
- Nanos难以置信地指出治理层面的转折:PJM超过1000名成员分成5个投票群体,采取相当于66%的通过门槛;这些成员已经就一套不存在这一问题的拍卖设计达成一致,但董事会却推翻了他们。Boswell冷静回应:“不是所有事情都适合用民主方式运行,对吧?”但“如果我们的建模是对的,他们根本不需要那么多电力,那董事会就没有必要推翻成员的决定。”
- 董事会方案将让PJM签下期限延伸至2042–43年的合同——长期合同对新增容量本身是好事——但PJM未必拥有对应的交易对手;按555美元/兆瓦·日的价格上限计算,所采购容量在15年内的成本最高可能达到210亿美元。PJM预计把成本转嫁给包括数据中心在内的新需求,但这些负荷可能不会出现。“数据中心确实可能不来……PJM也接不住这个烂摊子,因为它没有自己的钱”——PJM只有电费用户的钱。拍卖预计在9月或10月举行。
- 得到成员支持的替代方案是让数据中心直接承担负债,Boswell也更偏好这一做法——“自己出现,在虚线上签字,说我需要这么多电”,然后自带电源或自行签订电力合同。董事会否决这一方案,是因为认为成员支持的替代方案采购不到足够电力;Boswell的建模结论则是,额外采购本身没有必要。
5. “太大而无法运转”:监管俘获,以及数据中心为何应该让电力更便宜
- Boswell认同FERC主席所说的“太大而无法运转”,这里指的是治理,而不是地理范围:“如果你是电网,规模大是好事”,因为规模经济存在;但PJM“无法驾驭自己的治理体系”。他还指出了全区域可输送性研究——例如,Virginia的电厂能否把电送到Illinois——以及可能存在的“铜板化”式过度建设;对此他表示“还不能确定,但我看过一些数据”,并将其与英国同样过度建设的电力系统相提并论。
- 监管俘获的机制,来自他在英国参与行业规则制定的经验:“系统规则是由参与者制定的。”在供给受限中赚取意外收益的现有发电商,可以轻易绕过监管机构;Boswell也承认:“我真正没有完全搞清楚的部分,是其中深层的政治。”PJM本身“其实就是一摞合同”——3份复杂得难以置信的合同;整个系统中约10%的部分,包括垂直一体化公用事业公司,并不参与这场拍卖。
- 贯穿始终的判断是:数据中心应该让电力更便宜。电网是固定成本极高、规模经济显著的商品,而数据中心代表了“电力系统历史上投入电力成本与产出价值之间最大得多的差额”;它们是有实际承诺的参与者,会带着解决方案参加会议,其替代选项是:“要么我们把问题解决,要么我搬去Texas。”甚至可以要求它们多付钱:“你只需要让它们承担超过公平份额的成本,因为它们赚得盆满钵满”,而为了完成建设,它们可能接受这一条件。
- Nanos强行给出的乐观收尾,落在一个真实判断上:当前高价拍卖只覆盖各自对应的年度,并将在2029年中途到期;如果数据中心能够证明自身需求,负荷增长“绝对是压低电价的最佳方式”,可以通过电池、表后电源和需求灵活性实现,不过Boswell对数据中心的需求灵活性仍“持温和怀疑态度”。他的估算是,美国最核心的电价争论约40%都源自PJM,其余部分很大程度上也可能是由PJM向下传导。