美國東部最大區域電網運營商PJM正陷入一場由AI資料中心用電激增引發的電力短缺危機。其容量市場機制因模型缺陷導致拍賣價格飆升，四輪拍賣總成本高達636億美元，但新增發電容量僅4.8GW，遠不足以填補缺口。能源研究機構SemiAnalysis的逆向工程分析指出，PJM的儲備需求研究模型存在系統性偏差，低估了電網實際發電能力，導致約120億美元的用電者資金被浪費。

PJM覆蓋美國東部約6600萬人口的用電，是區域內發電、輸電和用電的統籌協調者。過去二十年，其市場機制設計於2000年代初，適應於需求平穩的成熟電網。然而，2024年後，AI資料中心的用電需求急劇膨脹，輝達GPU機架單個機櫃功耗動輒超過100千瓦，是傳統伺服器的十倍以上。微軟、谷歌、亞馬遜、Meta等科技巨頭紛紛在美國本土建設資料中心，每一棟樓都成為高耗電負荷，需求側的革命與供給側的老化機制正面相撞。

PJM的容量市場機制要求電力公司除賣電外，還需在用電高峰時保證備用發電能力，每年通過拍賣向發電商購買，費用攤入使用者電費。2024年，PJM升級了容量拍賣模型，從舊系統EFORd改為儲備需求研究（RRS），背景是2022年12月的冬季風暴Elliott，該風暴導致PJM損失46GW發電量，佔其總髮電能力的24%，其中三分之二來自天然氣機組。新模型理論上更精密，逐小時模擬8760個小時，但對天然氣機組的可靠性評級打了折扣，降幅達10%到20%，導致需採購的發電量從147GW驟降至135GW，相當於抹去十幾座大型發電廠的產能。

拍賣價格隨之從每兆瓦日28.92美元飆升至270至333美元，四輪拍賣總成本合計636億美元，比過去高出一個數量級。2025年6月，PJM各州家庭電費賬單普遍上漲17%到24%，各州監管機構普遍將容量拍賣列為主要推手。然而，這筆鉅額資金幾乎全部落入現有發電商口袋，新電廠並未建起來。PJM獨立市場監察人資料顯示，現有天然氣機組的投標價格僅為每兆瓦日8到14美元，而PJM支付的價格是其20到40倍。2025年，中位數聯合迴圈發電機組僅靠能源和輔助服務市場就回收了成本的407%，根本不需要容量市場的補貼。

SemiAnalysis花費六個月對PJM的RRS模型進行逆向工程，發現兩個系統性偏差。其一，模型未計入冬季冷空氣對機組輸出功率的提升效應。冷空氣密度大，燃氣輪機進氣質量增加，熱效率提高；蒸汽機組冷卻水溫度低，冷凝器壓力下降，迴圈效率提升。PJM自己的分類表格顯示，冬季額定功率平均提升約8.4%，但模型仍用夏季功率為冬季機組評級，導致低估寒冬實際發電能力。PJM僱用的諮詢機構E3在2025年12月報告中指出，PJM在溫度升高時對機組降級，卻在溫度下降時不升級，處理不對稱。PJM敏感性分析顯示，若計入冷空氣因素，冬季失負荷小時數將減少33%，備用裕量需求降低約1.1個百分點，冬季額外產能規模達8.5GW，按每千瓦1500美元造價折算，相當於至少130億美元的新電廠建設價值。

其二，模型未反映冬季加固改造的成效。Elliott風暴後，聯邦能源監管委員會（FERC）和北美電力可靠性公司（NERC）要求所有發電廠完成冬季強化措施。到2024年1月，PJM約450座天然氣機組中，超過400座已報告完成，但模型仍使用Elliott期間的大規模跳閘資料。後續資料顯示，2024年1月Gerri風暴強制停機峰值16GW，僅為Elliott的三分之一；2025年1月MLK風暴與Elliott天氣相當，停機率僅9%，而Elliott時為24%。電網已更加強韌，模型卻未更新。SemiAnalysis測算，若修正這兩個偏差，PJM實際多擁有約3.8GW可靠發電能力，摺合約8座大型天然氣電廠，新建成本約100億美元。由於未計入，PJM在2025/26和2026/27兩輪拍賣中浪費約120億美元。

AI資料中心用電需求持續放大，其負荷穩定，全年幾乎恆定功率執行，對電網是優質負荷，但規模膨脹速度超出歷史預期。2026年4月，PJM重開大規模併網申請視窗，一次性湧入220GW申請，相當於現有裝機規模的1.5倍以上。然而，電網接入閘門早已堵死。從2021年10月到2026年4月，PJM暫停大規模併網研究通道長達四年半，導致大量資料中心專案等待或轉向其他市場或自備供電。微軟、谷歌在核電、天然氣直供模式上已走得很遠，三哩島核電站重啟正是微軟簽了二十年購電合同的結果。

PJM推出兩個快速通道應對，但進展緩慢：2025年5月篩選的51個“鏟子已下地”專案已縮水至41個，且無一兆瓦併網；2026年7月開放的快速通道每年僅接受10個專案，尚無產出。更大的問題是容量拍賣合同僅一年期，而電廠建設需三年以上，開發商難以鎖定收益預期獲得融資，PJM變相扼殺了新增產能。

面對供需缺口惡化，PJM在2026年7月宣佈啟動緊急備用拍賣，計劃採購6.8GW發電容量，合同期長達十五年，至2043年。但買單方未定，PJM計劃讓各州制定政策將成本轉嫁給新增的大用電客戶（主要是資料中心），但各州目前無一通過相關政策，且政策可能各不相同。一些資料中心開發商已放棄PJM轄區，轉向其他地區或自供電路線。PJM檔案承認，由於沒有向個別資料中心直接分配零售成本的管轄權，各州行動至關重要，但各州立法機構迄今未動。若最終無足夠大使用者參與分攤，賬單將再次落到普通家庭頭上。

更荒誕的是，這場緊急拍賣背後是一場被否決的民主程式。今年春天，PJM成員單位提出自願認購方案，讓大用電戶先行簽約鎖定付款義務，獲得超過三分之二加權贊成票，但PJM董事會於7月27日以“不足以保證採購到所需產能”為由否決。SemiAnalysis逆向模型顯示，若修正建模偏差，PJM實際缺口僅3GW而非6.8GW，自願認購模式本可覆蓋。PJM基於錯誤的缺口數字做出決定，卻要求各方共同買單。

PJM的治理結構使其難以自我修復。規則修改需五個利益相關方板塊中任意兩個投反對票即可封殺，任何改革都極難推進。2023年PJM提出雙季容量市場方案，在反對下撤回；2024年9月獨立市場監察人測算，若為天然氣機組冬季產能升級進行信用計算，可節省當年容量賬單27億美元，不設約束可節省80億美元，但建議未被採納。2025年5月PJM自己確認電廠冬季產能比夏季評級高出8561兆瓦，成員單位投票支援冬季季節性方案，但高階委員會以30.7%加權票否決。FERC已發出最後通牒，要求9月底前啟動治理改革，否則介入，但FERC本身缺乏主動重構市場規則的權力。

從更宏觀視角看，PJM的困境是美國基礎設施困局的切面。美國過去二十年基本未建設大型輸電設施，跨州輸電線路審批動輒十年以上，電網互聯處於聯邦與州權交叉地帶，無人真正負責。與此同時，AI用電需求加速放大，谷歌、微軟、亞馬遜提高核電、天然氣直供採購比例，部分原因是公共電網無法提供有效承諾。這種脫網趨勢反過來對公共電網構成壓力，大使用者自建發電，留在電網的普通家庭獨自承擔系統固定成本。

SemiAnalysis提出，資料中心若處理得當，其實是讓電力系統更便宜的機會。資料中心是穩定大使用者，可分攤系統固定成本，若承擔增量產能建設成本並增加電力消費，系統每千瓦時邊際成本可下降。但前提是市場機制能順暢傳導激勵。PJM目前的狀態恰恰相反，資料中心不確定成本分攤、接網時間表、各州政策走向，最終繞道而行，公共電網失去最有價值的新增負荷，留下風險，走掉機會。這場博弈的結果將在未來幾年決定美國AI基礎設施的地理分佈，哪個地區電力市場能率先解決供需錯配，哪個地區就能在算力競賽中率先建成密集GPU叢集。目前，PJM代表的美國東海岸正在失分。