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旧飞机发动机成为数据中心供电方案

供稿人:陆颖供稿时间:2025-10-30 16:02:00关键词:航空衍生燃气轮机,数据中心,电力

生成式AI把数据中心的功率密度与用电需求迅速推到新高度,但电网侧的扩容、输配电许可与跨州/跨市的线路建设并不会同步提速。Uptime Institute 2025年度调查直言:运维成本上升、配电约束加剧,AI负载正在把行业推向更高密度与更高不确定性的门槛。北美电力可靠性公司(NERC)也发出警告,未来十年夏冬季峰值负荷将分别增加约15%18%,煤电退役与可再生资源接入节奏不及需求增长,局部地区面临供给弹性不足的风险。目前,退役的航空发动机有望成为数据中心理想的过桥来源。

航空发动机如何变成机房电源?

航空发动机退出现役后,并非只剩报废一途。工业界早有把成熟航空发动机改造为固定式发电机组的路径,称为“航空衍生燃气轮机”。它们源自民航或军用涡扇,体积小、重量轻、响应快,适合需要快速启停与灵活调度的场景。比如能源技术公司GE VernovaLM6000就由CF6-80C2宽体客机发动机为技术母型衍生而来,单机功率4050MW、启动时间可达约5分钟,全球已出货千余台,可靠性和可用性指标长期处于高位。西门子能源提供的SGT-A35来自罗罗公司的工业化涡轮技术谱系(以RB211家族为核心),采用两转子加自由功率涡轮的结构,面向油气与分布式电源广泛应用。

目前,面向数据中心的航空衍生燃气轮机“再制造”方案走红:以美国ProEnergy为例,企业收购与翻修退役的CF6-80C2发动机核心,更换并匹配全新的低压部件与控制系统,使其以天然气燃料稳定输出。其PE6000机组单台可提供约48MW电力,带来与中等规模数据中心相当的供能能力,且具备数分钟内并网发电、72小时内模块化更换的维护便利性。

“飞行用的心脏”搬到地面发电,并非简单“平移”,而是一套系统工程。首先,需要将核心机与自由功率涡轮、增速/减速齿轮箱以及同步发电机进行动力学匹配,保证在不同海拔与环境温度下仍能稳定输出。其次,燃料与排放系统必须重构:将航空煤油工况切换为天然气等气体燃料,配置低氮燃烧室与选择性催化还原(SCR)等净化装置,以满足地方环保标准与噪声限值。再次,机组需完成固定式成套化,包括进排气消声、过滤与防火,底座与机座的减振,启停与并网控制,以及与数据中心电气系统、冷却与能源管理系统的接口一致性。经过这些环节,航空发动机才具备作为数据中心电源的工程化能力。

为什么航空衍生燃气轮机被数据中心青睐?

数据中心建设的最大痛点是“先电后机”的等待周期。大型燃机与重型开关站的订货周期以年计,电网接入审批、变电站落地与线路通道谈判常常又要多年。一些业主因而转向“表后自发电”,用航空衍生燃机先把园区“点亮”,待电网到位后退居备用或与电网并联运行。ProEnergy 在行业会议上披露,其面向两个数据中心项目售出21台机组,总规模超过1GW,预期承担5-7年的“过桥期”供电。同期,三菱电力也把31MWFT8机组明确定位为“快速部署、等待电网期间的临时解决方案”,可以在场站土建尚未完全到位时支撑先期上柜与调试。

之所以称其“过桥”,是因为它具备三项关键要素:其一,建设周期短、模块化强,能让机柜和冷却系统尽快进入“有电可调”的状态;其二,启停灵活,能配合负载爬坡与夜间低谷,在缺少长期购电协议时保障业务上线窗口;其三,维护与更换像“换心脏”一样标准化,形成可预测的停机与服务计划。与电网正式接入相比,它的度电成本和碳排未必更优,但在“时间就是金钱”的AI算力竞赛里,时间价值往往盖过度电成本。

利弊与前景

把旧航发用作数据中心电源,优势与短板并存。技术上,它的快速并网、占地紧凑与高可用性,解决的是“先有电”的刚需;供应链上,随着老款涡扇的退役潮,机匣与高压核心的可得性较好,缩短了交付时间;运营上,低氮燃烧与选择性催化还原(SCR)可将氮氧化物排放压到远低于监管阈值的水平。但它不是解决所有问题的万能方案。一来,天然气价格与气候保护会影响用电成本;二来,整体热效率仍低于大型联合循环机组,难与优质可再生电力和长期电力购买协议的边际成本竞争;三来,社区层面的噪声、运输与排放仍需更严密的合规设计。行业共识更趋现实主义,希望在电网扩容周期不可压缩的前提下,用航空衍生燃机作为3-7年的过桥方案,同时加速上级电网、储能与再生能源配套的建设节奏。

从趋势看,“快电”正在从特例走向常态。DataCenterDynamicsToms HardwareS&P Global Ratings等媒体与投研机构近来多次提到,部分超大项目直接把“表后燃机+柔性并网”写进初始方案;另一些项目则引入多厂商的移动式机组,以机动拼装的方式分期上线机柜与冷却。这条路径并不与长期低碳转型相冲突:当变电站扩容、超高压线路贯通、或新型低碳电源(如高比例可再生+储能、或小型模块化核电)就位后,航空衍生燃机可转入备用、调峰或退役转售,既完成“抢时间”的使命,也为园区留下一套可靠的韧性底座。真正的考验,是如何在3-7年的过桥期内,把能效优化、废热利用、碳足迹核算和社区沟通做细做实,让“先用电、后优化”的必要之举,转化为通往更稳更绿电力体系的阶梯。

 

参考文献:

[1]Drew Robb. Data Centers Look to Old Airplane Engines for Power[EB/OL].(2025-10-20).https://spectrum.ieee.org/ai-data-centers.

[2]Luke James. Data centers turn to commercial aircraft jet engines bolted onto trailers as AI power crunch bites cast-off turbines generate up to 48 MW of electricity apiece[EB/OL].(2025-10-22).https://www.tomshardware.com/tech-industry/data-centers-turn-to-ex-airliner-engines-as-ai-power-crunch-bites.

[3]Alban Kacher. Belgium mulls energy limits for power-hungry data centres as AI demand surges[EB/OL].(2025-10-23).https://www.reuters.com/business/energy/belgium-mulls-energy-limits-power-hungry-data-centres-ai-demand-surges-2025-10-22/.

[4]Solving the Data Center Power Dilemma[EB/OL].(2025-08-27).https://power.mhi.com/regions/amer/insights/solving-data-center-power-dilemma

[5]LM6000 aeroderivative gas turbine[EB/OL].[2025-10-30].https://www.gevernova.com/gas-power/products/gas-turbines/lm6000.