燃氣渦輪機短缺如今已成為 AI 最大的瓶頸
重點速覽
- •GE Vernova 表示,其燃氣渦輪機交付排程已延伸至 2031 年,且到 2026 年仍會接受該年度的預訂。
- •Goldman Sachs 預估美國資料中心用電需求將在 2027 年達到 66 GW,資料中心將佔夏季尖峰需求的 8.5%。
- •PJM 7 月 14 日的容量拍賣雖以每 megawatt-day 325 美元上限結清,仍比可靠性要求少 6,831 MW。
- •GE Vernova、Siemens Energy 與 Mitsubishi Heavy Industries 都回報了龐大的燃氣渦輪機 backlog,而第二季全球渦輪機訂單創下 38 GW 紀錄。
- •文中指出,渦輪機交期與價格上升的主因是鑄件、勞動力與工廠時段限制,而非天然氣價格。

如果今天向 GE Vernova 訂購一台重型燃氣渦輪機,交貨時間將要到 2031 年。這是公司在 7 月 22 日財報電話會議上確認的實際生產排程,也是過去兩年所有 AI 資料中心供電計畫背後的關鍵事實,只是這個事實被提及的頻率遠低於那些宣布本身。
Goldman Sachs 在 5 月對需求面給出了明確數字。美國資料中心用電需求將從 2025 年的 31 gigawatts 增加到今年的 41 GW,並在 2027 年達到 66 GW。年新增容量將從去年實際實現的 8.5 GW,加速到 2026 年規劃的 13.6 GW,以及 2027 年規劃的 36.3 GW。到那時,資料中心將佔美國夏季尖峰總需求的 8.5%,高於目前的 4.1%。
用來發電的設備則是完全不同的節奏,而這個差距如今不只影響專案時程,也開始左右電網規劃、併網排隊與批發電力定價。
三大廠商的排程已滿到 2030 年代
GE Vernova 第二季結束時,燃氣發電設備的 backlog 與 slot reservation agreements 合計達 116 GW,高於三個月前的 100 GW,也高於 2025 年底的 83 GW。公司預計到 12 月時,簽約量至少達到 125 GW。執行長 Scott Strazik 告訴分析師,GE Vernova 正在接受 2031 年交付的預訂,而且到 2026 年底時,該年度的合約量應已超過一半。其生產計畫為:本季年化約 20 GW,2028 年達到 24 GW,並在 2030 年推進到 30 GW。
Siemens Energy 在 6 月 30 日結束的財政第三季,燃氣渦輪機 backlog 為 69 GW,當季接單 15 GW、出貨 6 GW。交期通常需要三年或更久。執行長 Christian Bruch 告訴分析師,可服務市場規模每年可能達 120 GW,其中約一半來自美國。
Mitsubishi Heavy Industries 在 8 月 6 日公布 35 GW 的 large-frame backlog,較一年前的 23 GW 上升。這個數字涵蓋三菱的財政第一季,時間為 3 月至 6 月,因此比前述日曆季度數據晚約一個月。財務長 Hiroshi Nishio 表示,該季接獲的訂單預計在 2028 年至 2030 年交付,且公司「在承接的專案上保持選擇性」。
把這三個 headline 數字加總會得到 220 GW,但這會高估情況,因為三者計算的不是同一件事。GE Vernova 的 116 GW 中,只有 53 GW 是正式設備 backlog,另外 63 GW 是 slot reservations,也就是尚未轉為訂單的付費選擇權。Siemens 的 69 GW 則全是正式 backlog,沒有混入 reservation。Mitsubishi 的 35 GW 只涵蓋 large-frame turbines,不包括 aeroderivative 與中型產品線。如果沒有註腳,這三家公司都無法解釋彼此對「backlog」的定義。
無論各自如何計算,三者都指向相同方向與規模。第二季全球訂單創下 38 GW 的紀錄,年增 71%,其中一半來自美國。Wood Mackenzie 估計,全球年製造能力約為 60 至 70 GW,而訂單量約為 110 GW。
一年的 AI 需求就超過整個產業的產出
Goldman 的 36.3 GW 數字最關鍵,因為它已大於整個渦輪機產業在單一年份內可合理交付的量。GE Vernova 全球全年、為全世界所有客戶生產的一切,合計大約只有 20 GW。簽約容量中只有五分之一一開始就是留給資料中心。其餘則流向替換煤電的公用事業、 中東電力與海水淡化專案、工業負載,以及早在沒人談論 inference clusters 之前就已排隊的電網可靠性工程。
即使在一個假設情境中,GE Vernova 把全球全部產能都投向美國 AI 園區,也無法覆蓋 Goldman 曲線的一年需求,而且也不可能,因為那些產能時段幾年前就已售出。
2027 年將用於資料中心運轉的渦輪機,是在 2023 與 2024 年下單的。這個月才下訂的渦輪機,大致要到 2030 或 2031 年才會到位。中間的需求,不是早已被預訂,就是會由新燃氣電廠以外的方式供應,或者根本不會發生。
這也是整個供應鏈中最難擴張的環節。熱端鑄件,也就是位於 1,000 度氣流路徑中的葉片與導流葉片,來自少數專業鑄造廠;而組裝這些機器的焊工與機械加工技師,十年前被裁撤後就再也沒有補回來。即使有可用時段,也缺乏足夠合格承包商來安裝設備。新建 combined-cycle 電廠的平均交期,已從 2023 年的三年半上升到如今大約五年,某些重型框架甚至要七年。
PJM 支付了最高價格,仍然不夠
PJM 在 7 月 14 日進行的容量拍賣,是目前最清楚的缺口成本指標。
2028/2029 交付年度的拍賣以每 megawatt-day 325 美元結清,連續第三年觸及 FERC 核准上限。此次採購了 138,318 MW 的 unforced capacity,仍使系統低於 PJM 自身可靠性要求 6,831 MW。成功中標的新建與增容容量只有 525 MW。
美國最大的批發電力市場支付了規則允許的最高價格,卻仍短缺近 7 GW,換來的新供給只有約半個 GW。PJM 自己的模型顯示,如果沒有價格上限,RTO 的結清價格將為每 megawatt-day 554.72 美元,而 ComEd 區域將達到 776.69 美元。
PJM 提議推出一次性的 Reliability Backstop Procurement,目標約為 14.9 GW 的新容量,分為自今年 9 月開始的雙邊合約,以及明年 3 月的 pay-as-bid 拍賣。這是否能填補燃氣渦輪機製造商在三年內無法觸及的缺口,仍是未解問題。
渦輪機價格幾乎翻倍,而且原因不是天然氣
價格也相應上升。BloombergNEF 估計,去年平均 combined-cycle 專案成本為每 kilowatt 2,157 美元,高於 2023 年的 1,500 美元以下。GridLab 對實際專案申報資料的檢視顯示,預計在 2026 與 2027 年完工的電廠,報價為每 kW 1,116 至 1,427 美元;而目標為 2030 與 2031 年的專案,則經常報出每 kW 2,000 美元或更高。Wood Mackenzie 預估,單是渦輪機價格到 2027 年底就會升至每 kW 600 美元,較 2019 年上漲 195%。
燃料本身與此無關。8 月中旬,Henry Hub 現貨天然氣約在每 MMBtu 2.79 美元交易,而政府追蹤數據顯示 2026 年平均值接近 3.31 美元;以過去五年的標準來看,兩者都不算異常。瓶頸完全在鑄件、焊工與工廠產能時段,不在燃燒的分子本身。
GE Vernova 正在從硬體端收取這項代價。2026 年上半年的設備訂單定價,比 2025 年第四季高出 20% 以上。第二季自由現金流達 51 億美元,部分受惠於與 slot reservations 綁定的客戶預付款所帶來的 64 億美元營運資本收益。截至年初至今,自由現金流約為 99 億美元,已超過公司在整個 2025 年創造的金額。
GE Vernova 正在為可能永遠不會製造的渦輪機收款
這種預付款結構,也是本輪週期裡渦輪機製造商做得最聰明的一件事,而且完全延續自上一輪。
三家廠商都經歷過上一波燃氣榮景。2000 年代廉價頁岩氣吸引了一波 merchant developers,市場迅速飽和,訂單被取消、工廠關閉、熟練勞力分散。整個 2010 年代,產業把燃氣渦輪機當成現金牛,而不是成長型業務;在電力需求悄悄重新攀升時,產能卻一直停滯。
沒有人想再經歷一次那樣的後遺症,因此 OEM 並未押注工廠產能去配合 hyperscaler 預測,而是設計出一種把風險轉嫁給客戶的工具。slot reservation agreement 是一種對未來產出的付費選擇權;如果資料中心真的建成,客戶就把它轉為正式訂單。若沒有建成,製造商則保留訂金,並把該時段轉售給依然供不應求的市場。
GE Vernova 的資產負債表目前有一部分正由那些未必需要的渦輪機預付款來支撐。這是一個有利的位置,也解釋了為何產能擴張相對於訂單規模顯得如此克制。
Exelon 與 Texas 正悄悄下修自己的數字
這裡有一個誠實的反方論點,而且它越來越有力。
Exelon 在 7 月 30 日將其「高概率」資料中心負載從約 18 GW 下修至約 11 GW,降幅接近 40%。其更廣泛的併網管線在單一季度內,從約 43 GW 降至 25 GW。只有約 4 GW 具備已簽署的 transmission service agreements,且有 10 億美元已繳押金作擔保。財務長 Jeanne Jones 表示:「我們現在會篩除投機性專案,這讓我們能主動看出哪些是真實的。」
Texas 的做法更進一步。Greg Abbott 州長在 8 月 3 日下令,對 ERCOT 併網隊列中的每一座資料中心進行審計,因為申請量已膨脹至約 474 GW,其中約 90% 是資料中心,超過該州歷史尖峰需求的五倍以上。ERCOT 在數小時內暫停了 Batch Zero large-load 流程,並於 8 月 10 日正式要求 Public Utility Commission 就錯過分類截止日期給予 good-cause exception;審計本身預計將持續數月,範圍與時程將在 PUCT 8 月 20 日的公開會議上確定。BloombergNEF 估計,這次暫停使近 50 GW 面臨延誤風險,約佔全國管線的五分之一。New York 早在 7 月就已停止新的核准。
Goldman 自身也假設,未來兩年排定的資料中心容量,只有 50% 到 60% 會準時出現。
從一種角度看,這 116 GW 訂單簿代表自 1970 年代以來最大規模電力建設的前沿;從另一種角度看,它只是塞滿了針對未曾融資專案的選擇權,由寧可放棄訂金也不想錯過時段的開發商持有。
這個瓶頸不是由工廠解決,而是由州長解決
哪一種解讀正確,其實沒那麼重要,因為 2027 年的時間表在兩種情況下都成立。
如果需求是真的,渦輪機根本來不及交付,缺口就會由 24 到 36 個月內能交付的設備來補,主要是 reciprocating engines。這就是 Caterpillar 與 Wärtsilä 如今開始向 AI 園區銷售 prime power 的原因,也是為何它們自己的訂單簿到 2028 年也已排滿。燃料電池則補足邊緣需求。既有電廠提高負載運轉。原本應退役的燃煤機組反而繼續運作。當前紙面上的一部分負載,則根本不會真正建成。
如果需求不是真的,修正就會以 2028 與 2029 年被取消的 slot reservations 形式出現,屆時今年的容量拍賣早已替 PJM 轄內 6,700 萬人的電價重新定價。
無論如何,這個瓶頸都不會在工廠裡被解開,而是在州政府層級被解開:Austin 與 Albany 的州長、為資料中心制定獨立電價分類的監管機構,以及在進行併網研究前就要求提供押金的公用事業公司。幾乎沒有人在銷售 AI 建設時,把需求在設備追上之前必須縮減多少納入定價。
Michael Kern / Oilprice.com 撰寫
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