硅谷的全新大胆计划：人工智能和废热驱动的净零社区
在圣何塞，一项激进的城市实验将强大的电力、大数据和宏大的住房愿景结合在一起。但它能在竞争对手赶上之前实现规模化吗？
在圣何塞市中心一个安静的早晨，古老的意大利银行大楼内传出建筑设备的嗡嗡声。很快，这座曾经的历史遗迹将成为未来的基石：一座碳中和住宅楼，动力并非来自化石燃料，而是来自人工智能产生的废热。
圣何塞历史悠久的意大利银行大楼正在翻新。（wikimedia.org）
这座长期以来因靠近创新中心而闻名的城市，现在正准备生活在创新之中。
周三，太平洋天然气和电力公司（PG&E）和房地产开发商Westbank公布了他们雄心勃勃的计划中的两个重要里程碑，该计划旨在将圣何塞市中心变成世界上首批完全整合的净零社区之一。PG&E已经开始进行基础设施升级，为三个计划中的数据中心提供200兆瓦的电力。与此同时，Westbank向全球发出邀请，寻找合作伙伴共同开发这些数据中心，这些数据中心的废热将被输送，而不是排放，用于为多达4,000套新住宅供暖和制冷。
如果成功，该项目将重新定义城市共生关系：数字基础设施为人类居住提供动力，无论是字面上还是象征意义上。
一位参与该计划的基础设施战略家表示：“这不仅仅是一项房地产投资或电网升级，而是对城市作为闭环系统的重新思考——电子、热量、人和算法共存。”
比特与砖瓦的大胆结合
这个名为“硅谷倡议”的项目并非易事。该愿景以PG&E的电网现代化和Westbank的混合用途住房和数据中心为基础，旨在创建一个具有韧性的城市生态系统。数据中心以其对电力和冷却的巨大需求而闻名，但它们将成为效率引擎，将多余的热能输送到区域供热和制冷系统中。
下表总结了区域供热/能源的关键方面，包括其工作机制、优势和应用。
| 方面 | 描述 |
|---|---|
| 工作原理 | 集中供热，通过绝缘管道分配，并在建筑物中利用。 |
| 能源来源 | 化石燃料、生物质、热泵、地热能、太阳能、废热。 |
| 优点 | 能源效率、节省成本、环境效益、可靠性、节省空间。 |
| 应用 | 住宅区、商业建筑、工业设施、城市区域。 |
| 环境影响 | 通过使用可再生能源或废弃能源减少温室气体排放。 |
这种循环能源逻辑在北美很少大规模实施。在欧洲，斯德哥尔摩和赫尔辛基等城市已经尝试过数据中心的热回收，但在科技之都将其与经济适用房和下一代电网升级相结合，则完全是另一回事。
一位行业分析师指出：“这不仅仅是在屋顶上安装太阳能电池板，更大的图景是将可持续性硬连接到城市的操作系统中。”
预计将于2027年末开始分阶段投入使用的三个数据中心，将与数千套住房单元相邻——这在全国住房供应最不足的市场之一中是罕见的。第一步是什么？重建意大利银行大楼，该大楼将容纳114套全电动住宅单元，每个单元都嵌入该区域的能源循环中。
政策与务实相结合：市政厅的绿灯
在宣布之前的24小时，圣何塞市议会一致批准了前两个数据中心。投票的速度和确定性甚至让一些业内人士感到惊讶。
市长马特·马汉在市议会会议上表示：“对数据中心的需求正在飙升，但如果我们在此过程中破坏地球，那么便利性就毫无意义。”
全球数据中心的能源消耗预计将急剧增加，德勤预计，电力需求将从2025年的536太瓦时（TWh）增加一倍以上，到2030年达到1,065至1,300太瓦时，最终数字在很大程度上取决于整个行业预期效率的提高是否能够实现——代表着全球能源需求增长最快的领域之一，并突出了对技术创新和可再生能源整合的迫切需求，以支持我们日益数字化的世界。
圣何塞模式旨在解决经济增长和环境保护之间的权衡。随着人工智能工作负载的爆炸式增长和房地产成本的攀升，该市的决定标志着转向将综合规划作为一种战略，而不仅仅是一个口号。
市政府官员强调，能源投资不仅使净零社区受益。PG&E的升级——包括重建变电站和加强输电基础设施——也旨在支持新的铁路线和圣何塞更广泛的家庭和车辆电气化。
内部机制：热量如何变成住房
该项目的核心是一个看似简单的概念：与其让数据中心的热量毫无用处地消散到大气中，不如捕获并通过区域能源系统重定向它。然后，该系统为周围的建筑物提供热能，从而大大减少了对单独的供暖和制冷系统的需求。
这不仅更环保，而且更便宜。通过利用回收的热量，连接到网络的居民和企业可以期望降低水电费。该计划还可以更有效地利用电力，因为能源不会浪费在冗余流程上，例如重新冷却服务器场内的环境温度。
然而，此类系统的集成非常复杂。热回收基础设施必须与建筑设计、占用计划和天气模式紧密协调。而财务模型——在资本支出与长期公用事业节省之间取得平衡——需要复杂的结构。
下表总结了废热回收技术、其类型、应用和效益。
| 方面 | 详细信息 |
|---|---|
| 定义 | 捕获和再利用工业过程中损失的热能。 |
| 工作原理 | 识别废热源，捕获热量，并将其转化为有用的能源。 |
| 系统类型 | - 换热器：使用废气预热空气或液体。 |
| - 回热器：在同一过程中临时存储和再利用热量。 | |
| - 温差发电机（TEG）：将热量转化为电力。 | |
| - 热泵：利用废热进行供暖或制冷。 | |
| - 余热锅炉：产生蒸汽或热水。 | |
| 应用 | - 发电（例如，有机朗肯循环系统）。 |
| - 工业过程供暖和制冷（炼钢、发电）。 | |
| - 预热燃烧空气以提高燃料效率。 | |
| 效益 | - 能源效率：减少对主要能源的依赖。 |
| - 节省成本：通过减少燃料消耗来降低运营成本。 | |
| - 环境影响：减少温室气体排放和污染。 |
尽管如此，对于投资者来说，回报是诱人的。一位专门从事绿色基础设施的基金经理表示：“如果他们成功做到这一点，它将成为蓝图。不仅适用于加州，而且适用于全球城市如何管理数字和物理融合。”
先发优势，还是先发风险？
虽然该项目有很多仰慕者，但有些人仍然持谨慎态度。区域供热、废热回收、电网升级等底层技术已经过验证。未经测试的是它们在这种城市规模上的集成，以及在硅谷房地产的高风险领域中的集成。
一位为大型基础设施项目提供咨询的顾问表示：“每个方面都存在执行风险。供应链、许可延误、互连队列——任何这些都可能拖延时间表或削弱影响。”
表：大型城市基础设施项目中的挑战、风险和缓解策略
| 类别 | 挑战和风险 | 缓解策略 |
|---|---|---|
| 社会 | - 社区中断和搬迁- 公众反对项目的影响 | - 透明的沟通和利益相关者参与- 公平的搬迁补偿 |
| 环境 | - 气候适应能力和极端天气风险- 土地污染- 地面不稳定性 | - 使用绿色技术- 彻底的现场调查- 具有气候适应能力的设计 |
| 技术 | - 设计缺陷和效率低下- 施工缺陷- 老化的基础设施 | - 先进的建模技术- 严格的质量控制措施- 系统的现代化 |
| 财务 | - 预算限制- 因延误或意外变化导致的成本超支 | - 多元化的资金来源- 超支的应急计划 |
| 监管/政治 | - 土地征用纠纷- 政策不确定性- ESG合规要求 | - 与政策制定者合作- 简化审批流程 |
还有竞争。像南加州爱迪生公司这样的大型公用事业公司正在尝试类似的概念。从超大规模云提供商到垂直房地产集成商等科技巨头，都在围绕着同一领域。一些公司，如谷歌和微软，已经运营着碳感知数据中心，并且可以通过在自己的生态系统中部署专有版本来超越此模型。
大型数据中心的外观。（datacenterdynamics.com）
顾问继续说道：“风险不在于模型失败，而在于拥有更大规模和速度的人会创建一个更好的模型。”
宏观视角：市场、动力和意义
从资本市场的角度来看，PG&E-Westbank的合作是融合的一个案例研究：基础设施、ESG授权和数字化转型如何创造新的可投资类别。如果复制圣何塞的倡议，它可以重新定义城市资产类别——将以前“浪费”的基础设施转变为产生收益的公用事业平台。
这些数字引人注目。预计未来五年内，全球数据中心市场将超过5000亿美元。与此同时，城市住房仍然是一个社会挑战和金融机会。嵌入能源循环和智能电网管理的净零社区，代表着对这两个行业的长期看涨期权。
然而，更长期的玩法可能是声誉。对于仍在重建过去危机之后信任的PG&E来说，这里的成功可以将其重新定位为21世纪的基础设施领导者。对于Westbank来说，这是一个输出新的开发模型的机会——在这种模型中，密度、数字化和脱碳不是权衡，而是复合利益。
接下来会发生什么：引爆点和起点
今年春季晚些时候，第一批可见的施工迹象将开始，首先是意大利银行的适应性再利用。接下来是变电站重建、热循环基础设施以及第一个数据中心的现场准备工作——如果时间表保持不变，该数据中心将于2027年第四季度上线。
大型城市开发项目的施工现场准备。（autodesk.com）
投资者将关注每一个里程碑。其他城市的规划者也会关注，他们从圣何塞看到的不仅是一个本地实验，而是一个潜在的全球原型。
一位能源市场分析师表示：“这是一项登月计划，但好处是，他们的目标不是单一的建筑或产品，而是系统。而系统可以扩展。”
在气候紧急、人工智能加速和住房僵局的时代，也许只有系统重置才能奏效。