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為了滿足人工智能數據中心近乎無底洞般的電力渴求,運營商們正將目光投向又一種新奇的電力來源——退役噴氣式飛機發動機。
當前數據中心的建設正以人類所能達到的極限速度全速推進。盡管算力硬件組件的交付已構成相當大的供應鏈瓶頸,但它們對能源極度貪婪的需求同樣成了嚴峻的掣肘。受制于輸電線路負荷上限與地方官僚審批流程的拖沓,等待當地電力公用事業公司將 AI 算力中心接入主電網可能需要耗費出奇漫長的時間,這迫使超大規模云服務商(Hyperscalers)不得不親自下場解決供電難題。
各大巨頭最新使出的奇招,是收購退役的飛機噴氣發動機,并將其改裝為小型燃氣輪機機組,隨后外接發電機直接發電。像西門子(Siemens)或三菱(Mitsubishi)這類傳統工業燃氣輪機制造商,目前面臨著積壓數年之久的生產訂單;在當下盲目下單無異于癡人說夢,運營商迫在眉睫需要的是即時電力。既然如此,還有什么地方能比有史以來最可靠的航空發動機內部更適合尋找動力呢?
由通用電氣航空航天(GE Aerospace)與賽峰集團(Safran)聯合制造的 CFM56 發動機,早在 40 多年前便正式投入運營,并最終成為航空史上最暢銷的噴氣發動機,徹底統治了現代商業民航出行。它是不折不扣的行業中流砥柱,為包括波音 737 和空客 A320 在內的全系列主力客機提供澎湃動力;整個發動機機隊在全球范圍內累計飛行時間已突破驚人的 10 億小時。迄今為止,全球已累計交付了多達 34,000 臺該型發動機。
然而,作為一臺噴氣發動機,其運行工況極其嚴酷。盡管相關零部件的制造凝聚了人類頂尖的工程技術結晶,但自然界的物理磨損終究會留下痕跡;隨著年歲漸長,這批動力裝置終將不可避免地迎來退役大限。
雖然全球目前仍有數以萬計的 CFM56 發動機在民航機群中服役,但每年都有一批固定數量的機組徹底退役,再也無法翱翔天際。
如今,這些退役機組并未被粗暴報廢或拆解以賤賣零部件,而是被諸如 FTAI Aviation 等專業企業搶購一空。這些公司在其工廠內將老舊發動機直接改裝為自成一體的移動式微型發電站,隨后根據需求發往全美乃至全球各地的項目現場。
從工程技術視角來看,其改裝流程相對清晰直接。
在正常情況下,渦扇發動機通過燃燒反應產生推力,推動渦輪運轉,再由渦輪帶動發動機前方的大型風扇旋轉,也就是我們在大多數商用飛機上看到的扇葉。然而,由于這類發動機改裝后的唯一用途是發電,因此風扇及其他所有航空相關組件都會被拆除。
第二個環節是更換燃料系統。噴氣發動機原設計燃燒的是高能量密度的航空煤油,這在萬米高空巡航時是絕佳選擇,但在地面常態化運行時代價極其昂貴。因此,原裝燃油總管被整體報廢,取而代之的是天然氣供給管道系統,同時對燃燒室進行工程改造以適配這一新型氣態燃料。
燃燒室完成必要的調整后,第三階段便是外接齒輪箱與發電機組,在燃燒室參數達標后,通過特制的減速齒輪箱,將高速旋轉的渦輪軸與發電機相連。并網連接后,一臺改裝機組即可穩定輸出高達 25 兆瓦(MW)的強勁電能。最后剩下的工序,便是針對這臺被直接用地腳螺栓固定在地坪上的發動機,配套加裝相應的強制散熱冷卻與大流量空氣過濾凈化系統。
目前已有數百臺此類改裝機組簽署了正式交付合同、準備運往全美各地,但數據中心對電力的渴求依然貪得無厭。整條改裝產能正快速放量,目標是每年實現數百臺 CFM56 發動機的批量化改裝。這在原料供應上絕非難事,因為民航業每年退役該型發動機的速度與此大體相當;伴隨著天空中依然在役的海量機群,等待改裝利用的退役發動機庫存幾乎取之不盡。
事實上,市場上可供挑選的航改渦扇發動機遠不止這一款。總部位于密蘇里州的 ProEnergy 公司便選擇了體量更龐大的 CF6 發動機(曾廣泛應用于波音 747 等雙通道寬體客機),并成功制造出了輸出功率高達 50 兆瓦(MW)的超大型重型燃氣輪機——這只是行業多點開花中的一個典型縮影。
速度是推動此類商業冒險狂飆突進的最核心引擎。 一臺全新工業燃氣輪機的常規交付周期往往超過 5 年之久;相比之下,一臺航改型燃氣輪機從啟動改裝到現場交付最快僅需 12 至 24 個月,其中實際的車間工程改造耗時甚至不足 2 個月。面對極其昂貴稀缺的算力硬件面臨因斷電而閑置數年的巨大風險,數據中心運營商們掘地三尺、哪怕上天入地尋找電力,也就完全在情理之中了。