データセンター電力需要161GW、2030年の不足268GWの正体

冷却や給電の設備も同時に増えるため、800ボルトの直流で変換の回数を減らす給電方式が2027年に本格化する

トレンドフォースによると、施設の電力効率が改善したことでIT機器の消費電力あたりの負荷は下がった。それでもAIサーバーを中心にIT機器の導入が速く、冷却や給電などIT機器以外の設備が必要とする電力も同時に増えるため、データセンターは高電圧直流給電 (HVDC) の採用を計画し始めたという。IEAによると、現在のデータセンターの電力消費のうちサーバーが約60%を占め、冷却は効率の高い大規模データセンターで約7%、効率の低い企業内の施設では30%超を占める。効率の高い施設でも、サーバーが増えれば冷却と給電の設備はそれに応じて増える。

具体例が、エヌビディアが2025年5月20日に公表した800ボルトの直流給電である。送電網から受けた13.8キロボルトの交流を施設の入り口で一度だけ800ボルトの直流に変換し、途中で繰り返していた交流と直流の変換を省く。同社によると、全体の電力効率は最大5%改善し、同じ太さの電線で85%多い電力を送ることができ、銅の使用量は415ボルトの交流に比べて45%減る。電源装置の故障が減るため、保守費用は最大70%下がるという。本格的な生産は、1台あたり1メガワット級のラック「カイバー」を投入する2027年に合わせて始まる。協力企業には半導体のインフィニオン、ローム、ルネサスエレクトロニクス、電源のデルタ電子とライトン、電気設備のイートン、シュナイダーエレクトリック、バーティブが名を連ねる。トレンドフォースのいう高電圧直流給電の計画は、この2027年の量産に向けた各社の動きと重なる。給電機器の市場と各社の位置づけはデータセンター向け電源の上位25社を扱った記事で整理した。

2030年の不足268GWは送電網が供給できる222.6GWと電力需要490.7GWの差で、自家発電は数えられていない

トレンドフォースの試算では、2025年までは送電網の供給力がデータセンターの電力需要の伸びに追いついていたが、2026年から両者の差が開き始め、2028年以降に目立って広がる。2030年の電力需要490.7GWは、2027年の211.1GWから年平均32.5%で増えた水準にあたる (記者の計算)。送電網が供給できる222.6GWは、電力需要の45.4%にすぎない (記者の計算)。

同社が分けた2つは、数字の性格が異なる。1つ目は事業者の自家発電で、送電網の供給力に含めないため、計算上の不足はその分だけ実際より大きく出る。2つ目は送電網への接続と送配電設備の建設の遅れで、こちらは実際の電力不足につながる。IEAも同じ問題を指摘しており、送電網の制約によって、2030年までに建設が予定されるデータセンターの約20%が遅れるおそれがあるとみている。IEAが2026年に公表した報告書は、2030年までにデータセンターの敷地内に設ける天然ガス発電が15〜27GW、蓄電池が20〜25GWに達する可能性があるとした。米国の開発事業者は送電網への接続に時間がかかるため敷地内のガス発電の計画を進めているが、事業者の多くは送電網への接続を望んでいるとも記している。

自家発電がどこまで進んでいるかは、米国の実態から分かる。米調査会社クリーンビューが許認可の書類や人工衛星の観測をもとに集計したところ、米国で自家発電を備えるデータセンターの計画は59件、合計約90GWで、計画中の米国のデータセンター全体の約25%にあたる。このうち92% (約82GW) は2025年初め以降に発表された。しかし稼働しているのは約2GWにとどまる。米xAIがテネシー州メンフィス近郊のデータセンター「コロッサス」の第1期と第2期に置くガスタービン1,498MWが大半を占め、残りは3件で約500MWである。2026年末でも稼働は2.8〜3.2GWの見込みにとどまる。発表済みの約90GWのうち動いているのは約2%で (記者の計算)、発電機器はキャタピラーが33%、ブルームエナジーが14%を占め、立地は5つの州に83%が集まり、テキサス州が最も多い。発表と稼働のこの開きがどこまで縮まるかで、計算上の不足が実際にどれだけ埋まるかが決まる。自家発電の採算と燃料電池の供給網については、自家発電と燃料電池を扱った記事で取り上げた。

データセンターへの投資の勢いは衰えていない。IEAの2026年4月16日の発表によると、米IT大手5社の2025年の設備投資は4,000億ドルを超え、2026年はさらに75%増える見込みである。データセンター事業者が小型モジュール炉の開発企業と結んだ条件付きの電力購入契約は、2024年末の25GWから45GWへ増えた。原子力発電は送電網を通じて供給されるため自家発電のように計算の外には出ないが、運転開始は2030年より後になる (記者の見立て)。

米国の不足170GW超は、接続の申請約380GWに対して1年間の承認が約2.2GWという送電網側の実績と重なる

トレンドフォースは、データセンターの設置が最も多い米国について、2028年までは事業者の自家発電と既存の施設が需要のかなりの部分を担い、送電網への接続を予定する案件はほぼ計画どおりに送電が始まるとみる。2028年からは送電網の整備の遅れが目立ち始め、不足を広げる主な原因になる。米国のデータセンターの電力の不足は2030年までに170GWを超え、世界の不足268GWの63%以上を占める (記者の計算)。自家発電の拡大と送電網の整備によってこの不足が縮まるかどうかは、今後の推移を見る必要があるとしている。

送電網側の実績を見ると、電力需要の数字には、まだ確定していない計画が多く含まれていることが分かる。テキサス州の送電網を運用するテキサス電力信頼度協議会 (ERCOT) に寄せられた大口需要の接続申請は、2024年末の63GWから2025年11月に226GWへほぼ4倍に増えた。約77%がデータセンターで、2030年までの接続を目指している。2026年3月13日の同協議会の作業部会では、接続待ちは約238,000MWに達し、まだ集計に入っていない新規の申請137件・約140,000MWを加えると約380,000MWになると報告された。これに対し、直近12か月に送電開始を承認されたのは約2,168MW、接続に向けた検討を承認されたのは約5,878MWである。送電開始の承認は接続待ちの0.9%にあたる (記者の計算)。テキサス1州の申請だけで、トレンドフォースが示す2026年の世界の電力需要161GWの2倍を超えている。

米東部の送電網を運用するPJMが2026年1月に公表した需要予測は、逆の面から同じことを示している。夏の最大需要は2036年に222,106MWと10年で65,733MW増え、年3.6%の伸びになる。2046年には253,077MWと、20年で96,704MW増える。長期の伸びの主因はデータセンターだが、2032年までの予測は2025年の予測より低く、2026年を2,564MW (1.6%)、2028年を4,414MW (2.6%)、2031年を1,630MW (0.8%) 引き下げた。電気自動車と景気の見通しを見直したことに加え、大口需要の数え方を改めたためである。近い年については電力の供給契約や建設の確約がある「確定」した案件だけを数え、先の年の案件は「未確定」として不確実な分を差し引く。データセンターの申請のうち、送電網の運用機関が計画に織り込むのは確定した分に限られる。トレンドフォースのいう送電網が供給できる電力は確定した分に近く、ERCOTの接続待ちは電力需要の側に近い (記者の見立て)。

表2 米国の送電網側の実績

出所: ERCOT (2025年11月の報道、2026年3月13日の作業部会)、PJM (2026年1月)、米ローレンス・バークレー国立研究所 (2025年12月15日)。

遅れの長さは、発電所の接続待ちから分かる。米ローレンス・バークレー国立研究所が2025年12月に公表した年次調査によると、米国で送電網への接続を待つ発電所と蓄電設備は2024年末で約2,290GW (太陽光956GW、蓄電890GW、天然ガス136GW) ある。2024年に運転を始めた案件が申請から運転開始までにかかった期間の中央値は55か月で、2008年の22か月、2015年の36か月から延びている。2000〜2019年に申請された案件のうち2024年末までに運転に至ったのは件数で19%、容量で13%にとどまり、2024年には700GW超の申請が取り下げられた。データセンターを送電網につなぐには、需要側の接続に加えて、その電力を供給する発電所の接続も同じ審査を通る必要がある。2028年から遅れが目立つというトレンドフォースの見方は、この4年半という期間と、2025年以降に申請が急増した時期を重ねると説明がつく (記者の見立て)。日本の送電網と接続の手続きは事情が異なり、日本のAI基盤を5つの層で整理した記事と送電網につながない選択肢を日本で検討した記事で扱った。

268GWは、送電網の運用機関が確定分として数える電力と、事業者が確保を目指す電力との差である。このうち自家発電で補われる分は計算に入っておらず、米国では発表約90GWに対して稼働は約2GWの段階にある。実際の不足として表れるのは2028年以降の送電網の整備の遅れであり、テキサス州で1年間に送電開始を承認された約2.2GWと、申請から運転開始までの中央値55か月が、その遅れの現状を示している。

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