论坛丨协同推动算力绿色化

来源：中国电力报 时间：2024-08-14 17:29

协同推动算力绿色化

田磊　刘凡　杨万涛　林寰

　　在数字经济时代，算力是新质生产力的重要代表，事关国家核心竞争力。发展以高绿电供给比例为关键特征的绿色算力，是实现算力产业高质量发展、推动能源低碳转型的关键举措，将为促进经济社会发展全面绿色转型提供有力支撑。

　　算力成为电力需求重要增长点

　　近年来，伴随文本、图像、视频等多媒体生成式人工智能（AI）技术的发展，AI进入快速扩张和大规模应用时代。ChatGPT、Sora等大模型应用工具涌现，使得人工智能与日常生活连接得更加紧密，背后的能源电力需求也引发全球关注。

　　算力成为各国电力需求重要增长点。国际能源署（IEA）数据显示，算力的物理载体——数据中心2022年用电量相当于全球总用电量的2%。预计从2027年起，仅人工智能新增的服务器，一年消耗的电量就相当于荷兰或瑞典等国家的总耗电量。

　　根据公开媒体报道，2022年我国数据中心用电量超过2座三峡电站年发电量，用电量占全社会用电量超过3%。以算力规模、算力结构、不同类型机架功率、PUE值、上架率等为主要参数，对数据中心用电需求进行测算表明，未来两年数据中心年均用电量增速超过18%，到2025年全国数据中心用电量占全社会用电量将超过4%，到2030年全国数据中心用电量预计比2025年实现翻倍。

　　绿色算力是能源低碳转型与

　　数字经济发展的重要桥梁纽带

　　算力绿色低碳发展需求迫切。数据中心耗电规模大，其碳排放问题也已引发关注。有研究显示，2021年我国数据中心相关二氧化碳排放量已约1.35亿吨，约占全国二氧化碳排放量的1.14%。假设未来每年数据中心新增用电量约500亿千瓦时，按照生态环境部最新公布的2021年电力二氧化碳排放因子测算，每年新增二氧化碳排放量约2784万吨，预计到2030年全国数据中心二氧化碳排放量将翻番，成为我国新增二氧化碳排放的重要来源，对我国实现碳达峰碳中和目标带来更大的挑战。

　　发展以高绿电供给比例为关键特征的绿色算力是促进产业高质量发展的关键举措。降低数据中心二氧化碳排放的最直接方式就是增加数据中心的绿色电力消费，而我国拥有丰富的水电、风电和太阳能发电资源，建立了完备的产业链供应链体系，能够为数据中心节能降碳提供充足支撑，是我国算力产业绿色发展的重要优势。

　　截至2024年一季度，全国并网风电和太阳能发电合计装机容量达到11.2亿千瓦，占总装机容量比重达到37.3%，比上年同期提高6.6个百分点。随着能源绿色低碳转型加快，未来风电、太阳能发电仍将保持大规模快速发展趋势，预计年新增装机容量保持在2亿千瓦甚至更高，将以更大力度支撑我国电力绿色低碳发展。

　　绿色算力产业发展将助力新能源高质量发展。西北地区受新能源装机占比高、外送通道相对有限、本地消纳能力不足等因素影响，一直以来是我国新能源消纳压力较大的地区。近年来，随着风电、光伏发电大规模发展，西北地区新能源消纳压力进一步凸显。西北地区地广人稀，居民用电需求相对较低，增加本地产业电力消费是提升新能源消纳能力、推进新能源高质量发展的重要手段。数据中心作为数字经济发展的重要基础设施，不仅是培育新质生产力的重要抓手，还是用电需求大、用电预期稳定的大用户，积极推动“东数西算”工程，对于增强本地电力消费能力，支撑新能源高水平消纳利用具有重要意义。

　　人工智能等应用将为能源领域发展带来重要推动作用。在传统能源方面，生产技术装备智能化控制、灾害智能感知与防治等将推动生产现场井、站、厂、设备等智能联动与自动优化，提升安全高效运行水平，推动传统生产过程转型升级。在新型电力系统建设方面，人工智能等可应用于设计、制造、建设、运维等各领域全环节，促进新能源资源充分开发，推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，提升电力系统的稳定调节能力与对清洁能源的接纳、配置和调控能力。在消费侧，人工智能技术有助于挖掘节能潜力，分层分区精准匹配需求，促进智能化用能服务模式创新，推动实现多能协同调度等。随着技术进步，预期后续其他应用场景也将获得进一步拓展，并演化出丰富多彩、形态各异的新场景、新业态。

　　以算力—电力协同为抓手

　　推动算力产业发展

　　为更好推进绿色电力、算力融合发展，需要以算—电协同为抓手，当前重点加强算力和电力发展规划衔接、创新绿电供给模式、鼓励市场化交易以及数据中心节能降耗工作。

　　做好电力规划和数据中心规划的有效衔接。加强各部门之间的统筹合作，落实数据中心电源配套建设。统筹考虑算力发展对能源电力需求时序、总量、布局和质量要求，有效衔接各类电源规划，优化各地新能源消纳方案，提升算力发展绿电供应保障水平，推动算力电力协同发展。

　　探索数据中心高比例可再生能源直供模式。开展源网荷储一体化绿色供电园区建设，优化源网荷储一体化运行方式，提升数据中心供电可靠性和绿色电力消纳水平，降低对大电网的调节支撑需求。加快推动核电小堆、海上风电、光热技术进步和成本下降，试点在东部地区探索核电小堆、海上风电等方式供应数据中心，在青海、甘肃、内蒙古探索光热、风光独立微电网直供数据中心。

　　推动数据中心参与新能源市场化交易。数据中心利用自身用电需求大、较稳定等优势，与新能源企业签订年度及多年绿色电力交易合同或者新能源电力中长期合同，锁定较长周期的绿电供应和较合理的价格水平，保障绿电供应的稳定性和可持续性。推动数据中心参与电力现货市场，通过现货价格信号引导数据中心主动购买新能源，提高绿电消费比例。

　　推广数据中心节能降耗和电热冷综合利用。因地制宜推动液冷技术在数据中心的应用，降低数据中心综合能耗，试点建设一批PUE值在1.10左右的先进节能数据中心。推动数据中心电热冷与周围可调节工业负荷互动。探索数据中心备用电源参与调峰，结合周边工业负荷推广数据中心余热回收利用技术、周围工业园区冷能回收利用技术，提高数据中心综合能源利用效率。（作者单位：中国宏观经济研究院能源所）

责任编辑：余璇