近年來，人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，帶動算力需求呈爆發(fā)式增長。算力作為數(shù)字經(jīng)濟的核心生產(chǎn)力，成為支撐經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎。然而，算力高速增長的同時也會帶來能源消耗和溫室氣體排放壓力。如何通過電力系統(tǒng)與算力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，提升數(shù)據(jù)中心綠電使用水平、實現(xiàn)算力綠色可持續(xù)發(fā)展，成為亟待破解的重要課題。
AI驅(qū)動算力增長 加劇能耗與碳排放
生成式人工智能、深度學習、大模型訓練等先進AI技術(shù)快速迭代，對算力提出了前所未有的需求。目前我國數(shù)據(jù)中心耗電量占全社會用電量的比例持續(xù)上升。部分地區(qū)數(shù)據(jù)中心負荷已成為電網(wǎng)重要峰值負荷源。同時，數(shù)據(jù)中心用電中仍以傳統(tǒng)電源為主，綠色電力占比不足，碳排放總量高企。
AI驅(qū)動算力持續(xù)增長，如果不加以干預，未來數(shù)據(jù)中心碳排放可能超過其他傳統(tǒng)高耗能行業(yè)。因此，算力驅(qū)動下的用電量和碳排放量增長，不僅威脅能源安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定，也與綠色低碳轉(zhuǎn)型目標相悖，需要通過電力和算力的協(xié)同治理，探索一條綠色、可持續(xù)的發(fā)展路徑。
持續(xù)完善政策頂層設計
為了應對算力快速發(fā)展帶來的能源與環(huán)境壓力，國家持續(xù)完善政策頂層設計，推動電力與算力協(xié)同發(fā)展、綠色轉(zhuǎn)型。
2023年12月，國家發(fā)展改革委、國家數(shù)據(jù)局等發(fā)布的《關(guān)于深入實施“東數(shù)西算”工程加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》提出，算力電力雙向協(xié)同機制初步形成，國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過80%。
2024年7月，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局等四部門聯(lián)合印發(fā)的《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》明確了數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展的主要目標。各地陸續(xù)出臺政策，支持綠色算力發(fā)展。
2024年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024～2027年)》提出提升算力與電力協(xié)同運行水平，提高數(shù)據(jù)中心綠電占比。
電算協(xié)同 成實現(xiàn)算力綠色發(fā)展的可行路徑
實現(xiàn)算力綠色可持續(xù)發(fā)展，應以電力與算力深度協(xié)同為支撐，從布局規(guī)劃、負荷管理、綠色替代、技術(shù)創(chuàng)新和政策保障等方面系統(tǒng)發(fā)力，探索可行的實現(xiàn)路徑，推動算力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、綠色化發(fā)展。
一是科學規(guī)劃算力布局，充分利用清潔能源資源稟賦。算力設施能耗高度依賴區(qū)域電力結(jié)構(gòu)，應堅持因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃，推動算力資源與電力資源高效匹配。西北、西南地區(qū)風、光、水資源豐富，電力清潔化水平高、碳排放強度低，具備發(fā)展綠色算力的天然優(yōu)勢，應優(yōu)先建設超大型、低碳數(shù)據(jù)中心和智能算力集群，形成規(guī)模效應和示范引領。依托“東數(shù)西算”工程，優(yōu)化跨區(qū)域算力與電力調(diào)度，將東部高峰算力負荷有序引導至西部，充分利用西部綠電優(yōu)勢，實現(xiàn)算力負荷與綠色能源高效耦合。
二是推動算力負荷靈活化響應，提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。將數(shù)據(jù)中心納入電力需求側(cè)管理體系，通過峰谷電價、容量電價、負荷補償?shù)日撸钇渲鲃訁⑴c電網(wǎng)調(diào)峰避峰、降低高峰負荷壓力、提升綠電利用水平。依托智能算力調(diào)度平臺，結(jié)合電網(wǎng)狀態(tài)和電價信號動態(tài)調(diào)整算力任務，實現(xiàn)時間、空間維度的靈活配置。通過柔性響應和智能調(diào)度，提升電網(wǎng)安全性、靈活性和經(jīng)濟性，也有助于提高綠色能源消納水平，推動算力系統(tǒng)與能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)高效、低碳運行目標。
三是加快數(shù)據(jù)中心綠色能源替代，提高綠電使用比例。提升數(shù)據(jù)中心綠電占比是降低碳排放、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的核心路徑。一方面，應繼續(xù)完善綠電交易機制，優(yōu)化交易規(guī)則、簡化流程、降低采購成本，推動綠色電力消費認證制度落地，增強企業(yè)采購綠電的積極性和主動性。另一方面，鼓勵新建和改造數(shù)據(jù)中心建設配套的分布式光伏發(fā)電、儲能和微電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)就地發(fā)電、就地消納，提高用能自主性和綠色化水平。同時，通過簽訂長期可再生能源購電協(xié)議，鎖定穩(wěn)定、低碳的清潔電力供應，規(guī)避市場波動風險，保障數(shù)據(jù)中心持續(xù)綠色運行。
四是提升能效水平，推動低碳技術(shù)創(chuàng)新。算力系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心應持續(xù)優(yōu)化設計和運行效率，深度挖掘節(jié)能潛力。通過采用液冷、沉浸式冷卻等高效散熱技術(shù)，提升能效比并減少能耗;推動模塊化建設、廢熱回收利用等新方案落地，降低整體能耗和碳排放水平。同時，應加大對綠色AI算法的研發(fā)支持，提升模型訓練和推理過程的能效，降低單次計算任務的能耗強度和碳強度。
五是完善政策機制和標準體系，保障協(xié)同發(fā)展。政府應加快健全電力與算力協(xié)同發(fā)展的政策支持和標準體系，明確綠色用電比例、碳強度、能效水平等監(jiān)管指標，建立考核機制并納入行業(yè)管理。完善價格信號傳導機制，合理設計峰谷電價、綠電補貼、碳定價等，引導企業(yè)主動向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型升級。同步推動綠色數(shù)據(jù)中心建設標準、算力能效等級標準等行業(yè)規(guī)范落地，為綠色發(fā)展提供制度保障。(周晟佳 金暄暄)
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