中國儲能網訊：在數字經濟時代，算力是新質生產力的重要代表，事關國家核心競爭力。發(fā)展以高綠電供給比例為關鍵特征的綠色算力，是實現(xiàn)算力產業(yè)高質量發(fā)展、推動能源低碳轉型的關鍵舉措，將為促進經濟社會發(fā)展全面綠色轉型提供有力支撐。
算力成為電力需求重要增長點
近年來，伴隨文本、圖像、視頻等多媒體生成式人工智能（AI）技術的發(fā)展，AI進入快速擴張和大規(guī)模應用時代。ChatGPT、Sora等大模型應用工具涌現(xiàn)，使得人工智能與日常生活連接得更加緊密，背后的能源電力需求也引發(fā)全球關注。以GPT-3為例，單次訓練耗電量高達128.7萬千瓦時，相當于美國約121個家庭一整年的用電量，每天響應約2億個需求，耗電量超過50萬億千瓦時，相當于1.7萬個美國家庭平均一天的用電量。
算力成為各國電力需求重要增長點。國際能源署（IEA）數據顯示，算力的物理載體——數據中心2022年用電量相當于全球總用電量的2%，到2026年全球數據中心用電量或將達到6200億—1.05萬億千瓦時，相當于日本全社會的用電量。預計從2027年起，僅人工智能新增的服務器，一年消耗的電量就相當于荷蘭或瑞典等國家的總耗電量。從各國來看，美國2022年數據中心用電量占全社會用電量的3%，根據預測到2030年這一比重將增加到8%；在歐洲數據中心集聚地——愛爾蘭，2022年數據中心耗電量增加31%，接近全國總耗電量的五分之一。
我國算力用電需求將持續(xù)較快增長。國內來看，根據公開媒體報道，2022年我國數據中心用電量超過2座三峽電站年發(fā)電量，用電量占全社會用電量超過3%。以算力規(guī)模、算力結構、不同類型機架功率、PUE值、上架率等為主要參數，對數據中心用電需求進行測算表明，未來兩年數據中心年均用電量增速超過18%，到2025年全國數據中心用電量占全社會用電量將超過4%?！笆逦濉逼陂g，數據中心年均用電量增速超過10%，到2030年全國數據中心用電量預計比2025年實現(xiàn)翻倍。
綠色算力是能源低碳轉型與數字經濟發(fā)展的重要橋梁紐帶
算力綠色低碳發(fā)展需求迫切。數據中心耗電規(guī)模大，其碳排放問題也已引發(fā)關注。有研究顯示，2021年我國數據中心相關二氧化碳排放量已約1.35億噸，約占全國二氧化碳排放量的1.14%，碳排放強度達到0.82。假設未來每年數據中心新增用電量約500億千瓦時，按照生態(tài)環(huán)境部最新公布的2021年電力二氧化碳排放因子測算，每年新增二氧化碳排放量約2784萬噸，預計到2030年全國數據中心二氧化碳排放量將翻番，成為我國新增二氧化碳排放的重要來源，對我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標帶來更大的挑戰(zhàn)。
發(fā)展以高綠電供給比例為關鍵特征的綠色算力是促進產業(yè)高質量發(fā)展的關鍵舉措。降低數據中心二氧化碳排放的最直接方式就是增加數據中心的綠色電力消費，而我國擁有豐富的水電、風電和太陽能發(fā)電資源，建立了完備的產業(yè)鏈供應鏈體系，能夠為數據中心節(jié)能降碳提供充足支撐，是我國算力產業(yè)綠色發(fā)展的重要優(yōu)勢。
“十四五”以來，我國風電、太陽能發(fā)電進入快速發(fā)展時期，2020—2022年連續(xù)三年風光新增裝機容量超過1億千瓦，2023年風光發(fā)展再次提速，全年風光新增裝機容量高達2.9億千瓦，再創(chuàng)歷史新高。截至2024年一季度，全國并網風電和太陽能發(fā)電合計裝機容量達到11.2億千瓦，占總裝機容量比重達到37.3%，比上年同期提高6.6個百分點。在風電、太陽能發(fā)電快速發(fā)展的帶動下，我國電源裝機結構得到進一步優(yōu)化，可再生能源發(fā)電裝機歷史性超過火電裝機規(guī)模，煤電在總發(fā)電裝機中的比重降至40%以下。隨著能源綠色低碳轉型加快，未來風電、太陽能發(fā)電仍將保持大規(guī)模快速發(fā)展趨勢，預計年新增裝機容量保持在2億千瓦甚至更高，將以更大力度支撐我國電力綠色低碳發(fā)展，也將為數據中心提供更充分的綠電保障。與此同時，我國建立了完備的水電、核電、風電、太陽能發(fā)電等清潔能源裝備制造產業(yè)鏈，不僅引領全球可再生能源技術發(fā)展，還極大推動新能源發(fā)電成本持續(xù)下降，風電和光伏發(fā)電成本分別下降60%和80%。隨著未來清潔能源技術的持續(xù)突破，綠色電力發(fā)電成本還有進一步下降的空間，也將為數據中心降本增效提供更有力支撐。
綠色算力產業(yè)發(fā)展將助力新能源高質量發(fā)展。西北地區(qū)受新能源裝機占比高、外送通道相對有限、本地消納能力不足等因素影響，一直以來是我國新能源消納壓力較大的地區(qū)。近年來，隨著風電、光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展，西北地區(qū)新能源消納壓力進一步凸顯。西北地區(qū)地廣人稀，居民用電需求相對較低，增加本地產業(yè)電力消費是提升新能源消納能力、推進新能源高質量發(fā)展的重要手段。數據中心作為數字經濟發(fā)展的重要基礎設施，不僅是培育新質生產力的重要抓手，還是用電需求大、用電預期穩(wěn)定的大用戶，積極推動“東數西算”工程，對于增強本地電力消費能力，支撐新能源高水平消納利用具有重要意義。
人工智能等應用將為能源領域發(fā)展帶來重要推動作用。在傳統(tǒng)能源方面，生產技術裝備智能化控制、災害智能感知與防治等將推動生產現(xiàn)場井、站、廠、設備等智能聯(lián)動與自動優(yōu)化，提升安全高效運行水平，推動傳統(tǒng)生產過程轉型升級。在新型電力系統(tǒng)建設方面，人工智能等可應用于設計、制造、建設、運維等各領域全環(huán)節(jié)，促進新能源資源充分開發(fā)，推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定調節(jié)能力與對清潔能源的接納、配置和調控能力。在消費側，人工智能技術有助于挖掘節(jié)能潛力，分層分區(qū)精準匹配需求，促進智能化用能服務模式創(chuàng)新，推動實現(xiàn)多能協(xié)同調度等。隨著技術進步，預期后續(xù)其他應用場景也將獲得進一步拓展，并演化出豐富多彩、形態(tài)各異的新場景、新業(yè)態(tài)。
以算力—電力協(xié)同為抓手推動算力產業(yè)發(fā)展
《關于深入實施“東數西算”工程加快構建全國一體化算力網的實施意見》等政策明確提出“統(tǒng)籌推動算力與綠色電力的一體化融合”，推動提升數據中心綠電使用比例。為更好推進綠色電力、算力融合發(fā)展，需要以算—電協(xié)同為抓手，當前重點加強算力和電力發(fā)展規(guī)劃銜接、創(chuàng)新綠電供給模式、鼓勵市場化交易以及數據中心節(jié)能降耗工作。
一是做好電力規(guī)劃和數據中心規(guī)劃的有效銜接。加強各部門之間的統(tǒng)籌合作，落實數據中心電源配套建設。統(tǒng)籌考慮算力發(fā)展對能源電力需求時序、總量、布局和質量要求，有效銜接各類電源規(guī)劃，優(yōu)化各地新能源消納方案，提升算力發(fā)展綠電供應保障水平，推動算力電力協(xié)同發(fā)展。
二是探索數據中心高比例可再生能源直供模式。開展源網荷儲一體化綠色供電園區(qū)建設，優(yōu)化源網荷儲一體化運行方式，提升數據中心供電可靠性和綠色電力消納水平，降低對大電網的調節(jié)支撐需求。加快推動核電小堆、海上風電、光熱技術進步和成本下降，試點在東部地區(qū)探索核電小堆、海上風電等方式供應數據中心，在青海、甘肅、內蒙古探索光熱、風光獨立微電網直供數據中心。
三是推動數據中心參與新能源市場化交易。數據中心利用自身用電需求大、較穩(wěn)定等優(yōu)勢，與新能源企業(yè)簽訂年度及多年綠色電力交易合同或者新能源電力中長期合同，鎖定較長周期的綠電供應和較合理的價格水平，保障綠電供應的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。推動數據中心參與電力現(xiàn)貨市場，通過現(xiàn)貨價格信號引導數據中心主動購買新能源，提高綠電消費比例。
四是推廣數據中心節(jié)能降耗和電熱冷綜合利用。因地制宜推動液冷技術在數據中心的應用，降低數據中心綜合能耗，試點建設一批PUE值在1.10左右的先進節(jié)能數據中心。推動數據中心電熱冷與周圍可調節(jié)工業(yè)負荷互動。探索數據中心備用電源參與調峰，結合周邊工業(yè)負荷推廣數據中心余熱回收利用技術、周圍工業(yè)園區(qū)冷能回收利用技術，提高數據中心綜合能源利用效率。
