中國儲能網(wǎng)訊：隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，算力需求急劇增加，數(shù)據(jù)中心和智算中心作為算力的核心基礎(chǔ)設(shè)施，能耗問題日益突出。
同時，可再生能源的普及和電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，使得儲能技術(shù)在能源管理中的作用愈發(fā)重要。算力與儲能的結(jié)合，成為提升能源效率、降低運營成本、保障電力供應(yīng)穩(wěn)定的關(guān)鍵路徑。
隨著這種行業(yè)共識而來的還有正在興起的儲能藍(lán)海市場。
“暴力”算力時代來臨，用電量激增
2025年2月10日，工信部、國家發(fā)改委、國家能源局等八部門聯(lián)合印發(fā)《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》，這份重磅文件多個亮點受到行業(yè)高度關(guān)注。
包括在產(chǎn)業(yè)布局方面，兩度強(qiáng)調(diào)防止低水平重復(fù)建設(shè)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體規(guī)劃布局和運行監(jiān)測，推動產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，提高資源配置和利用效率。
鼓勵新型儲能以獨立儲能主體參與電力市場，加快推動構(gòu)網(wǎng)型儲能應(yīng)用，提升新型儲能對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行支持能力，明確了構(gòu)網(wǎng)型儲能的應(yīng)用場景與支持政策。
值得一提的是，這是首份支持構(gòu)網(wǎng)型儲能發(fā)展的國家級頂層文件。
文件還提出，拓展用戶側(cè)儲能多元應(yīng)用。面向數(shù)據(jù)中心、智算中心、通信基站、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)企業(yè)、公路服務(wù)區(qū)等對供電可靠性、電能質(zhì)量要求高和用電量大的用戶，推動配置新型儲能。
這意味著，在國家層面，希望進(jìn)一步通過政策的引導(dǎo)，推進(jìn)儲能在工業(yè)各個領(lǐng)域，尤其是數(shù)據(jù)中心、智算中心等行業(yè)中的應(yīng)用。
近年來，以數(shù)字全球化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的科技革命浪潮推動了物聯(lián)網(wǎng)、AI、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，算力成為了社會發(fā)展的重要支撐。
資料顯示，我國算力總規(guī)模近五年年均增速近30％，達(dá)到每秒1.97萬億億次浮點運算，位居全球第二。
特斯拉創(chuàng)始人馬斯克曾公開表示，AI發(fā)展的速度前所未見，幾乎每過6個月，AI的算力就會增加10倍。
算了產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展的代價是能源的巨大消耗，作為算力核心基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心和智算中心用電量持續(xù)增長。
官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，過去十年間，中國數(shù)據(jù)中心整體用電量以平均每年超過10%的速度遞增。
2022年，全國數(shù)據(jù)中心耗電量已經(jīng)達(dá)到了2700億千瓦時，占全社會用電量約3%，遠(yuǎn)超全國農(nóng)業(yè)用電量的1146億千瓦時,預(yù)計到2025年，全國數(shù)據(jù)中心用電量占全社會用電量的比重將提升至5%。
從全球市場來看，有機(jī)構(gòu)預(yù)測，全球?qū)τ跀?shù)據(jù)中心的建設(shè)投資將保持加速增長狀態(tài)，2022-2026年，全球新建數(shù)據(jù)中心數(shù)量將以8.6%的年復(fù)合增長率增長，這也意味著，以智算中心、超算中心、數(shù)據(jù)中心為主要形態(tài)的算力產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為高耗能產(chǎn)業(yè)。
據(jù)國際能源署估算，到2026年，全球數(shù)據(jù)中心耗電量最多將達(dá)到2022年460TWh的用電量的2.3倍，即620-1050TWh。
算力低碳化趨勢下，儲能產(chǎn)業(yè)將迎新“風(fēng)口”
傳統(tǒng)算力方式往往伴隨著高能耗、高排放問題，推動算力綠色低碳發(fā)展已成行業(yè)共識和時代需求，算力+儲能將成為儲能細(xì)分市場下一個“風(fēng)口”。
算力+儲能將儲能系統(tǒng)與算力基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)據(jù)中心、智算中心）相結(jié)合，通過智能能源管理系統(tǒng)（EMS）實現(xiàn)能源的優(yōu)化調(diào)度和管理。
這種結(jié)合不僅可以提高能源利用效率，還能增強(qiáng)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，降低運營成本，甚至可以讓數(shù)據(jù)中心從負(fù)荷側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)楣╇妭?cè)，通過削峰填谷獲取市場效益。
數(shù)據(jù)中心作為高能耗設(shè)施，通過配置儲能系統(tǒng)，可以在電價低谷時充電，電價高峰時放電，降低電力成本。同時，儲能系統(tǒng)可以作為備用電源，保障數(shù)據(jù)中心的持續(xù)運行。
智算中心對算力的需求更高，能耗更大。通過儲能系統(tǒng)的配置，可以平滑電力需求，提高能源利用效率，降低運營成本。
在超算中心、數(shù)據(jù)中心配置儲能已經(jīng)被視為是解決其能耗過高的重要手段，各國政府正在通過政策支持推動算力+儲能的發(fā)展。
以中國為例，“十四五”規(guī)劃明確提出要推動數(shù)據(jù)中心和儲能技術(shù)的融合發(fā)展。
2022年6月，工信部、國家發(fā)改委、等六部門聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)能效提升行動計劃》，提出要引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心擴(kuò)大綠色能源利用比例，到2025年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE，指數(shù)據(jù)中心總耗電量與信息設(shè)備耗電量的比值）優(yōu)于1.3。
行動計劃還提出要數(shù)據(jù)中心要大力發(fā)展高效光伏、大型風(fēng)電、智能電網(wǎng)和高效儲能等新能源裝備。
2023年10月，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》中就明確提出支持液冷、儲能等新技術(shù)在算力發(fā)展中的應(yīng)用，鼓勵算力中心采用源網(wǎng)荷儲等技術(shù)，支持與風(fēng)電、光伏等可再生能源融合開發(fā)、就近消納。
2024年7月，國家發(fā)改委等四部委發(fā)布《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》，要求到2025年底，全國數(shù)據(jù)中心布局更加合理，平均電能利用效率降至1.5以下，可再生能源利用率年均增長10%，平均單位算力能效和碳效顯著提高。
到2030年底，全國數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率、單位算力能效和碳效達(dá)到國際先進(jìn)水平，可再生能源利用率進(jìn)一步提升。
在國家頂層設(shè)計的指引下，一些地方也紛紛出臺獎補(bǔ)政策支持在超算中心、智算中心、新型數(shù)據(jù)中心等配置儲能。
河南省對超算中心、智算中心、新型數(shù)據(jù)中心等配套建設(shè)儲能規(guī)模在1000千瓦時以上儲能設(shè)施的，省財政給予一次性獎勵。
山東省省級財政支持新型數(shù)據(jù)心建設(shè)獎補(bǔ)政策實施細(xì)則就提出對新建、改造數(shù)據(jù)中心設(shè)備，提升算力算效和綠色節(jié)能水平的支出，不應(yīng)低于支持資金總額的40%。
深圳市鼓勵在數(shù)據(jù)中心、5G基站等場景因地制宜布局用戶側(cè)儲能，對規(guī)?；痉秲δ茼椖拷o予財政資金支持。
這些政策正在加速算力設(shè)施配儲的步伐。
國內(nèi)外科技巨頭加速布局
2024年，英偉達(dá)CEO黃仁勛在一次公開演講中表示，AI未來的發(fā)展將與光伏和儲能緊密相連。另一位科技大佬OpenAI創(chuàng)始人山姆·奧特曼也提出了類似的看法，認(rèn)為未來的AI取決于能源，社會需要更多的光伏與儲能。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來AI競爭的核心門檻將不再是單純的算力創(chuàng)新，而是海量算力所需要的電力與儲能水平及成本，尤其是電力作為智算中心最主要的能源供給，其穩(wěn)定性與可持續(xù)性對于算力產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要，隨著智算中心性能的不斷提升，電力和儲能將成為這一行業(yè)壁壘的關(guān)鍵。
對于數(shù)據(jù)中心而言，備電和防斷電是剛性需求，在備電的基礎(chǔ)上實現(xiàn)“可再生能源+儲能”的方案升級正在成為國內(nèi)外科技巨頭紛紛布局的方向。
可再生能源搭配儲能電池能夠快速部署并為數(shù)據(jù)中心供給清潔能源以滿足其大規(guī)模新增電力需求。
2023年12月，美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭Meta與可再生能源開發(fā)商Orsted簽訂一個光伏+儲能的PPA協(xié)議，項目使用300MW光伏搭配300MW/1200MWh儲能，為Meta的數(shù)據(jù)中心提供7×24小時清潔電力供應(yīng)。
該項目之后，AES（Fluence母公司）與亞馬遜、谷歌、微軟簽訂了超過1GW的儲能供電協(xié)議。
另外，谷歌在其數(shù)據(jù)中心中配置了大規(guī)模的儲能系統(tǒng)，通過智能能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)能源的優(yōu)化調(diào)度，顯著降低了電力成本。
特斯拉也在多個數(shù)據(jù)中心和智算中心中部署了其Powerpack儲能系統(tǒng)，通過參與電網(wǎng)調(diào)頻和需求響應(yīng)，獲取額外收益。
國內(nèi)方面，包括字節(jié)跳動、騰訊、阿里等科技巨頭和一些行業(yè)領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心運營商已制定并實施了明確的降碳目標(biāo)，布局“可再生能源+儲能”。
從應(yīng)用環(huán)節(jié)和產(chǎn)業(yè)鏈方面看，國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心儲能市場正在快速發(fā)展。
2022年5月，阿里巴巴與華北電力大學(xué)合作開展的可再生能源消納驅(qū)動的數(shù)據(jù)中心“算力-電力”優(yōu)化調(diào)度項目以試運行方式參與了華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場。
2022年11月，國家超級計算濟(jì)南中心2.5MW光伏發(fā)電項目就成功并網(wǎng)發(fā)電，為超算中心提供了新的能源供應(yīng)方式。
2024年12月，由河南空港數(shù)字城市開發(fā)建設(shè)有限公司攜手長興太湖能谷科技有限公司共同打造的河南空港智算中心項目落地，該項目是全國首個智算中心+儲備一體化項目。
另外，華為在數(shù)據(jù)中心儲能市場發(fā)布了多個解決方案，并成功落地。
科士達(dá)自2020年開始探索新能源和儲能系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，并為廣州市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的某數(shù)據(jù)中心提供了儲能集裝箱，提供700kW/5.16MWh備電容量,主要用于峰谷套利，有效降低數(shù)據(jù)中心運營費用。
首航新能源推出了“光儲充一體化解決方案”，方案利用磷酸鐵鋰電池組，將光伏發(fā)電或儲能發(fā)電通過直流轉(zhuǎn)直流的變換器，直接送到IT負(fù)載，整個鏈條只需2級電力電子變換器，大大提高了綠電的使用效率。
值得關(guān)注的是，近期，寧德時代遞交了港股IPO招股書，擬在港交所主板上市。在這份招股書中，數(shù)據(jù)中心儲能被單獨列了出來。
招股書中提到，隨著智能應(yīng)用的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的算力及電力需求大幅提升。
未來，數(shù)據(jù)中心儲能電池出貨量預(yù)計以76.3%的復(fù)合年增長率由2024年10 GWh增長至2030年約300 GWh。
由此可見，未來，數(shù)據(jù)中心儲能將是一片藍(lán)海市場。
發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)
算力+儲能作為一種新興的能源管理方案，盡管具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的前景，但在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策、市場等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
首先，數(shù)據(jù)中心的能耗巨大，對電力供應(yīng)的穩(wěn)定性要求高，當(dāng)前的儲能技術(shù)（如鋰離子電池、液流電池等）在能量密度、循環(huán)壽命等方面仍有提升空間，尚未完全滿足算力基礎(chǔ)設(shè)施的高要求，技術(shù)不成熟可能導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性下降，增加維護(hù)成本和運營風(fēng)險。
其次，數(shù)據(jù)中心尤其看中安全性，目前占主流的鋰電池儲能系統(tǒng)仍存在一定的安全隱患，一旦儲能電站發(fā)生火災(zāi)等安全事故，將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
第三，算力+儲能需要高度智能化的能源管理系統(tǒng)（EMS）來實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度和優(yōu)化，但這類系統(tǒng)的開發(fā)和運維復(fù)雜度高，增加實施難度和成本。
第四、將儲能系統(tǒng)與現(xiàn)有的算力基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)據(jù)中心、智算中心）集成，涉及硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)的深度融合，技術(shù)難度大，集成不當(dāng)可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，甚至引發(fā)安全問題。
第五、儲能系統(tǒng)的初始投資成本較高，尤其是大規(guī)模部署時，資金壓力較大；盡管儲能系統(tǒng)可以通過峰谷電價管理和參與電網(wǎng)服務(wù)獲取收益，但投資回報周期較長；儲能系統(tǒng)高運營成本可能削弱算力+儲能的經(jīng)濟(jì)效益，增加企業(yè)負(fù)擔(dān)。
第六、政策支持和補(bǔ)貼力度仍顯不足，且存在地區(qū)差異；當(dāng)前電力市場機(jī)制對儲能系統(tǒng)的參與和支持不夠完善，尤其是在調(diào)頻、需求響應(yīng)等方面的市場規(guī)則不明確；算力+儲能領(lǐng)域缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，導(dǎo)致技術(shù)路線、系統(tǒng)設(shè)計和運營管理存在差異。
總之，推動算力+儲能的廣泛應(yīng)用，需要政府、企業(yè)和技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)共同努力，通過技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、市場機(jī)制完善和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，逐步解決這些問題，實現(xiàn)算力+儲能的可持續(xù)發(fā)展。
未來，隨著技術(shù)成熟和成本下降，其在未來能源系統(tǒng)中的地位將愈發(fā)重要，成為構(gòu)建穩(wěn)定、高效電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過合理的配置和優(yōu)化管理，算力+儲能將為數(shù)據(jù)中心和智算中心帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和運營優(yōu)勢。
