中國儲能網(wǎng)訊:最近《人民日報》通過專訪任正非對外釋放了重要信號。其中也講到了,AI競爭的背后,是要有充足的電力、發(fā)達的信息網(wǎng)絡(luò),而中國有這樣的優(yōu)勢??梢哉f,AI的盡頭是算力,算力的盡頭是電力,這已成為科技行業(yè)的共識。本期「電網(wǎng)深談」邀請了阿里云能源行業(yè)首席架構(gòu)師黃振、浙江省電力負荷管理中心孫鋼、浙江省能源大數(shù)據(jù)中心王彥波三位專家,一起聊聊這個話題。
以下為訪談內(nèi)容:
算力到底有多費電?
主持人:黃振老師,我看到有一種觀點,就是數(shù)據(jù)主義,認為萬物皆可“數(shù)據(jù)化”,皆可被計算。?比如貝多芬的交響曲、股市曲線和流感病毒,不過是數(shù)據(jù)流的三種不同模式,都能使用相似的基本概念和工具來分析。作為業(yè)內(nèi)人士,在您看來,這和現(xiàn)在說的算力有關(guān)系嗎?
黃振:我覺得這個觀點非常新潮,就說世界萬物都能被數(shù)據(jù)化,但它是一個概念型的、理想化的狀態(tài)。如果真是要落地,就是把這個世界描述出數(shù)據(jù)的話,它的背后的這個算力是必不可缺的。所以算力其實是它的一個支撐。如果沒有算力的支撐,是沒有辦法去實現(xiàn)這個理想的。那目前來說,我們看到了一個大的機會,就是我們很多的算力,通過現(xiàn)今的一些越來越多通用化的大模型,描述了這個世界是怎么樣的。我們也希望通過AI加上這個算力,能把這個世界的數(shù)列描述得更精準化,更符合并支撐我們的生活。
主持人:謝謝黃振老師的解答。那現(xiàn)在我們也看到,算力需求也帶來了用電負荷的增長。孫鋼老師,浙江是數(shù)字經(jīng)濟大省,算力帶來的電力負荷情況怎么樣?
孫鋼:這幾年來,在國家“東數(shù)西算”工程和AI大模型技術(shù)應(yīng)用的雙重驅(qū)動下,全國算力產(chǎn)業(yè)的用電需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。浙江當然也是沖在前面。我們以浙江為例,浙江2024年算力產(chǎn)業(yè)總耗電量大約是48億千瓦時,同比增長率超過了13%,這個數(shù)據(jù)是明顯高于浙江去年全社會用電量的增長9.5%,包括它的全社會負荷增長率7.5%,這就能看出它快速發(fā)展的趨勢。今年以來,隨著以阿里和杭州六小龍等為代表的一批人工智能產(chǎn)業(yè)的不斷升溫,我們相信,今年我們?nèi)∷懔Ξa(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度會更快,預計帶來的負荷增長將超過20%。
主持人:從企業(yè)視角看,算力擴張與電力供給之間是否存在明確的量化關(guān)系?
黃振:這是非常確定的,電力由于AI增長了,我們的算力大池子里,本身也因為AI的增長而增長,我們預計到2030年會帶動數(shù)據(jù)中心大概3倍的量,那還是一個比較穩(wěn)態(tài)的估計。但是穩(wěn)中有可能會爆發(fā)性增長,像今年的DeepSeek就不只是穩(wěn)步往上增長。所以我覺得20%是一個非??陀^的數(shù)字,跟我們觀察到的現(xiàn)象是一致的。
主持人:那在電力供應(yīng)方面,針對數(shù)據(jù)中心,是不是也有一些有別于其他行業(yè)的方式?
孫鋼:是的,數(shù)據(jù)中心對供電的可靠性和電壓的穩(wěn)定要求更高,一旦出現(xiàn)電力中斷或波動,將導致計算任務(wù)中斷、數(shù)據(jù)丟失,甚至設(shè)備損壞,造成巨大的經(jīng)濟損失。全省各地電網(wǎng)企業(yè)都在紛紛探索一些好的保障手段和措施。主要有這么幾個方面吧。
首先在技術(shù)層面,歸根結(jié)底最核心的,還是要提升我們的配電自動化水平,重點是要提升數(shù)據(jù)中心配電網(wǎng)絡(luò)故障的及時預警和處置能力。
第二在管理方面,目前全省各地也都在積極嘗試“電算協(xié)同”這樣一種發(fā)展路徑和機制措施,比如國網(wǎng)浙江營銷服務(wù)中心有運營一個全省千項萬億重大項目的管控平臺,它就能很好地推動數(shù)據(jù)中心和電網(wǎng)規(guī)劃的深度結(jié)合,就是在規(guī)劃的源頭,就充分考慮到數(shù)據(jù)中心未來用電的增長空間,從而能夠從源頭上去保障未來數(shù)據(jù)中心能有充沛的電能供應(yīng)。在這個基礎(chǔ)上,我們也會積極引導數(shù)據(jù)中心去配置儲能設(shè)備,還有移動電源、備用電源等等,這些和我們的電網(wǎng)做一個深度耦合和互動,并且納入統(tǒng)一的監(jiān)視和管理,來應(yīng)對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的一些故障。
還有很重要的一點,就是在能源結(jié)構(gòu)方面,應(yīng)用綠電,向大自然取電,應(yīng)該說是數(shù)據(jù)中心算力中心未來的長遠發(fā)展方向。在這方面,浙江近年來分布式光伏(發(fā)展迅猛),今年最新的數(shù)據(jù),光伏的最大出力已經(jīng)達到了3600萬千瓦,這是非常大的體量。這么大的體量配合儲能設(shè)備,它就能很好地解決數(shù)據(jù)中心的一個能源供應(yīng)問題,并且因為儲能的深度耦合、靈活充放電特性,也能夠解決光伏的出力波動性問題。
AI也能助力節(jié)能
主持人:電力的供應(yīng)是剛需,但數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗也同樣重要,這方面我們要如何實現(xiàn)?
王彥波:目前用于評價數(shù)據(jù)中心能源效率的核心指標叫作PUE(Power Usage Effectiveness,電能利用效率),它的定義是數(shù)據(jù)中心總耗電與IT設(shè)備耗電的比值?。PUE值是大于1的,當它越接近1時,表明IT設(shè)備耗電占比越高,非IT設(shè)備(如制冷、供配電系統(tǒng))的耗電占比越低,能源利用效率越高。目前浙江省的數(shù)據(jù)中心平均PUE值是1.57,我們電網(wǎng)有個禾城數(shù)據(jù)中心,它的PUE值是1.35。要想進一步降低這個PUE值,可以通過降低非IT設(shè)備的耗電,從而提高數(shù)據(jù)中心的電能利用效率。
主持人:王老師,那能不能請您系統(tǒng)介紹一下,都有哪些因素在推動這個值的變化?
王彥波:PUE的變化受環(huán)境、技術(shù)、管理等多因素的綜合影響,和IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)的耗電等都有關(guān)。拿算力芯片來說,昇騰910C基于7納米工藝,與英偉達H100的4納米工藝相比,能效比要差一些。負載利用率主要與資源調(diào)度分配運營效率有關(guān)。那么非IT設(shè)備主要包括制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)。拿制冷系統(tǒng)來說,溫濕度等氣候條件和季節(jié)變化會直接影響到數(shù)據(jù)中心的制冷需求。比如我們的緊水灘綠色數(shù)據(jù)中心,它就是利用水庫深層的低溫水免費供冷,規(guī)劃設(shè)計的PUE值可以達到1.13。供配電系統(tǒng)方面,像阿里仁和數(shù)據(jù)中心采用的巴拿馬電源直流供電方案,功率模塊效率達98.5%,再疊加先進的制冷方式,PUE可以到1.09。
黃振:我們用了AI的GPU算力,如果是同樣的算力用CPU去計算的話,它耗能會更大,GPU是比CPU更加省電和省能的。為什么我們感到這個電不斷增長得很快,是因為我們還沒有徹底的由CPU為主的這種計算模式,轉(zhuǎn)到我們以GPU為主的這種模式,所以當這個轉(zhuǎn)變完成之后,反而AI能帶來本身數(shù)據(jù)中心的節(jié)能,是可以看到這個效果的。
主持人:AI不是能耗的負擔,反而是節(jié)能的引擎。
黃振:對,包括其實我們在自己的數(shù)據(jù)中心得到的一些結(jié)論,就是數(shù)據(jù)中心如果是80%的算力都是由GPU來承擔的話,本身GPU用的能耗才15%,這個比值是以前的CPU能耗的1/3。
主持人:那在數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗方面,除了剛剛您說的這個之外,還有沒有其他的方式?
黃振:除了本身的能耗指標和我說的GPU改變,還和綠電相關(guān)。我們也欣喜地看到浙江這邊有很多的分布式光伏、風電,我們希望跟這些綠電結(jié)合起來。而且我們新投的數(shù)據(jù)中心,基本上都是希望50%以上的綠電占比,甚至到將來滿足目標80%以上。還有,我們也采用了一些先進的技術(shù),因為現(xiàn)在的GPU它就一臺服務(wù)器,那我們可以把它浸泡在液冷水里,那它的制冷方式會更集中,而且比以前的空調(diào)冷機的方式能效更好。
主持人:今年國家能源局是不是也提出了國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比達到80%的目標?
黃振:對,其實我們新投入的機房已經(jīng)滿足了。AI的算力增長很快,我們在內(nèi)蒙古、張北包括最近在青海西寧也投入機房,因為像青海,本身綠電占比就達到了95%,所以我們會在這種新能源發(fā)達省份更多投入資源。到2030年,基本上我們的數(shù)據(jù)中心能100%用上綠電。
主持人:這種“算力-綠電”捆綁模式的經(jīng)濟性和降碳效益如何?
黃振:我覺得這是一個很好的模式,而且這兩個是兼顧的,既有它的經(jīng)濟性,又有它的綠電性。就拿剛才我提到的青海來說,它本身綠電已經(jīng)達到95%,那從運營成本來說,還有投資產(chǎn)品來說,就降了20%-30%,幫我們縮短了大概兩到三年的投資回報率。
主持人:那是不是可以理解為,做好“平衡”非常關(guān)鍵,比如“東數(shù)西算”就是一種空間上的平衡,通過跨地域布局實現(xiàn)降耗。
黃振:對,我認為平衡很重要,因為我們很多偏遠的數(shù)據(jù)中心,主要在晚上大數(shù)據(jù)跑批的時候利用,白天時,要接近負荷側(cè)。現(xiàn)在有了AI,很多AI的一些推理算法,可以在偏遠的西北這些綠電資源豐富的地方使用,這是AI給我們帶來空間上分布的一個有利的條件,它的移動潛力更為巨大。除了空間上面的一個平衡,我覺得時間上也有,包括我們的AI虛擬機,會出一個功能叫提起批量計算,這個批量計算的價格是平時的50%。那你提交(問題)之后不需要立刻拿到你的答案,它可能給你生成報告,過一段時間錯峰之后,到遠邊的機房運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)再回到你那,我們看到這個服務(wù)推出了之后,其實有很多的這個需求,正好時間上也是錯峰了,也是達到了一定的平衡。
算力之爭在電力
主持人:那能否預測一下,未來幾年的算力需求會有怎樣的發(fā)展趨勢?
黃振:隨著AI用戶數(shù)越來越大,算力增長是可預測的。但不能預測的是什么呢,可能是有些爆款的AI應(yīng)用。原先像微信這種程序,它要達到1億的用戶數(shù)大概用了一年多、兩年的時間,那到了Open AI這個時代,它大概就是七個月,那到了DeepSeek這個更夸張,大概只有七天。所以這樣電力系統(tǒng)的供電,可能更需要一定的靈活性和有預測性。
孫鋼:未來幾年,隨著數(shù)字經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,浙江算力需求將呈現(xiàn)“量級躍升、密度倍增”的趨勢。以大模型為例,單次訓練所需的算力相當于傳統(tǒng)AI任務(wù)的數(shù)百倍。這背后帶來的電力需求,也必然會有同步的爆發(fā)式增長的趨勢,這也會對電力供給的穩(wěn)定性和綠色化提出更高要求。
王彥波:在國家雙碳目標的推動下,未來幾年算力需求將呈現(xiàn)“總量增長但結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的趨勢。數(shù)字化的變革和AI大模型的廣泛普及及應(yīng)用,會促進AI算力的需求大幅增加,但同時碳排雙控,也會倒逼行業(yè)變革,來促使企業(yè)轉(zhuǎn)向低碳技術(shù)。浙江省發(fā)展改革委也提出了2025年底數(shù)據(jù)中心PUE要在1.5以下的要求。在這個大背景下,數(shù)據(jù)中心的發(fā)展必然朝著綠色化、低碳化發(fā)展,單位算力的“含綠量”會明顯增加。
主持人:AI時代,算力就像水和電一樣,“即開即用”,而且規(guī)模越來越龐大,會有“能源焦慮”嗎?
黃振:這種焦慮有可能是幸福的焦慮。因為AI它本身的能源的消耗應(yīng)該是遠遠小于它帶來的對這個社會的效益。但短期肯定是有壓力的,比如說現(xiàn)在的一些數(shù)據(jù),就是我每次問DeepSeek一次大概是2.9瓦時的這個用電量,相當于差不多二三十瓦的燈泡,點亮6分鐘。但是你想,AI如果將來像我們的燈一樣普及,每時每刻都在問AI,那到時這個用量可能會是百倍的指數(shù)級增長,那有可能就是我們將來的用電量,會達到十幾個三峽的發(fā)電量。但可喜的是,AI本身其實更多帶來了其他行業(yè)的一個減量,或者是能耗的一個增益,我們數(shù)據(jù)中心占全球用電量的1.5%,在AI(翻倍)過去之后,可能會達到5%。但是這個5%的增量,會帶來全社會其它的一個減量。我們覺得這是可期的。
孫鋼:“能源焦慮”這個詞,它主要是表現(xiàn)在電力負荷在不斷地增長,同時我們對節(jié)能降碳又有要求,這兩者之間如何平衡處理的這樣一個問題。那這個問題肯定有解決的辦法。
第一要增加電力的多元化供應(yīng),比如通過建立核電、風電、光伏、氫能、儲能等多能協(xié)同互補機制,為數(shù)據(jù)中心等高電力需求企業(yè),提供24小時全天候穩(wěn)定的綠色電力供應(yīng)。
然后在需求側(cè)要盡量挖掘調(diào)節(jié)潛力。浙江目前正在大力發(fā)展和推進的虛擬電廠,其實就是一個非常好的一個方式和路徑,它可以聚合像數(shù)據(jù)中心這樣的閑散資源,還有分布式的儲能、自備電源設(shè)施、分布式光伏等等,與電網(wǎng)進行一個良性及時友好的互動,從而減少對傳統(tǒng)的化石能源的依賴和消耗。
另外一點,就是通過技術(shù)革新提高能效水平,降低能耗,比如通過優(yōu)化“電算協(xié)同”的算法,就可以基于負荷預測來科學調(diào)整算力服務(wù)器的運行狀態(tài),從而達到單位算力能耗值下降的目標。
總的來說,“能源焦慮”是客觀存在的一種發(fā)展趨勢,一個階段,不是一個壞事情,最終我相信定能完美破局。
主持人:那現(xiàn)在算力占全社會用電量的占比怎么樣?
孫鋼:算力的話,目前占比大概在1.2%左右,還比較小,畢竟還只是近年來興起的一個事物。但它的發(fā)展趨勢和同比增長率還是很能說明它的未來發(fā)展態(tài)勢。
王彥波:應(yīng)該說能源焦慮是客觀存在的,但是并不可怕。我們省能源大數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了對全省183家數(shù)據(jù)中心的電量、負荷的動態(tài)監(jiān)測?;谶@些動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),一方面我們可以為數(shù)據(jù)中心運營主體制定精準負荷調(diào)控策略;另一方面電網(wǎng)企業(yè)可協(xié)同重點數(shù)據(jù)中心開展彈性用能方案制定,優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的用電模式,還能緩解用電高峰期時的電網(wǎng)用電壓力。
另外,浙江電力也在加快推動改建一些變電站,提升杭州未來科技城、寧波北侖工業(yè)區(qū)等多個算力集群供電能力,110千伏及以上供電的數(shù)據(jù)中心全部實現(xiàn)雙電源接入的可靠供電。
同時我們也在支撐數(shù)據(jù)中心的碳排放雙控,推進綠電交易,實現(xiàn)超大型數(shù)據(jù)中心全年綠電交易4.62億千瓦時,減少碳排40萬噸。今年我們省能源大數(shù)據(jù)中心也在支撐省能源局對30余家數(shù)據(jù)中心開展化石能源消費預算工作,支撐數(shù)據(jù)中心完成年度總體用能預算指標要求。
主持人:從長遠來看,能源技術(shù)的哪些突破將對算力發(fā)展產(chǎn)生革命性影響?
黃振:從整個長遠的競爭格局來說,電力算力是息息相關(guān)的,就是算力最終的邊際成本就是電力。那從目前的一個競爭格局來說,美國在這方面也有一定優(yōu)勢,因為它的綜合的能源成本是要比我們低的,但是更長遠來看,中國的制造業(yè)比較突出地把我們的光伏風電都做到世界第一,規(guī)模化帶來成本的降低。在擺脫了被“卡脖子”外部要輸入的化石能源以后,長期的能源成本,會形成我們的真正的競爭優(yōu)勢。我覺得中國的真正優(yōu)勢,就在于現(xiàn)有的新能源制造業(yè)規(guī)?;瑤砀偷某杀?,最終我們超越美國這些傳統(tǒng)靠資源稟賦得到能源低價的國家,從而形成我們自己獨特的算力優(yōu)勢。
主持人:也就是說,未來算力與電力協(xié)同很可能會催生新業(yè)態(tài),實現(xiàn)算電融合的商業(yè)模式創(chuàng)新?
黃振:對,我覺得現(xiàn)在有些技術(shù)是可以實現(xiàn)的。我們這個數(shù)據(jù)中心,將來不一定只是一個用電的,還可以當成一個虛擬電廠一樣的,負荷可調(diào)。那現(xiàn)在看數(shù)據(jù)中心都比較平穩(wěn),它似乎不那么可調(diào),是因為我剛才也說到了CPU,我們是一直服務(wù)的,它是比較平穩(wěn)的。但是這個GPU的請求,都是波動性的,那這樣的話,一方面可以更多進行時空的轉(zhuǎn)移,第二方面我們也更多投入一些光伏儲能設(shè)備,把數(shù)據(jù)中心本身變成一個可調(diào)節(jié)的負荷,不但不成為電網(wǎng)的負擔,甚至是可以去貢獻一些調(diào)節(jié)能力。
另一方面,電也可以為算力服務(wù),包括我們嘗試的那個批量計算。比如說,此時此刻中午太陽很好,光伏大發(fā),數(shù)據(jù)中心能不能幫我消納一下這個綠色的電力,這時候可以引導用戶,現(xiàn)在的電力很便宜,這個虛擬算力的價格很便宜,快來購買,那形成這樣的聯(lián)動效益,既幫助綠電消納,也把價值導向給了最終的用戶,促進成本降低。可以有高級的DeepSeek的R1,也可以用簡單模型,當我需要更高級的算力,幫我出一個很深度的報告,那可以等等,使用單價很便宜的電力,幫我多算算。當我需要及時回復,不需要那么深度,那就快速走高峰通道。不同的需求去對應(yīng)多元的電力價格。這也是因為,我們的需求可以這么被分類,所以這兩方面可以有一些新的業(yè)態(tài)。
各類組合也很多,我們看到過一個形態(tài),就是有些園區(qū),租戶沒這么多,但是屋頂已經(jīng)投了10兆瓦的光伏,它消納不掉,那這時候投個幾十臺的這個服務(wù)器,去消納,這其實是既能保證綠色用電,又能讓算力有一個便宜的價格。這種是可以放在浙江、上海這種負荷情況下去做的。另一方面,說不定未來我們的制造業(yè)比較發(fā)達,工廠在極端情況下,一半是制造自己的商品,另一半制造算力供給別人,這也是賦能的一種。
他山之石可攻玉
主持人:國外在算力與電力協(xié)同發(fā)展方面已經(jīng)有哪些值得借鑒的經(jīng)驗?
王彥波:國外在算力與電力協(xié)同發(fā)展方面提供了諸多可借鑒的經(jīng)驗。歐盟通過“行業(yè)耦合”模式整合儲能、虛擬電廠等技術(shù),提升電網(wǎng)靈活性;美國科技巨頭采用自建電源、綠電直供等方式降低電網(wǎng)壓力,因為美國的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對來說是比較薄弱的;德國建立了一種叫“平衡結(jié)算單元”機制,將算力負荷動態(tài)納入電力調(diào)度體系。這些經(jīng)驗表明,市場化機制、技術(shù)創(chuàng)新和政策協(xié)同是推動算力和電力協(xié)同發(fā)展的重要因素。
孫鋼:我覺得國外還是有一些比較典型的好的經(jīng)驗,可以做參考和借鑒的。美國孟菲斯的超級計算機集群配套天然氣發(fā)電機,通過分布式電源保障高密度算力設(shè)施的臨時投運。再比如微軟都柏林數(shù)據(jù)中心的不間斷電源(UPS)通過技術(shù)改造,可實現(xiàn)與電網(wǎng)的實時交互,能夠深度地感知到市電供電的質(zhì)量,一旦這個頻率或者電壓出現(xiàn)一個波動,超出了一個預置范圍的時候,就能夠啟動開關(guān)臨時進行充放電,保證供電的連續(xù)性和供電的質(zhì)量。所以這些方面我覺得還是有很多值得我們借鑒的地方。
主持人:未來電力要如何更好地支撐算力發(fā)展,您有什么好的建議?
王彥波:一是加強協(xié)同布局,針對當前在建大型數(shù)據(jù)中心做好區(qū)域電網(wǎng)、變電站等配套電力設(shè)施補強,中遠期需要加強算力基礎(chǔ)設(shè)施與核電、海上風電、光伏等清潔能源協(xié)同布局。二是加強算電一體開發(fā),按照遠景最大用電需求確定保障方案,積極協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)中心和電力設(shè)施兩者在開發(fā)流程、投產(chǎn)時序上的差異,避免出現(xiàn)“算力等電”現(xiàn)象。三是完善電力市場交易機制,推進跨省跨區(qū)綠電交易模式,推動長三角建立“算力電價聯(lián)動”機制,鼓勵超大型數(shù)據(jù)中心參與批發(fā)側(cè)電力市場,進一步優(yōu)化用電成本。
孫鋼:我覺得加強電力對算力的支撐。一是強化頂層設(shè)計,將算力納入省域能源專項規(guī)劃,更加明確統(tǒng)一,也更便于操作和執(zhí)行。二是建立獎懲機制,設(shè)定分階段的PUE強制標準,鼓勵算力企業(yè)圍繞這個目標去做努力和創(chuàng)新,同時配套算力基礎(chǔ)設(shè)施的一些補貼機制,建立市場化的競爭和激勵機制。三是加強示范引領(lǐng),比如探索設(shè)立“零碳算力示范區(qū)”,用盆景來帶動風景,試行綠電直供、碳稅返還等創(chuàng)新機制,作為支撐算力的常態(tài)化做法。
主持人:今天聊下來,我有一種感覺,200多年前,人類開始駕馭蒸汽,100多年前,電力改變了生產(chǎn)生活,現(xiàn)在,人類站在了算力革命的風口。但所有過往的科技革命的成果,不僅沒有消失,還匯聚形成了各種能量的合力,一起去托舉全新未來世界的到來。