中國儲能網(wǎng)訊:“AI的盡頭是算力,算力的盡頭是電力”已成行業(yè)流行語。近年來,在國家“東數(shù)西算”工程和AI大模型技術應用雙重驅動下,全國算力產業(yè)的用電需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。而隨著AI產業(yè)不斷升溫,據(jù)統(tǒng)計,今年以來,浙江算力產業(yè)帶來的用電增長已超過20%。
算力“吃電”何解?
浙江作為數(shù)字經(jīng)濟大省,算力帶來的用電增長也沖在前列。
據(jù)國網(wǎng)浙江電力營銷數(shù)據(jù)統(tǒng)計,浙江2024年算力產業(yè)總耗電量大約48億千瓦時,同比增長超過13%,明顯高于浙江去年全社會用電量的增長率9.5%,包括全社會最大負荷增長率7.5%。
一邊是用電量的增長,一邊是對用電高可靠性的要求。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,將導致計算任務中斷、數(shù)據(jù)丟失,甚至設備損壞,造成巨大經(jīng)濟損失。
據(jù)浙江省電力負荷管理中心專家孫鋼介紹,在電力供應方面,針對數(shù)據(jù)中心,也有一些有別于其他行業(yè)的方式。目前,浙江全省各地電網(wǎng)企業(yè)都在探索有效的保障手段和措施。
譬如,在技術層面,提升配電自動化水平,提升數(shù)據(jù)中心配電網(wǎng)絡故障的及時預警和處置能力。在管理層面,嘗試“電算協(xié)同”發(fā)展路徑,推動數(shù)據(jù)中心和電網(wǎng)規(guī)劃的深度結合,在規(guī)劃源頭充分考慮數(shù)據(jù)中心未來用電的增長空間,引導數(shù)據(jù)中心配置儲能設備,移動電源備用電源等,與電網(wǎng)做深度耦合和互動,并納入統(tǒng)一管理。在能源結構層面,更多應用綠電,向大自然取電,解決數(shù)據(jù)中心用能和新能源消納兩大問題。
未來,國網(wǎng)浙江電力還將加強協(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施補強,中遠期需要加強算力基礎設施與核電、海上風電、光伏等清潔能源協(xié)同布局,加強算電一體開發(fā),協(xié)調數(shù)據(jù)中心和電力設施兩者在開發(fā)流程、投產時序上的差異,避免出現(xiàn)“算力等電”等現(xiàn)象。
AI也能助力節(jié)能
對數(shù)據(jù)中心而言,電力供應是剛需,但節(jié)能降耗也同樣重要。
浙江省能源大數(shù)據(jù)中心專家王彥波介紹,目前用于評價數(shù)據(jù)中心能源效率的核心指標是電能利用效率(PUE)。PUE值大于1,當它越接近1時,表明IT設備耗電占比越高,如制冷、供配電系統(tǒng)等非IT設備的耗電占比越低,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。
PUE的變化受環(huán)境、技術、管理等多因素綜合影響,與IT設備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)的耗電等都有關。以制冷系統(tǒng)為例,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。比如浙江的緊水灘綠色數(shù)據(jù)中心,利用水庫深層的低溫水免費供冷,規(guī)劃設計的PUE值可達1.13,阿里仁和數(shù)據(jù)中心采用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可達1.09。
與此同時,做好時空“平衡”也非常關鍵。如“東數(shù)西算”在西北等綠電資源豐富的地域布局更多數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)空間平衡達到降耗。通過配置光伏儲能設備等,數(shù)據(jù)中心本身也可變成一個可調節(jié)負荷的“虛擬電廠”,通過時間上的錯峰平衡,為電網(wǎng)用電高峰期提供柔性支撐。
此外,在阿里云能源行業(yè)首席架構師黃振看來,AI不是能耗的負擔,反而是節(jié)能的引擎?!癎PU比CPU更加省電和省能。為什么我們感到電在不斷增長,是因為還沒有徹底由CPU為主的計算模式,轉到以GPU為主的模式。當這個轉變完成之后,AI反而能帶來數(shù)據(jù)中心的節(jié)能。”
提升算力“含綠量”
目前,浙江算力產業(yè)用電量占全社會用電量的比重約為1.2%。未來幾年,隨著數(shù)字經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,浙江算力需求還將呈現(xiàn)“量級躍升、密度倍增”的趨勢。以大模型為例,訓練單次所需的算力相當于傳統(tǒng)AI任務的數(shù)百倍。這背后帶來的電力需求,也會有同步的爆發(fā)式增長趨勢,這將對電力供應的穩(wěn)定性和綠色化提出更高要求。
王彥波認為,在“雙碳”目標推動下,未來算力需求將呈現(xiàn)“總量增長但結構優(yōu)化”的趨勢。碳排雙控也會倒逼行業(yè)變革,促使企業(yè)轉向低碳技術。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。
去年,國家發(fā)改委、工信部、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》,明確到2025年底,全國數(shù)據(jù)中心整體上架率不低于60%,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%等一系列目標。
當前,浙江省能源大數(shù)據(jù)中心已實現(xiàn)對全省183家數(shù)據(jù)中心的電量、負荷的動態(tài)監(jiān)測。基于這些動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),電網(wǎng)企業(yè)可為數(shù)據(jù)中心運營主體制定精準負荷調控策略,還可協(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。
另外,國網(wǎng)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。
國網(wǎng)浙江電力也服務數(shù)據(jù)中心綠電交易,促進碳排雙控。今年,浙江省能源大數(shù)據(jù)中心支撐浙江省能源局對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。
今年,國家能源局還提出了國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比達到80%的目標。
從企業(yè)實踐看,“算力—綠電”結合也兼具經(jīng)濟性和降碳效益?!拔覀冊谇嗪N鲗幫度霗C房,因為當?shù)乇旧砭G電占比達95%,從運營成本、投資產品來說,就降了20%至30%,縮短了大概兩到三年的投資回報率?!秉S振表示。