中國儲能網(wǎng)訊：在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代，算力是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要代表，事關(guān)國家核心競爭力。發(fā)展以高綠電供給比例為關(guān)鍵特征的綠色算力，是實現(xiàn)算力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、推動能源低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措，將為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)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(shù)的發(fā)展，AI進(jìn)入快速擴(kuò)張和大規(guī)模應(yīng)用時代。ChatGPT、Sora等大模型應(yīng)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(guān)注。以GPT-3為例，單次訓(xùn)練耗電量高達(dá)128.7萬千瓦時，相當(dāng)于美國約121個家庭一整年的用電量，每天響應(yīng)約2億個需求，耗電量超過50萬億千瓦時，相當(dāng)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(shù)據(jù)顯示，算力的物理載體——數(shù)據(jù)中心2022年用電量相當(dāng)于全球總用電量的2%，到2026年全球數(shù)據(jù)中心用電量或?qū)⑦_(dá)到6200億—1.05萬億千瓦時，相當(dāng)于日本全社會的用電量。預(yù)計從2027年起，僅人工智能新增的服務(wù)器，一年消耗的電量就相當(dāng)于荷蘭或瑞典等國家的總耗電量。從各國來看，美國2022年數(shù)據(jù)中心用電量占全社會用電量的3%，根據(jù)預(yù)測到2030年這一比重將增加到8%；在歐洲數(shù)據(jù)中心集聚地——愛爾蘭，2022年數(shù)據(jù)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(nèi)來看，根據(jù)公開媒體報道，2022年我國數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)、不同類型機(jī)架功率、PUE值、上架率等為主要參數(shù)，對數(shù)據(jù)中心用電需求進(jìn)行測算表明，未來兩年數(shù)據(jù)中心年均用電量增速超過18%，到2025年全國數(shù)據(jù)中心用電量占全社會用電量將超過4%?！笆逦濉逼陂g，數(shù)據(jù)中心年均用電量增速超過10%，到2030年全國數(shù)據(jù)中心用電量預(yù)計比2025年實現(xiàn)翻倍。
綠色算力是能源低碳轉(zhuǎn)型與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要橋梁紐帶
算力綠色低碳發(fā)展需求迫切。數(shù)據(jù)中心耗電規(guī)模大，其碳排放問題也已引發(fā)關(guān)注。有研究顯示，2021年我國數(shù)據(jù)中心相關(guān)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(qiáng)度達(dá)到0.82。假設(shè)未來每年數(shù)據(jù)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(yù)計到2030年全國數(shù)據(jù)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(dá)峰碳中和目標(biāo)帶來更大的挑戰(zhàn)。
發(fā)展以高綠電供給比例為關(guān)鍵特征的綠色算力是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措。降低數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放的最直接方式就是增加數(shù)據(jù)中心的綠色電力消費，而我國擁有豐富的水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電資源，建立了完備的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系，能夠為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳提供充足支撐，是我國算力產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的重要優(yōu)勢。
“十四五”以來，我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電進(jìn)入快速發(fā)展時期，2020—2022年連續(xù)三年風(fēng)光新增裝機(jī)容量超過1億千瓦，2023年風(fēng)光發(fā)展再次提速，全年風(fēng)光新增裝機(jī)容量高達(dá)2.9億千瓦，再創(chuàng)歷史新高。截至2024年一季度，全國并網(wǎng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電合計裝機(jī)容量達(dá)到11.2億千瓦，占總裝機(jī)容量比重達(dá)到37.3%，比上年同期提高6.6個百分點。在風(fēng)電、太陽能發(fā)電快速發(fā)展的帶動下，我國電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步優(yōu)化，可再生能源發(fā)電裝機(jī)歷史性超過火電裝機(jī)規(guī)模，煤電在總發(fā)電裝機(jī)中的比重降至40%以下。隨著能源綠色低碳轉(zhuǎn)型加快，未來風(fēng)電、太陽能發(fā)電仍將保持大規(guī)?？焖侔l(fā)展趨勢，預(yù)計年新增裝機(jī)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(shù)據(jù)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(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈，不僅引領(lǐng)全球可再生能源技術(shù)發(fā)展，還極大推動新能源發(fā)電成本持續(xù)下降，風(fēng)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(shù)的持續(xù)突破，綠色電力發(fā)電成本還有進(jìn)一步下降的空間，也將為數(shù)據(jù)中心降本增效提供更有力支撐。
綠色算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展將助力新能源高質(zhì)量發(fā)展。西北地區(qū)受新能源裝機(jī)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(fēng)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(jìn)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(chǎn)業(yè)電力消費是提升新能源消納能力、推進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的重要手段。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，不僅是培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重要抓手，還是用電需求大、用電預(yù)期穩(wěn)定的大用戶，積極推動“東數(shù)西算”工程，對于增強(qiáng)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(yīng)用將為能源領(lǐng)域發(fā)展帶來重要推動作用。在傳統(tǒng)能源方面，生產(chǎn)技術(shù)裝備智能化控制、災(zāi)害智能感知與防治等將推動生產(chǎn)現(xiàn)場井、站、廠、設(shè)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(chǎn)過程轉(zhuǎn)型升級。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)方面，人工智能等可應(yīng)用于設(shè)計、制造、建設(shè)、運維等各領(lǐng)域全環(huán)節(jié)，促進(jìn)新能源資源充分開發(fā)，推進(jìn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設(shè)，提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力與對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力。在消費側(cè)，人工智能技術(shù)有助于挖掘節(jié)能潛力，分層分區(qū)精準(zhǔn)匹配需求，促進(jìn)智能化用能服務(wù)模式創(chuàng)新，推動實現(xiàn)多能協(xié)同調(diào)度等。隨著技術(shù)進(jìn)步，預(yù)期后續(xù)其他應(yīng)用場景也將獲得進(jìn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展
《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》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(shù)據(jù)中心綠電使用比例。為更好推進(jìn)綠色電力、算力融合發(fā)展，需要以算—電協(xié)同為抓手，當(dāng)前重點加強(qiáng)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(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗工作。
一是做好電力規(guī)劃和數(shù)據(jù)中心規(guī)劃的有效銜接。加強(qiáng)各部門之間的統(tǒng)籌合作，落實數(shù)據(jù)中心電源配套建設(shè)。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(zhì)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(yīng)保障水平，推動算力電力協(xié)同發(fā)展。
二是探索數(shù)據(jù)中心高比例可再生能源直供模式。開展源網(wǎng)荷儲一體化綠色供電園區(qū)建設(shè)，優(yōu)化源網(wǎng)荷儲一體化運行方式，提升數(shù)據(jù)中心供電可靠性和綠色電力消納水平，降低對大電網(wǎng)的調(diào)節(jié)支撐需求。加快推動核電小堆、海上風(fēng)電、光熱技術(shù)進(jìn)步和成本下降，試點在東部地區(qū)探索核電小堆、海上風(fēng)電等方式供應(yīng)數(shù)據(jù)中心，在青海、甘肅、內(nèi)蒙古探索光熱、風(fēng)光獨立微電網(wǎng)直供數(shù)據(jù)中心。
三是推動數(shù)據(jù)中心參與新能源市場化交易。數(shù)據(jù)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(yīng)和較合理的價格水平，保障綠電供應(yīng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。推動數(shù)據(jù)中心參與電力現(xiàn)貨市場，通過現(xiàn)貨價格信號引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心主動購買新能源，提高綠電消費比例。
四是推廣數(shù)據(jù)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(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，降低數(shù)據(jù)中心綜合能耗，試點建設(shè)一批PUE值在1.10左右的先進(jìn)節(jié)能數(shù)據(jù)中心。推動數(shù)據(jù)中心電熱冷與周圍可調(diào)節(jié)工業(yè)負(fù)荷互動。探索數(shù)據(jù)中心備用電源參與調(diào)峰，結(jié)合周邊工業(yè)負(fù)荷推廣數(shù)據(jù)中心余熱回收利用技術(shù)、周圍工業(yè)園區(qū)冷能回收利用技術(shù)，提高數(shù)據(jù)中心綜合能源利用效率。
