中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2024年7月23日，國(guó)家發(fā)展改革委、工信部、國(guó)家能源局、國(guó)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(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》，強(qiáng)化“東數(shù)西算”規(guī)劃布局的剛性約束，鼓勵(lì)各地區(qū)采取高端替換、增減掛鉤、重組整合等方式，促進(jìn)小規(guī)模、低效率存量分散數(shù)據(jù)中心向集約化、高效率轉(zhuǎn)變。計(jì)劃到 2025年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心布局更加合理，整體上架率不低于60%，平均電能利用效率PUE降至 1.5以下，可再生能源利用率年均增長(zhǎng)10%，平均單位算力能效和碳效顯著提高。
2024年8月6日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局和國(guó)家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024～2027年）》，明確加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)部署，實(shí)施一批算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，進(jìn)一步完善算力體系建設(shè)，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求和新能源資源稟賦，開展算力和電力基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同規(guī)劃布局。
隨著全球人工智能應(yīng)用需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，算力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局提出一系列措施，通過在規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度、市場(chǎng)等環(huán)節(jié)有序統(tǒng)籌，獲得更加充裕穩(wěn)定、綠色低碳、經(jīng)濟(jì)可靠的算力和電力。算力和電力作為現(xiàn)代社會(huì)的兩大基礎(chǔ)設(shè)施，正逐漸走向深度協(xié)作和融合。算力自身的高耗能屬性，迫切需要電力的重點(diǎn)保障。同時(shí)，算力的高速發(fā)展對(duì)新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展、電力行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型、“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了重要支撐。
電力與算力協(xié)同
為什么會(huì)引起普遍關(guān)注？
全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)在近20年步入蓬勃發(fā)展期。全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)形態(tài)從計(jì)算中心、信息中心、云中心加快向算力中心演變，由發(fā)達(dá)國(guó)家引領(lǐng)，在全球各大核心地區(qū)集群化發(fā)展，并不斷向外輻射。2022年，全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1308億美元，2019～2022年復(fù)合增長(zhǎng)率約為20%，數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域電力消費(fèi)增速遠(yuǎn)超GDP增速（見圖1）。
2023年，全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)裝機(jī)容量為46吉瓦，預(yù)計(jì)到2027年裝機(jī)容量可達(dá)87吉瓦。Open AI聯(lián)合創(chuàng)始人埃隆·馬斯克表示，AI算力過去每半年約增長(zhǎng)10倍，預(yù)計(jì)2025年算力將引發(fā)電力局部短缺。到2026年，全球算力消耗電力620～1050太瓦時(shí)，與2022年相比，相當(dāng)于增加35%～228%的需求。
國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展與全球基本一致，目前處于云中心深化階段。未來10年，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）產(chǎn)業(yè)仍有較大發(fā)展空間，預(yù)計(jì)“十四五” 時(shí)期內(nèi)復(fù)合增速保持在25%左右。進(jìn)入2023年，伴隨著投資泡沫帶來的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，“東數(shù)西算”對(duì)PUE、上架率等指標(biāo)約束趨嚴(yán)，在AI新業(yè)態(tài)利好等因素交叉作用下，未來短期增速或有放緩趨勢(shì)，但預(yù)計(jì)“十四五”末期會(huì)迎來新一輪上揚(yáng)（見圖2）。
電力與算力協(xié)同之所以引起廣泛關(guān)注，一是作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要因素，算力與國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力密切相關(guān)。隨著人工智能、視頻生產(chǎn)消費(fèi)等應(yīng)用市場(chǎng)的快速發(fā)展，算力需求出現(xiàn)全球性的爆發(fā)式快速增長(zhǎng)，同時(shí)也對(duì)電力供應(yīng)帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，呈現(xiàn)出追趕四大高耗能產(chǎn)業(yè)的態(tài)勢(shì)。算力能耗以每年超過15%的速度增加，特別是區(qū)域性算力激增，為局部區(qū)域時(shí)段的電網(wǎng)運(yùn)行安全帶來了不確定因素。
二是對(duì)推動(dòng)電力轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展具有重要意義。電力側(cè)為數(shù)據(jù)中心提供電力供給保障，算力側(cè)為新型電力系統(tǒng)智能化發(fā)展提供算力支持，利用規(guī)?；?、高耗能、可調(diào)度的特性為電網(wǎng)提供需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)，在節(jié)點(diǎn)、市場(chǎng)及網(wǎng)絡(luò)調(diào)度三個(gè)層面有機(jī)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)與算力網(wǎng)的調(diào)度融合。
算力用電供給的主要特征與挑戰(zhàn)
算力用電指用于支持計(jì)算設(shè)備的電力消耗，是數(shù)據(jù)中心的動(dòng)力支柱和最大支出項(xiàng)。今年，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)在國(guó)家數(shù)據(jù)局的指導(dǎo)下，與相關(guān)單位配合，啟動(dòng)全國(guó)范圍的數(shù)據(jù)中心用能研究工作。數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算設(shè)施具有四個(gè)非常突出的特性，即區(qū)域集聚性、空調(diào)負(fù)荷特性、任務(wù)可調(diào)度性和用電高可靠性。
區(qū)域集聚性
算力用電往往集中在特定地理區(qū)域，初期多在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求旺盛的地區(qū)，后期會(huì)因?yàn)檎咧С帧⒛茉闯杀镜土?、氣候條件適宜等因素，形成新的集聚地。算力資源的區(qū)域集聚性，既有利于形成產(chǎn)業(yè)集群、提升服務(wù)效率，也可能導(dǎo)致電力供給出現(xiàn)缺口、電網(wǎng)穩(wěn)定性出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、用電成本非線性上升。
例如，河北張家口作為“東數(shù)西算”十大國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群之一，已投運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜33萬(wàn)架、服務(wù)器超150萬(wàn)臺(tái)，智能算力占比38%。當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心用電占全社會(huì)用電量的比例已經(jīng)從2019年的6.8%，上升到2023年的20.1%。
空調(diào)負(fù)荷特性
數(shù)據(jù)中心需要大量電力來維持設(shè)備運(yùn)行，特別是空調(diào)系統(tǒng)能耗可占數(shù)據(jù)中心總能耗的30%～40%。同時(shí)，全國(guó)夏季降溫用電負(fù)荷占比約為30%，部分地區(qū)可達(dá)40%，夏季高溫導(dǎo)致用電需求大幅增加，電力設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行容易引發(fā)過載故障，電力線路負(fù)荷隨著用電量的增加而增大，容易導(dǎo)致線路過熱、短路等，成為影響電網(wǎng)穩(wěn)定的主要因素。因此，數(shù)據(jù)中心用電高峰與全國(guó)電網(wǎng)夏季空調(diào)負(fù)荷的高峰出現(xiàn)重合，進(jìn)一步增加了夏季電網(wǎng)尖峰保供的壓力。
任務(wù)可調(diào)度性
算力本身是一個(gè)由計(jì)算資源組成的互聯(lián)網(wǎng)，復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)可被分割成多個(gè)子任務(wù)，根據(jù)任務(wù)的需求和算力特性，合理分配任務(wù)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)上?？蓪⑺懔楹诵牡碾姎庀到y(tǒng)與設(shè)施作為天然的高柔性負(fù)荷，以“虛擬電廠”等形式，通過對(duì)算力的時(shí)空調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力調(diào)度的支撐與補(bǔ)充，根據(jù)電力供應(yīng)情況、成本或其他因素，調(diào)整計(jì)算任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和地點(diǎn)。
例如，在電力成本較低的時(shí)段運(yùn)行更多的計(jì)算任務(wù)，或者在不同地理位置的數(shù)據(jù)中心之間分配任務(wù)，以優(yōu)化資源使用和成本效益。算力任務(wù)可調(diào)度性帶來了有序用電的可計(jì)劃性，具有利用需求側(cè)響應(yīng)空間、挖掘電力輔助服務(wù)市場(chǎng)化價(jià)值的潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，我國(guó)提供算力服務(wù)的在用機(jī)架數(shù)達(dá)到810萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模居全球第二位，這表明我國(guó)在算力資源集聚方面已經(jīng)形成了顯著的規(guī)模效應(yīng)。
用電高可靠性
數(shù)據(jù)中心和計(jì)算設(shè)施對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性有非常高的要求，任何突發(fā)性停電事故都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或服務(wù)中斷，帶來巨額損失。據(jù)公開報(bào)道，截至2022年3月，美國(guó)有1600個(gè)站點(diǎn)將近30000臺(tái)設(shè)備，每次停電帶來的損失約為25萬(wàn)美元，一年合計(jì)700萬(wàn)美元。
長(zhǎng)時(shí)間的高可靠用電必須依托于新型電力系統(tǒng)大電網(wǎng)。但新能源發(fā)電作為數(shù)據(jù)中心綠色用電的來源，通常存在波動(dòng)性和間歇性。例如，在河北、甘肅、寧夏等“東數(shù)西算”數(shù)據(jù)中心聚集區(qū)域，新能源裝機(jī)占比已超過50%，普遍存在夏季“極熱無(wú)風(fēng)”、晚峰“日落無(wú)光”的天氣狀況，容易導(dǎo)致新能源發(fā)電出力嚴(yán)重受阻，難以匹配算力用電高可靠性的要求。
“東數(shù)西算”對(duì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的影響
全國(guó)一體化算力網(wǎng)是以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為載體，促進(jìn)全國(guó)范圍內(nèi)各類算力資源高比例、大規(guī)模一體化調(diào)度運(yùn)營(yíng)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，具有集約化、一體化、協(xié)同化、價(jià)值化四大特征。2022年2月，國(guó)家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工信部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)文件，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃張家口集群等10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。
“東數(shù)西算”是繼“南水北調(diào)”“西氣東輸”“西電東送”后又一項(xiàng)國(guó)家級(jí)特大工程?！皷|數(shù)西算”工程作為解決算力與電力供需矛盾、推動(dòng)綠色算力發(fā)展的國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略項(xiàng)目，為新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建提供了重要支撐。八個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)中，成渝樞紐、內(nèi)蒙古樞紐、貴州樞紐、甘肅樞紐、寧夏樞紐均位于西部地區(qū)，從整體上改變了以往數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施較多集中在東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的格局，對(duì)于平衡電力供給基礎(chǔ)設(shè)施布局、促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
隨著“東數(shù)西算”工程的深入實(shí)施和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，預(yù)計(jì)我國(guó)電力系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)更加清潔、高效、智能的發(fā)展，能夠更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新需求。主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：
優(yōu)化資源配置
數(shù)據(jù)中心作為高耗能產(chǎn)業(yè)，其能耗優(yōu)化對(duì)推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有重要意義。通過引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心向西部地區(qū)集聚，實(shí)現(xiàn)部分電力負(fù)荷從東部向中西部的空間轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)中心通過建設(shè)配套可再生能源電站、與可再生能源發(fā)電企業(yè)直接開展電力交易等方式，降低運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及東、西部電力資源互補(bǔ)和優(yōu)化配置。
推動(dòng)綠色發(fā)展
西部地區(qū)資源豐富，數(shù)據(jù)中心向西部地區(qū)集聚，有利于就近消納西部地區(qū)的綠色電力，持續(xù)優(yōu)化電力使用效率，減少對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心的綠色運(yùn)營(yíng)可以降低碳排放，這些減排量可以在碳交易市場(chǎng)中進(jìn)行交易，為數(shù)據(jù)中心帶來經(jīng)濟(jì)效益，也為實(shí)現(xiàn)碳中和提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
推動(dòng)電力系統(tǒng)智能化升級(jí)
數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設(shè)對(duì)電網(wǎng)的智能化管理提出了更高要求。一方面，數(shù)據(jù)中心需要穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，而智能化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心電力需求與電力供應(yīng)間的精準(zhǔn)匹配，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。另一方面，算力結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，提升電力系統(tǒng)仿真計(jì)算的實(shí)時(shí)性和精準(zhǔn)性，支撐大規(guī)模電力電子設(shè)備與傳統(tǒng)電氣設(shè)備的聯(lián)合控制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和融合
“東數(shù)西算”工程鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳、可再生能源供電、異構(gòu)算力融合等技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)支持和規(guī)?；瘧?yīng)用。算力支撐電力智能生產(chǎn)調(diào)度體系，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷互動(dòng)、多能協(xié)同互補(bǔ)及用能需求智能調(diào)控，在提高可再生能源應(yīng)用比例、降低用能成本、增強(qiáng)電網(wǎng)安全性等方面具有重要意義。數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)采用新型機(jī)房精密空調(diào)、液冷、機(jī)柜式模塊化、余熱綜合利用等新技術(shù)新方式，通過加強(qiáng)自動(dòng)化、智能化能耗管理，提升了節(jié)能水平。
實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展
通過算力設(shè)施由東向西布局，“東數(shù)西算”將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效轉(zhuǎn)移，促進(jìn)東西部數(shù)據(jù)流通、價(jià)值傳遞，延展東部發(fā)展空間，推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局。數(shù)據(jù)中心由環(huán)渤海、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)，轉(zhuǎn)向新疆、青海、內(nèi)蒙古、貴州等地，合理引導(dǎo)算力資源空間再配置，與電力供給格局更加適配，并帶動(dòng)當(dāng)?shù)豂T設(shè)備制造、信息通信、基礎(chǔ)軟件、綠色能源等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深，正深刻改變著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。
提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大和算力需求的持續(xù)增長(zhǎng)導(dǎo)致電力需求急劇增加，加大了電力系統(tǒng)的供電壓力。數(shù)據(jù)中心可通過算力網(wǎng)的任務(wù)可調(diào)度性，在各地合理分配計(jì)算任務(wù)。數(shù)據(jù)中心通過建設(shè)共享儲(chǔ)能電站、探索新型儲(chǔ)能技術(shù)，不僅可以作為應(yīng)急電源，還可以在電力供應(yīng)過剩時(shí)儲(chǔ)存能量，在需求高峰時(shí)釋放能量，加快實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用，開展高比例需求側(cè)響應(yīng)，利用源荷儲(chǔ)資源建設(shè)虛擬電廠，提升電力保供和新能源就地消納能力。
電力與算力協(xié)同融合的方向與途徑
新型電力系統(tǒng)是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的信息通信技術(shù)、控制技術(shù)和能源技術(shù)，可控對(duì)象從以源為主擴(kuò)展到源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)，控制規(guī)模呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。調(diào)控方式從傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合互動(dòng)”，支撐新型儲(chǔ)能、多元化負(fù)荷大規(guī)模友好并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化、清潔化、高效化和可持續(xù)發(fā)展。
算力是對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，存在于數(shù)據(jù)中心、超算中心和各類智能終端設(shè)施中，其核心是CPU、GPU等芯片，由計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、高性能計(jì)算集群承載。算力將是未來很長(zhǎng)一段時(shí)間經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最重要的戰(zhàn)略資源之一，隨著生成式人工智能不斷發(fā)展，帶動(dòng)智算需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心資源，其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展必將帶動(dòng)電力需求不斷增長(zhǎng)，兩者協(xié)同發(fā)展已成必然趨勢(shì)，亦將帶動(dòng)液冷、熱泵、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、綜合能源等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這些產(chǎn)業(yè)不僅為智算中心提供技術(shù)支持和解決方案，還可在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。新型電力系統(tǒng)建設(shè)也亟需大規(guī)模算力支撐，助力調(diào)控技術(shù)手段和智能化水平的跨越式升級(jí)（見圖3）。
自2018年以來，應(yīng)用服務(wù)側(cè)的全國(guó)信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)用電量年均增長(zhǎng)率高達(dá)14.6%，這一增速在國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電活動(dòng)劃分的11個(gè)門類中排名第一（見圖4）。2023年的用電量達(dá)1473億千瓦時(shí)，凸顯了信息技術(shù)服務(wù)行業(yè)對(duì)于能源的巨大需求以及行業(yè)自身的快速發(fā)展；同期，制造產(chǎn)業(yè)側(cè)的全國(guó)計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)用電量年均增長(zhǎng)14.1%，達(dá)2548億千瓦時(shí)，不僅滿足了日益增長(zhǎng)的算力需求，還促進(jìn)了上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展（見圖5）。
在出現(xiàn)顛覆性的節(jié)能降耗革命前，用電量增長(zhǎng)速度與產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的規(guī)模存在明顯的正相關(guān)。在全國(guó)信息傳輸、軟件和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，制造產(chǎn)業(yè)側(cè)的用電增長(zhǎng)速度稍低于應(yīng)用服務(wù)側(cè)，考慮部分先進(jìn)算力的進(jìn)口設(shè)備因素，兩者總體上基本保持一致。
但是，縱觀應(yīng)用服務(wù)側(cè)的全國(guó)信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)用電增長(zhǎng)情況和制造產(chǎn)業(yè)側(cè)的全國(guó)計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)用電增長(zhǎng)情況，兩者與算力研究領(lǐng)域的算力規(guī)模、結(jié)構(gòu)分布及增速情況有著比較明顯的差異，在一定程度上可以揭示算力應(yīng)用進(jìn)程階段狀況、潛在用電強(qiáng)需求爆發(fā)概率、數(shù)據(jù)中心上架實(shí)際利用率、電力算力錯(cuò)位可能導(dǎo)致的相互制約等現(xiàn)象因素，需進(jìn)一步開展深入調(diào)研和專題研究。以上數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步呈現(xiàn)出新時(shí)代電力與算力協(xié)同的必要性，近遠(yuǎn)期電力與算力協(xié)同融合的方向和途徑主要有四個(gè)方面：
在統(tǒng)籌規(guī)劃方向
加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，確保算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略相協(xié)調(diào)，新建大型和超大型數(shù)據(jù)中心按全國(guó)一體化算力規(guī)劃布局，有利于為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供穩(wěn)定、高效、清潔的電力支持。國(guó)家“十四五”規(guī)劃的九大清潔電力一體化大基地總規(guī)模超200吉瓦，其中七座位于中西部地區(qū)，每個(gè)大基地裝機(jī)容量均在千萬(wàn)千瓦級(jí)以上，可以滿足數(shù)據(jù)中心用電增長(zhǎng)需求，未來綠色數(shù)據(jù)中心將具備全部使用清潔電力的基礎(chǔ)條件。
在微觀選址上，開展電力與算力協(xié)同新基建建設(shè)，通過統(tǒng)籌能耗水平、網(wǎng)絡(luò)帶寬、產(chǎn)業(yè)特征、負(fù)荷特征、氣候資源、人才資源等因素，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心和新能源電源點(diǎn)在規(guī)劃設(shè)計(jì)上的多維布局匹配。采取數(shù)電聯(lián)營(yíng)、綠電聚合、備用共享、多站合一、綜合能源模式等策略，提高能源供需利用效率，降低算力與電力建設(shè)成本。
在產(chǎn)業(yè)協(xié)同方向
算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新質(zhì)生產(chǎn)力，不斷為千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能。據(jù)我國(guó)信通院測(cè)算，算力每投入1元將帶動(dòng)3～4元的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。全國(guó)性算力樞紐和數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)格局。
算力建設(shè)可帶動(dòng)設(shè)備高效智能運(yùn)維和協(xié)同運(yùn)行優(yōu)化，在計(jì)算設(shè)備和服務(wù)器的設(shè)計(jì)與制造中，采用更先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，降低設(shè)備用電損耗及算力成本，促進(jìn)節(jié)能診斷、節(jié)能改造設(shè)計(jì)等新業(yè)態(tài)發(fā)展。同時(shí)，新型電力系統(tǒng)建設(shè)探索新型智能化的供配電方式，直接激勵(lì)相關(guān)設(shè)備制造業(yè)、系統(tǒng)集成和技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)展。
在安全保障方向
光伏和風(fēng)電等綠色電源隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特征顯著，嚴(yán)重受限于氣象條件。大規(guī)模新能源并網(wǎng)后，不同時(shí)間尺度供需平衡調(diào)控難度大幅增加，對(duì)新能源資源評(píng)估與發(fā)電預(yù)測(cè)、電力電量平衡、大范圍跨時(shí)空資源配置、長(zhǎng)周期規(guī)模化儲(chǔ)能等技術(shù)提出更高要求。
依托“東數(shù)西算”和“西電東送”戰(zhàn)略布局，優(yōu)化東西部電力與算力資源的時(shí)空調(diào)度，在保障電力與算力雙重安全的前提下，推動(dòng)算力和電力的雙向互動(dòng)。算力通過分析氣象、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電和用電負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，配合對(duì)海量調(diào)節(jié)資源的精準(zhǔn)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)多時(shí)空的實(shí)時(shí)供需平衡。電力智能化調(diào)度可實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)的互動(dòng)和多能協(xié)同互補(bǔ)，開展需求側(cè)響應(yīng)。通過多元化能源結(jié)構(gòu)降低對(duì)單一能源的依賴，增強(qiáng)能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。
在綠色發(fā)展方向
隨著計(jì)算和存儲(chǔ)需求的顯著增長(zhǎng)，算力能源消耗和溫室氣體排放問題日益受到重視。綠色算力與電力的協(xié)同發(fā)展已成為衡量信息時(shí)代創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)。綠色發(fā)展理念應(yīng)始終貫穿算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的全過程，探索新能源電力就近供電、聚合交易、就地消納等模式，減少遠(yuǎn)距離輸電的需求和損耗。
完善技術(shù)路徑與市場(chǎng)化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)算力發(fā)展與節(jié)能減排的平衡。依據(jù)水風(fēng)光發(fā)電特性預(yù)測(cè)、優(yōu)化算力負(fù)載，根據(jù)實(shí)際算力需求調(diào)度電力多元靈活性資源，實(shí)現(xiàn)雙方調(diào)度機(jī)制高效協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)綠色算力技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心通過綠電綠證交易等方式提高可再生能源的利用率，鼓勵(lì)有關(guān)地區(qū)探索開展數(shù)據(jù)中心綠電直供。通過供配電系統(tǒng)、制冷散熱系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)綠色化，實(shí)現(xiàn)算力的節(jié)能減排。加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心余熱資源回收利用，滿足周邊地區(qū)用熱需求。
電力與算力，如車之兩輪，共同驅(qū)動(dòng)著信息時(shí)代的戰(zhàn)車滾滾向前。隨著全球人工智能應(yīng)用的迅猛發(fā)展，算力需求急劇增長(zhǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性提出了更高要求。電力與算力的協(xié)同融合不僅是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵路徑，更是推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。通過政策引導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，我們正逐步構(gòu)建起一個(gè)安全高效、清潔、智能的電力與算力協(xié)同體系。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的持續(xù)完善，電力與算力的協(xié)同融合將更加緊密，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展注入新的活力。在這一進(jìn)程中，我們需要不斷探索和實(shí)踐，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，共同開創(chuàng)電力與算力協(xié)同融合的新篇章。
