論壇丨協同推動算力綠色化
來源：中國電力報 時間：2024-08-14 17:29
協同推動算力綠色化
田磊 劉凡 楊萬濤 林寰
在數字經濟時代，算力是新質生產力的重要代表，事關國家核心競爭力。發展以高綠電供給比例為關鍵特征的綠色算力，是實現算力產業高質量發展、推動能源低碳轉型的關鍵舉措，將為促進經濟社會發展全面綠色轉型提供有力支撐。
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）技術的發展，AI進入快速擴張和大規模應用時代。ChatGPT、Sora等大模型應用工具涌現，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全球關注。
算力成為各國電力需求重要增長點。國際能源署（IEA）數據顯示，算力的物理載體——數據中心2022年用電量相當于全球總用電量的2%。預計從2027年起，僅人工智能新增的服務器，一年消耗的電量就相當于荷蘭或瑞典等國家的總耗電量。
根據公開媒體報道，2022年我國數據中心用電量超過2座三峽電站年發電量，用電量占全社會用電量超過3%。以算力規模、算力結構、不同類型機架功率、PUE值、上架率等為主要參數，對數據中心用電需求進行測算表明，未來兩年數據中心年均用電量增速超過18%，到2025年全國數據中心用電量占全社會用電量將超過4%，到2030年全國數據中心用電量預計比2025年實現翻倍。
綠色算力是能源低碳轉型與
數字經濟發展的重要橋梁紐帶
算力綠色低碳發展需求迫切。數據中心耗電規模大，其碳排放問題也已引發關注。有研究顯示，2021年我國數據中心相關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%。假設未來每年數據中心新增用電量約500億千瓦時，按照生態環境部最新公布的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，預計到2030年全國數據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，對我國實現碳達峰碳中和目標帶來更大的挑戰。
發展以高綠電供給比例為關鍵特征的綠色算力是促進產業高質量發展的關鍵舉措。降低數據中心二氧化碳排放的最直接方式就是增加數據中心的綠色電力消費，而我國擁有豐富的水電、風電和太陽能發電資源，建立了完備的產業鏈供應鏈體系，能夠為數據中心節能降碳提供充足支撐，是我國算力產業綠色發展的重要優勢。
截至2024年一季度，全國并網風電和太陽能發電合計裝機容量達到11.2億千瓦，占總裝機容量比重達到37.3%，比上年同期提高6.6個百分點。隨著能源綠色低碳轉型加快，未來風電、太陽能發電仍將保持大規模快速發展趨勢，預計年新增裝機容量保持在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展。
綠色算力產業發展將助力新能源高質量發展。西北地區受新能源裝機占比高、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。近年來，隨著風電、光伏發電大規模發展，西北地區新能源消納壓力進一步凸顯。西北地區地廣人稀，居民用電需求相對較低，增加本地產業電力消費是提升新能源消納能力、推進新能源高質量發展的重要手段。數據中心作為數字經濟發展的重要基礎設施，不僅是培育新質生產力的重要抓手，還是用電需求大、用電預期穩定的大用戶，積極推動“東數西算”工程，對于增強本地電力消費能力，支撐新能源高水平消納利用具有重要意義。
人工智能等應用將為能源領域發展帶來重要推動作用。在傳統能源方面，生產技術裝備智能化控制、災害智能感知與防治等將推動生產現場井、站、廠、設備等智能聯動與自動優化，提升安全高效運行水平，推動傳統生產過程轉型升級。在新型電力系統建設方面，人工智能等可應用于設計、制造、建設、運維等各領域全環節，促進新能源資源充分開發，推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提升電力系統的穩定調節能力與對清潔能源的接納、配置和調控能力。在消費側，人工智能技術有助于挖掘節能潛力，分層分區精準匹配需求，促進智能化用能服務模式創新，推動實現多能協同調度等。隨著技術進步，預期后續其他應用場景也將獲得進一步拓展，并演化出豐富多彩、形態各異的新場景、新業態。
以算力—電力協同為抓手
推動算力產業發展
為更好推進綠色電力、算力融合發展，需要以算—電協同為抓手，當前重點加強算力和電力發展規劃銜接、創新綠電供給模式、鼓勵市場化交易以及數據中心節能降耗工作。
做好電力規劃和數據中心規劃的有效銜接。加強各部門之間的統籌合作，落實數據中心電源配套建設。統籌考慮算力發展對能源電力需求時序、總量、布局和質量要求，有效銜接各類電源規劃，優化各地新能源消納方案，提升算力發展綠電供應保障水平，推動算力電力協同發展。
探索數據中心高比例可再生能源直供模式。開展源網荷儲一體化綠色供電園區建設，優化源網荷儲一體化運行方式，提升數據中心供電可靠性和綠色電力消納水平，降低對大電網的調節支撐需求。加快推動核電小堆、海上風電、光熱技術進步和成本下降，試點在東部地區探索核電小堆、海上風電等方式供應數據中心，在青海、甘肅、內蒙古探索光熱、風光獨立微電網直供數據中心。
推動數據中心參與新能源市場化交易。數據中心利用自身用電需求大、較穩定等優勢，與新能源企業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和較合理的價格水平，保障綠電供應的穩定性和可持續性。推動數據中心參與電力現貨市場，通過現貨價格信號引導數據中心主動購買新能源，提高綠電消費比例。
推廣數據中心節能降耗和電熱冷綜合利用。因地制宜推動液冷技術在數據中心的應用，降低數據中心綜合能耗，試點建設一批PUE值在1.10左右的先進節能數據中心。推動數據中心電熱冷與周圍可調節工業負荷互動。探索數據中心備用電源參與調峰，結合周邊工業負荷推廣數據中心余熱回收利用技術、周圍工業園區冷能回收利用技術，提高數據中心綜合能源利用效率。（作者單位：中國宏觀經濟研究院能源所）
責任編輯：余璇
