【環球網報道 記者 齊琛冏】伴隨“東數西算”工程的實施，推動數據資源作爲新型生產要素的充分流通和使用，“算力+能源”融合發展成爲構建新型電力系統的必然要求。隨着能源互聯網、工業互聯網的發展，算力與電力正在形成相互支撐、協同發展的新態勢。在4月24日下午舉辦的清華大學能源互聯網創新研究院成立九週年院慶暨第二屆能源智庫高質量發展論壇（下稱“論壇”）上，多位能源智庫專家分析了算力基礎設施的發展趨勢、面臨的挑戰，並探討了算力基礎設施運行更低碳的技術方案。

爲響應加快全國一體化算力網的國家戰略，服務算力與綠色能源協同建設，打造中國式現代化的數字基座，清華大學能源互聯網創新研究院成立“算力—電力協同研究團隊”，並於當天揭牌。清華大學電機系系主任、清華大學能源互聯網創新研究院院長康重慶表示，將延續以智庫研究爲引領科學研究的模式，帶動產業發展，積極服務國家戰略，開拓更綠色、更智能、更廣闊的新能源的未來。

“算力+能源”融合發展成爲必然趨勢

2023年，算力產業發生了深刻變化。從ChatGPT到“百模大戰”，帶動算力需求快速上漲，相關數據顯示，中國人工智能算力規模年複合增長率達52.3%。以算力爲核心融合大數據、人工智能等新興技術，與智慧能源、智慧城市等領域協同聯動。

算力是數字經濟時代的新型生產力。國網北京電力公司政策分析處處長劉暢科普了算力的基本概念：“通俗來講，1P算力約等於200萬臺普通筆記本電腦的計算能力。算力中心可以理解爲在原來的數據中心基礎上增加了一些硬件設施，除了數據存儲、管理、分析、交換，還可以對數據進行深度推理、運算，用一個比喻來說，原來的數據中心只會‘計算’，但是算力中心會‘計謀’。”

人工智能浪潮帶來數據中心的算力需求呈指數級增長，然而，數據中心能耗需求大，是出了名的“能耗大戶”“喫電巨獸”。

算力能耗到底是多少？劉暢介紹，可以把算力的能耗分爲宏觀、中觀、微觀三個等級。在最被大衆關切的宏觀層面，根據我國官方發佈的數據，2022年我國算力增長爲18萬P，消耗2700億度電，佔當年全社會總用電量的3%，是當年電動汽車充電量的12倍，而且這個比例仍在擴大。“由此推算，按照目前我國每P算力每年消耗150萬度電推算，2025年我國算力能耗爲每年4500億度電，屆時算力將超越許多用能負荷成爲主流負荷，因此研究電力與算力的關係非常重要。”

一方面，算力消耗大量的能源，另一方面，算力又可支撐能源數字化智能化發展。行業專家認爲，“算力+能源”融合，將有效帶動能源生產和消費模式創新，促進能源行業綠色低碳轉型和能源產業高質量發展。工信部等6部門日前聯合印發《算力基礎設施高質量發展行動計劃》，提出“算力+能源”，加快建設能源算力應用中心，支撐能源智能生產調度體系，實現源網荷互動、多能協同互補及用能需求智能調控。

時空不匹配，算力-電力協同佈局仍待優化

“綠色低碳、安全可靠”是“綠色算力”目標。2023年12月，國家發展改革委等部門印發《關於深入實施“東數西算”工程 加快構建全國一體化算力網的實施意見》，提出目標，到2025年底，算力電力雙向協同機制初步形成，國家樞紐節點新建數據中心綠電佔比超過80%。《意見》還提出，充分發揮風光水電資源豐沛地區的優勢，強化綠色低碳技術推廣應用，提升數據中心綠電使用比例，增強綠色算力供給水平，進一步強化算力基礎設施自主防護水平，確保算力基礎設施安全可靠。

華北電力大學教授丁肇豪在論壇上分析，如何讓算力基礎設施、讓數據中心更清潔更低碳地去運行，目前面臨着諸多挑戰。

他介紹，最明顯的挑戰就是數據中心和電力系統發展過程中導致的算力資源和清潔能源時空上存在不匹配關係。在空間上，數據中心分佈在東部經濟發達的沿海地區，和風、光、水資源富集的西部地區明顯不匹配。在時間上，數據中心的在線任務與工作、生活比較一致，這與風光發電時間也存在明顯的差異。

對於算力需求與能源資源分佈日益呈現空間、時間不均衡態勢，電力規劃設計總院清潔能源研究院副院長饒建業在論壇上也提出相似的觀點。“數據中心除了實時算力，還是溫冷負荷，將實時要求很高的算力佈局在中東部地區，但是溫冷的數據負荷在西部佈局的具有較大的空間和潛力。”他建議，算力節點佈置時，除了從算力網絡建設的角度考慮，也應考慮周邊的能源供應，將算力與電力融合進行統籌優化佈局。

工業綠色微電網讓算力基礎設施運行更低碳

丁肇豪認爲，數據中心和電力系統具有協同優化的潛力，利用算力負載層面的靈活性，再加上空調、UPS等技術成熟的輔助服務設備的靈活性，基於電力系統的信號，一方面調節數據中心的用能特性，從而降低其碳排放和用能成本，反過來還可以將數據中心作爲一種靈活資源爲電力系統提供調節潛力，爲數據中心帶來輔助服務市場的收益。

記者瞭解到，阿里雲數據中心和華北電力大學合作的“算力一電力協同”創新，在電力系統調峯信號的引導下，將阿里雲南通數據中心的部分算力負載轉移至張北數據中心，實現國內首次跨區域“算力一電力”優化調度實驗。

清華大學能源互聯網創新研究院研究員孟垚在論壇上作《工業綠色微電網：助力石化、鋼鐵及算力行業高質量發展》的主旨報告中介紹，智慧能源的管控系統、新型儲能技術是算力行業高質量發展的幾項關鍵能源技術。

一方面，數據中心能耗總量大且用能需求比較高，需要大量冷能來維護恆溫恆溼的環境。另一方面，未來隨着新能源的滲入，計算任務也要考慮伸縮、平移等特性，通過調整計算任務來實現與新能源處理特性的匹配，這就需要綜合能源的管控系統實現信息流、電力流和熱力流的協同優化。

數據中心的數據處理以及計算任務到達率都是隨機發生的，因此需要新型儲能發揮靈活調節特性，考慮數據中心的用冷需求，可以合理評估各種儲能的條件能力，適當地採用UPS儲能、蓄冷設備及鋰電池，實現多類型儲能的靈活調度運行。

孟垚介紹，現階段由於數據中心的算力對可靠性要求較高，且算力相對緊缺，目前主要依靠綠電交易來實現算力的綠色化。未來隨着城市算力網的建設及綠電供給水平的提升，算力出現富裕，數據中心的工業綠色微電網發展前景非常廣闊。