近日，國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)可再生能源綠色電力證書市場高質(zhì)量發(fā)展的意見》，明確對數(shù)據(jù)中心等實行綠證強制消費要求。數(shù)據(jù)中心是承載算力、發(fā)展人工智能的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，具有高能耗的特性。在加快發(fā)展新一代人工智能和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動下，算力和綠色電力的協(xié)同發(fā)展亟待加強。

算力與電力協(xié)同發(fā)展是趨勢

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，算力逐漸由互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向交通、工業(yè)、金融等行業(yè)延伸，各行業(yè)對算力資源的需求持續(xù)高漲。

人工智能行業(yè)沿著規(guī)模定律向前演進(jìn)，新模型不斷涌現(xiàn)，模型訓(xùn)練參數(shù)量、數(shù)據(jù)量大幅增長，對算力的需求呈指數(shù)級增長。DeepSeek帶來的算法效率的提升將推動大模型普及與應(yīng)用落地，拉動數(shù)據(jù)中心、邊緣及端側(cè)算力需求。

規(guī)模龐大的算力帶來了較大的能源消耗。在此形勢下，算力與電力協(xié)同發(fā)展成為必然趨勢。近年來，國家印發(fā)的多項文件均要求算力與電力協(xié)同，其中，《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》提出到2025年年底，算力電力雙向協(xié)同機(jī)制初步形成，國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過80%。

數(shù)據(jù)中心用能效率、綠電使用率等有待提升

當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心負(fù)荷快速增長，用能效率有待提升。2024年，全國信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)用電量占全社會用電量的比重約為1.7%。在樞紐節(jié)點城市，這一占比更大。以河北省張家口市為例，數(shù)據(jù)中心用電量占全社會用電量的比重已從2019年的6.8%增至2024年的23.6%。電能利用效率(PUE)是數(shù)據(jù)中心重要的能耗指標(biāo)。據(jù)測算，2023年我國數(shù)據(jù)中心PUE為1.48。《信息通信行業(yè)綠色低碳發(fā)展行動計劃(2022～2025年)》要求到2025年，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE降到1.3以下。

數(shù)據(jù)中心能耗高，綠電使用率有待提升。當(dāng)前我國發(fā)電量結(jié)構(gòu)仍以煤為主，決定了向電網(wǎng)采購電力所帶來的間接碳排放量仍較高，考慮全生命周期，算力的碳足跡會進(jìn)一步上升。目前，我國仍處于綠電交易市場建設(shè)初期，不同省份綠電交易規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)存在差異。我國電力市場、碳市場協(xié)同機(jī)制尚不完善，綠電綠證消費尚未全面納入企業(yè)碳排放核算和產(chǎn)品碳足跡管理，綠電消費碳減排價值未能充分彰顯。北京電力交易中心調(diào)研了468家數(shù)據(jù)中心2023年的綠電消費情況，合計消費綠電37.88億千瓦時，僅占總用電量的11%。

數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)區(qū)域集聚化發(fā)展態(tài)勢，電力設(shè)備利用率有待提升。“東數(shù)西算”八大國家算力樞紐節(jié)點分布在10個數(shù)據(jù)中心集群，算力規(guī)模約占全國的71.5%，新建數(shù)據(jù)中心90%是大型及以上規(guī)模。隨著智能算力的發(fā)展、數(shù)據(jù)中心的規(guī)模化聚合和密集接入，接入電壓等級有抬升趨勢，屬地電網(wǎng)的增容壓力、規(guī)劃難度進(jìn)一步增加。與此同時，數(shù)據(jù)中心面臨上架率相對較低、達(dá)產(chǎn)周期較長等問題。國家數(shù)據(jù)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2024年3月底，10個數(shù)據(jù)中心集群整體上架率為62.72%，與國家文件要求的65%仍有一定差距。

數(shù)據(jù)中心的高性能設(shè)備及業(yè)務(wù)需求對電源穩(wěn)定性要求極高，智能算力數(shù)據(jù)中心對供電穩(wěn)定性的要求高于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。然而，隨著新能源電源占比增加，其波動性對供電可靠性存在一定制約。河北、甘肅、寧夏等“東數(shù)西算”數(shù)據(jù)中心集群所在省份新能源發(fā)電裝機(jī)占比已超過50%，新能源大發(fā)與用電負(fù)荷季節(jié)性錯配、時段性錯配越來越明顯，影響數(shù)據(jù)中心對電源穩(wěn)定性的要求。

推動規(guī)劃、調(diào)度、建設(shè)、市場等多方面協(xié)同

推動算力與電力協(xié)同發(fā)展可以從規(guī)劃、調(diào)度、建設(shè)、市場等多角度發(fā)力。

規(guī)劃協(xié)同，以可靠電力保障規(guī)模算力。加強政府、數(shù)據(jù)中心、電網(wǎng)企業(yè)等多方協(xié)作，科學(xué)研判算力發(fā)展規(guī)模、類型，明確建設(shè)進(jìn)度、達(dá)產(chǎn)周期、能效標(biāo)準(zhǔn)，滾動完善數(shù)據(jù)中心集群所在地能源電力發(fā)展規(guī)劃。加強數(shù)據(jù)中心負(fù)荷的時間、空間分布特性以及用電結(jié)構(gòu)變化規(guī)律分析，提高電力需求預(yù)測準(zhǔn)確性。

調(diào)度協(xié)同，以靈活算力消納綠色電力。推動數(shù)據(jù)中心與電力系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心直接參與或通過虛擬電廠等方式參與電力市場交易和需求側(cè)響應(yīng)，用電力市場信號引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心靈活調(diào)度算力負(fù)載執(zhí)行時間、地點，降低數(shù)據(jù)中心用能成本，增加電力系統(tǒng)靈活性，促進(jìn)新能源電量消納。

建設(shè)協(xié)同，以高效電力支撐經(jīng)濟(jì)算力。在保障數(shù)據(jù)中心可靠供電基礎(chǔ)上，依托物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)聚合數(shù)據(jù)中心負(fù)荷側(cè)資源，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心綜合能源體，降低運營成本，提升能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。

市場協(xié)同，以綠色電力驅(qū)動綠色算力。推動更多新能源電力進(jìn)入市場，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心參與綠電、綠證交易，探索發(fā)用雙方簽訂多年期綠色電力購買協(xié)議，為數(shù)據(jù)中心等綠電需求量大的用戶提前鎖定綠電供應(yīng)。加強“電-碳”市場協(xié)同，推進(jìn)綠證與全國碳排放權(quán)交易機(jī)制、溫室氣體自愿減排交易機(jī)制的銜接協(xié)調(diào)。

(作者單位：國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院)