近日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)可再生能源綠色電力證書(shū)市場(chǎng)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》，明確對(duì)數(shù)據(jù)中心等實(shí)行綠證強(qiáng)制消費(fèi)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(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下，算力和綠色電力的協(xié)同發(fā)展亟待加強(qiáng)。

算力與電力協(xié)同發(fā)展是趨勢(shì)

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(duì)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(zhǎng)，對(duì)算力的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。DeepSeek帶來(lái)的算法效率的提升將推動(dòng)大模型普及與應(yīng)用落地，拉動(dòng)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(lái)了較大的能源消耗。在此形勢(shì)下，算力與電力協(xié)同發(fā)展成為必然趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)家印發(fā)的多項(xiàng)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(xiàng)行動(dòng)計(jì)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(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過(guò)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(zhǎng)，用能效率有待提升。2024年，全國(guó)信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)用電量占全社會(huì)用電量的比重約為1.7%。在樞紐節(jié)點(diǎn)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(huì)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(cè)算，2023年我國(guó)數(shù)據(jù)中心PUE為1.48?！缎畔⑼ㄐ判袠I(yè)綠色低碳發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022～2025年)》要求到2025年，全國(guó)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(guó)發(fā)電量結(jié)構(gòu)仍以煤為主，決定了向電網(wǎng)采購(gòu)電力所帶來(lái)的間接碳排放量仍較高，考慮全生命周期，算力的碳足跡會(huì)進(jìn)一步上升。目前，我國(guó)仍處于綠電交易市場(chǎng)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(guó)電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)協(xié)同機(jī)制尚不完善，綠電綠證消費(fèi)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(fèi)碳減排價(jià)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(fèi)情況，合計(jì)消費(fèi)綠電37.88億千瓦時(shí)，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(shì)，電力設(shè)備利用率有待提升。“東數(shù)西算”八大國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)分布在10個(gè)數(shù)據(jù)中心集群，算力規(guī)模約占全國(guó)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)?；酆虾兔芗尤?，接入電壓等級(jí)有抬升趨勢(shì)，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(shí)，數(shù)據(jù)中心面臨上架率相對(duì)較低、達(dá)產(chǎn)周期較長(zhǎng)等問(wèn)題。國(guó)家數(shù)據(jù)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2024年3月底，10個(gè)數(shù)據(jù)中心集群整體上架率為62.72%，與國(guó)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(duì)電源穩(wěn)定性要求極高，智能算力數(shù)據(jù)中心對(duì)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(dòng)性對(duì)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(guò)50%，新能源大發(fā)與用電負(fù)荷季節(jié)性錯(cuò)配、時(shí)段性錯(cuò)配越來(lái)越明顯，影響數(shù)據(jù)中心對(duì)電源穩(wěn)定性的要求。

推動(dòng)規(guī)劃、調(diào)度、建設(shè)、市場(chǎng)等多方面協(xié)同

推動(dòng)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(chǎng)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(qiáng)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(dòng)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(qiáng)數(shù)據(jù)中心負(fù)荷的時(shí)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(cè)準(zhǔn)確性。

調(diào)度協(xié)同，以靈活算力消納綠色電力。推動(dòng)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(guò)虛擬電廠等方式參與電力市場(chǎng)交易和需求側(cè)響應(yīng)，用電力市場(chǎng)信號(hào)引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心靈活調(diào)度算力負(fù)載執(zhí)行時(shí)間、地點(diǎn)，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(yùn)營(yíng)成本，提升能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。

市場(chǎng)協(xié)同，以綠色電力驅(qū)動(dòng)綠色算力。推動(dòng)更多新能源電力進(jìn)入市場(chǎng)，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(gòu)買(mǎi)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(qiáng)“電-碳”市場(chǎng)協(xié)同，推進(jìn)綠證與全國(guó)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(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院)