近年來,人工智能(AI)、大數據、云計算等新一代信息技術快速發展,帶動算力需求呈爆發式增長。算力作為數字經濟的核心生產力,成為支撐經濟社會高質量發展的重要基礎。然而,算力高速增長的同時也會帶來能源消耗和溫室氣體排放壓力。如何通過電力系統與算力系統的協同優化,提升數據中心綠電使用水平、實現算力綠色可持續發展,成為亟待破解的重要課題。
AI驅動算力增長 加劇能耗與碳排放
生成式人工智能、深度學習、大模型訓練等先進AI技術快速迭代,對算力提出了前所未有的需求。目前我國數據中心耗電量占全社會用電量的比例持續上升。部分地區數據中心負荷已成為電網重要峰值負荷源。同時,數據中心用電中仍以傳統電源為主,綠色電力占比不足,碳排放總量高企。
AI驅動算力持續增長,如果不加以干預,未來數據中心碳排放可能超過其他傳統高耗能行業。因此,算力驅動下的用電量和碳排放量增長,不僅威脅能源安全和電力系統穩定,也與綠色低碳轉型目標相悖,需要通過電力和算力的協同治理,探索一條綠色、可持續的發展路徑。
持續完善政策頂層設計
為了應對算力快速發展帶來的能源與環境壓力,國家持續完善政策頂層設計,推動電力與算力協同發展、綠色轉型。
2023年12月,國家發展改革委、國家數據局等發布的《關于深入實施“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,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占比超過80%。
2024年7月,國家發展改革委、工業和信息化部、國家能源局、國家數據局等四部門聯合印發的《數據中心綠色低碳發展專項行動計劃》明確了數據中心綠色低碳發展的主要目標。各地陸續出臺政策,支持綠色算力發展。
2024年8月,國家發展改革委、國家能源局、國家數據局聯合印發《加快構建新型電力系統行動方案(2024~2027年)》提出提升算力與電力協同運行水平,提高數據中心綠電占比。
電算協同 成實現算力綠色發展的可行路徑
實現算力綠色可持續發展,應以電力與算力深度協同為支撐,從布局規劃、負荷管理、綠色替代、技術創新和政策保障等方面系統發力,探索可行的實現路徑,推動算力產業高質量、綠色化發展。
一是科學規劃算力布局,充分利用清潔能源資源稟賦。算力設施能耗高度依賴區域電力結構,應堅持因地制宜、統籌規劃,推動算力資源與電力資源高效匹配。西北、西南地區風、光、水資源豐富,電力清潔化水平高、碳排放強度低,具備發展綠色算力的天然優勢,應優先建設超大型、低碳數據中心和智能算力集群,形成規模效應和示范引領。依托“東數西算”工程,優化跨區域算力與電力調度,將東部高峰算力負荷有序引導至西部,充分利用西部綠電優勢,實現算力負荷與綠色能源高效耦合。
二是推動算力負荷靈活化響應,提高電網調節能力。將數據中心納入電力需求側管理體系,通過峰谷電價、容量電價、負荷補償等政策,激勵其主動參與電網調峰避峰、降低高峰負荷壓力、提升綠電利用水平。依托智能算力調度平臺,結合電網狀態和電價信號動態調整算力任務,實現時間、空間維度的靈活配置。通過柔性響應和智能調度,提升電網安全性、靈活性和經濟性,也有助于提高綠色能源消納水平,推動算力系統與能源系統協同優化,實現高效、低碳運行目標。
三是加快數據中心綠色能源替代,提高綠電使用比例。提升數據中心綠電占比是降低碳排放、實現可持續發展的核心路徑。一方面,應繼續完善綠電交易機制,優化交易規則、簡化流程、降低采購成本,推動綠色電力消費認證制度落地,增強企業采購綠電的積極性和主動性。另一方面,鼓勵新建和改造數據中心建設配套的分布式光伏發電、儲能和微電網系統,實現就地發電、就地消納,提高用能自主性和綠色化水平。同時,通過簽訂長期可再生能源購電協議,鎖定穩定、低碳的清潔電力供應,規避市場波動風險,保障數據中心持續綠色運行。
四是提升能效水平,推動低碳技術創新。算力系統和數據中心應持續優化設計和運行效率,深度挖掘節能潛力。通過采用液冷、沉浸式冷卻等高效散熱技術,提升能效比并減少能耗;推動模塊化建設、廢熱回收利用等新方案落地,降低整體能耗和碳排放水平。同時,應加大對綠色AI算法的研發支持,提升模型訓練和推理過程的能效,降低單次計算任務的能耗強度和碳強度。
五是完善政策機制和標準體系,保障協同發展。政府應加快健全電力與算力協同發展的政策支持和標準體系,明確綠色用電比例、碳強度、能效水平等監管指標,建立考核機制并納入行業管理。完善價格信號傳導機制,合理設計峰谷電價、綠電補貼、碳定價等,引導企業主動向綠色低碳方向轉型升級。同步推動綠色數據中心建設標準、算力能效等級標準等行業規范落地,為綠色發展提供制度保障。(周晟佳 金暄暄)
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