全球及中国算力中心能耗现状与挑战 - 人工智能重塑全球竞争格局，大规模算力成为国家核心竞争力关键，数据中心作为核心基础设施，其规模扩张与能源消耗矛盾是全球可持续发展的关键挑战 [1] - 2024年全球算力中心用电量达4150亿千瓦时，预计2030年将达9450亿千瓦时 [1] - 中国数据中心用电量预计将从2024年的1000亿千瓦时激增至2030年的4500亿千瓦时，占全社会用电量比重升至3.5%，年均增速约25%，远高于全社会用电量4.6%的增速 [1] 全球主要经济体应对路径 - 美国采取“市场主导+能源争夺”策略，通过投资与协议锁定稳定电源，形成短期依赖气电过渡、长期锚定核电、绕过公共电网的供电模式 [2] - 欧盟聚焦“能效优先+绿色合规”模式，通过《欧洲绿色协议》强制要求数据中心披露碳足迹，限制高耗能数据中心扩张，鼓励边缘计算与算法优化 [2] - 日本提出“瓦特—比特协同”战略，推动数据中心从过度集中的东京、大阪等都市圈向北海道等可再生能源富集地区分散布局 [2] 中国战略布局与实践探索 - 中国发挥“国家统筹+基建先行”优势，加速构建算力协同创新体系与绿色低碳发展路径 [3] - 2021年5月《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》规划了八大算力枢纽和十大集群，深度融合“东数西算”与“西电东送”国家战略 [3] - 2024年7月《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》等文件出台，明确实施算力与电力协同项目，探索绿电直连、“绿电聚合供应”模式 [3] - 甘肃庆阳、河北张家口、宁夏中卫等地区采用“源网荷储一体化”的“绿电聚合供应”模式，为数据中心集群提供稳定绿电 [3] - 内蒙古乌兰察布中金数据中心采用绿电直连模式，提供高比例、可溯源的绿电供应 [3] - 上海电力股份有限公司和中国电信集团有限公司通过动环系统调控、跨省域算力任务调度，验证了数据中心虚拟电厂参与电网辅助服务的可行性 [3] 电算协同面临的系统性挑战 - 算力中心高密化与集群化发展对供配电与散热系统带来挑战，单体机柜功率由4~6千瓦向40~80千瓦甚至兆瓦级演进，内部面临配电架构输送功率不足、传统散热方式达极限等挑战，外部面临电网承载能力与电能质量稳定控制挑战 [4] - “新能源+数据中心”联合体模式兴起对电网安全稳定运行带来挑战，绿电直连、绿电聚合供应等模式使大规模有源负荷集群并网后对区域电网安全稳定运行构成新挑战 [4] - 国家算力基础设施建设不断完善，算力任务调度与电力调度协同面临挑战，国家级、省级算力任务调度平台投运，大规模算力迁移造成大功率电力波动与转移，对电力调度模式带来新挑战 [4] 推动电算深度耦合的顶层设计与机制建议 - 强化规划引领，实现“算力—电力”源端协同，将大型数据中心集群作为关键负荷纳入国家及省级能源电力发展规划，在“东数西算”枢纽节点超前规划建设坚强、柔性配套电网，探索将储能、应急电源作为数据中心集群必备基础设施一体化配置，健全“算力能效”与“绿电占比”双控准入机制 [5] - 构建联动机制，破除“算力任务调度—绿色电力调度”壁垒，建立健全算力和电力两大行业常态化联动机制，推动算力任务调度平台与电力调度平台信息互通、协同决策，实现算力迁移“先知电量、后调算力”，电力调度“预知负荷、提前准备” [5] 推动电算协同的技术创新方向 - 加强各方协作，攻关“电算协同”关键技术，重点突破电算时空映射模型、高比例新能源可靠供电、跨区域电算协同调控算法等关键技术，研制首版首套算力集群“电—算协同”调控系统，研发算力中心新能源可靠供电首台套装备，制定电算协同领域国家标准 [6] - 推动示范项目落地，探索电算协同新模式，积极推进国家能源局新型电力系统试点算力与电力协同项目建设，在西部新能源富集区及东部算力密集区因地制宜规划绿电直连、分布式绿电聚合供应、跨区电算联合调度等典型场景示范工程，完善绿色电力交易与消纳保障机制，打通绿电消费认证与核算堵点，激励数据中心主动消费绿电 [6]