来源:中国电力报
近年来,人工智能技术加速向各产业领域渗透,算力基础设施用电规模持续攀升,已成为电力需求增长最快的行业之一;全球人工智能产业竞争进入白热化阶段,能源电力供应保障能力成为构筑行业竞争优势的关键支撑。推动算电协同发展既是支撑全国一体化算力网建设、助力大国竞争的现实需要,也是推进新型能源体系建设的重要抓手。
立足新型能源体系建设全局,《新型能源体系建设“十五五”规划》(以下简称《规划》)主动适配算力产业高质量发展需求,统筹电力与算力基础设施建设,强化算力电力双向赋能,有力推动构建“以电强算、以算促电”的发展新格局。
一、推动算电一体化规划布局建设,破解算力增长的能源供给保障瓶颈
2025年以来,人工智能加速向各应用领域深度渗透,AI智能体逐步进入规模化应用阶段,大模型任务执行复杂度持续提升、调用链路不断延展,带动Token消耗量呈指数级增长;国产大模型凭借性能与成本优势加快出海步伐,算力服务出口规模不断扩大。伴随着算力需求的爆发式增长,预计“十五五”期间,全国算力用电量年均新增1000亿千瓦时以上,到2030年将达到8000亿千瓦时左右,占全社会用电量比重升至6%左右,亟须纳入能源电力规划统筹考量,全面提升算力行业的用能保障能力。
统筹电力与算力基础设施规划布局,支撑“能源+数字”产业集群高质量发展。近年来算力负荷增长速度迅猛,特别是智算中心负荷密度大幅跃升,远高于传统通用算力中心,集群规模向百万千瓦级别迈进,传统的区域电网容量规划模式、建设时序等已难以匹配算力行业快速发展需求。面向“十五五”发展,《规划》提出统筹西电西用与西电东送,加强产业转移与清洁能源协同布局,推动电力和算力等产业融合发展。立足全国能源资源禀赋和算力发展需求,进一步统筹优化算力、通信网络等数字基础设施与电源、电网等电力基础设施的空间布局,推进实施大型新能源基地与国家算力枢纽协同规划,适度超前规划建设配套电网工程,建立国家算力集群和算电协同发展区绿电供给长效机制,做好配套清洁能源预留。在充分保障算力产业中长期用能需求的同时,促进能源资源就地就近转化利用,推动能源资源富集地区强化产业链延伸,赋能“能源+数字”产业集群规模化、集约化发展。
主动适配算力负荷新特征,提高电力系统安全稳定供应保障能力。随着智算在算力总占比中不断提升,算力负荷呈现出新的运行特性。一是冲击负荷问题凸显,大模型训练过程中GPU等核心耗能设备负载率不断变化且同步效应显著,导致集群层面出现秒级别的短时功率波动,对供配电系统的动态响应能力提出挑战。二是运行连续性强、数据重要性高,对供电可靠性以及电压稳定性、频率偏差等电能质量指标要求严苛。《规划》提出强化算力与电力双向赋能,保障大数据、人工智能等产业高品质用电需求。加强国家算力集群通算、智算、超算等不同类型算力负荷规模及用电特性的分析预测,合理布局新型储能等设施,提升系统灵活调节能力,构建智能调度体系,全面提升电网对算力负荷的承载能力与供电可靠性。
二、加强多元绿电供给和行业节能降碳,助力算力行业绿色低碳转型
“十五五”是实现碳达峰目标的决胜期,算力行业作为能源电力消费的重要增长点,是落实“双碳”目标、推动全社会节能降碳的关键抓手。国家层面已明确枢纽节点新建数据中心绿电消费比例不低于80%的硬性要求,同步健全以电能利用效率(PUE)、水资源利用效率(WUE)、算力能效比(CER)等为核心的评价指标体系。应从绿色能源供给及行业自身节能降碳两方面出发,全面提升算力行业的绿色低碳发展水平。
因地制宜推动绿电直连、聚合交易等绿电供应方式,实现多元化绿电供给。《规划》提出构建先进适配的新型能源基础设施体系,推动算力中心等新兴产业建设绿电直连项目,鼓励拓展多用户绿电直连场景。考虑到东中西部不同区域数据中心建设布局、清洁能源资源条件、电网网架等存在较大差异,需统筹兼顾、因地制宜构建差异化、多元化的算力绿电供应体系。对于周边清洁能源富集的国家算力集群和算电协同发展区,可依托“沙戈荒”新能源基地、水风光基地、海上风电基地等,通过绿电直连等模式,实现新能源就近规模化开发利用,打造高比例绿电算力示范基地,高质量推动西电西用。对于周边清洁能源相对匮乏的算力聚集地区,可重点推动分布式算力与分布式电源、微电网、虚拟电厂协同规划,就近响应算力需求,通过分布式电源自发自用、绿电交易、绿证等多元模式,拓宽绿电获取渠道,持续提升算力产业绿电消费占比。同时,还可依托增量配电网、零碳园区等运营主体,创新算力园区一体化运营模式,统筹园区数据中心、供配电基础设施和配套新能源建设,提升园区绿电消纳比例和供电可靠性。
持续提升算力设施节能降碳水平,构建算力产业绿色低碳发展体系。《规划》要求强化重点领域节能和清洁替代,加强算力等新型高载能产业节能提效。技术创新层面,推广先进节能技术装备,规模化应用低功耗计算芯片、高性能服务器、高效液冷散热、余热回收利用技术,推动算力中心系统性节能降耗;鼓励算力设施配置构网型储能,应用直流供配电等技术,适配高密度算力集群低碳需求。管理机制层面,锚定国家算力枢纽节点新建数据中心绿电消费占比不低于80%的刚性目标,结合东西部区域资源禀赋、算力规模、产业定位及新能源开发条件,差异化设定不同区域数据中心绿电消费提升目标。研究通过价格政策激励算力设施更高比例消纳新能源,持续提升算力设施绿色发展水平。加强电力、算力、碳排放协同计量,推行算力设施碳足迹全流程核算与绿色低碳认证制度,构建全覆盖、可监测、可核算、可考核、可追溯的算力绿电消费管控体系,推动算力产业从被动节能向主动低碳转型,巩固我国数字产业绿色竞争优势。
三、推动协同模式升级,强化算电双向互动赋能支撑
随着算力用电规模持续扩大,预计“十五五”期间,部分国家枢纽节点的算力负荷占比将达到20%以上,对地区电网运行态势、系统调度管控的影响愈发突出。算力资源既是电力系统需要保障的重要负荷,也可在参与系统运行调节、赋能能源创新发展等方面发挥更大作用。应通过技术、政策、机制等创新突破,强化算力网、电力网双网融合互动,实现算力与电力的双向支撑。
挖掘算力负荷柔性调节潜力,推动算电双向互动与协同运行。《规划》明确,集成融合、智能高效是新型能源基础设施的重要特征,提出构建灵活弹性的电力负荷生态、充分挖掘用户侧调节潜力。算力中心IT负荷、空调负荷及柴发等备用电源具备可观的柔性调节潜力,可结合不同算力任务特点,分层分类制定运行策略,攻关柔性算力负荷时空迁移与调度等技术,基于人工智能技术建设算电协同智慧运营平台,统筹算力负荷时空迁移、分时调度,提升绿电消纳能力;探索将数据中心可调负荷、备用柴油发电机组纳入虚拟电厂资源池,有效提升区域电力系统应急调峰、故障兜底保障能力。
深化“人工智能+”融合创新应用,提升能源系统智能运行效能。《规划》强调深入实施“人工智能+”能源行动,打造“能源+数字”产业集群,推动以电强算、以算促电。可依托人工智能技术推进智慧电厂、智能煤矿、数字油气田等建设,推动人工智能在新能源出力预测、电网运行调度、设备智能运维等场景的落地应用,加快提升能源系统清洁低碳、安全高效和灵活智能水平,强化能源领域人工智能应用治理效能。
总体来看,“十五五”是算电协同从理念探索转向规模化落地的关键阶段。紧扣《规划》部署要求,以一体化规划布局筑牢供给底座,以绿电供给与节能降碳推动绿色转型,以双向互动模式升级释放协同效能,必将推动“以电强算、以算促电”落到实处,为新型能源体系及全国一体化算力网建设提供坚实支撑。
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