第07版:行业观察

中国能源报 2024年09月02日 星期一

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《电力与算力协同发展蓝皮书》在京发布——

多措并举提高算力与电力协同能力

《 中国能源报 》( 2024年09月02日   第 07 版)

  本报讯  记者卢奇秀报道 随着人工智能、物联网等产业蓬勃发展,算力规模以及算力能耗同步迅速增长,电力供应能力已经成为保障算力发展的重要因素。近日,由国网经济技术研究院、中国信息通信研究院等单位主编的《电力与算力协同发展蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》)在北京发布,对我国算力产业现状、发展趋势及电力需求特征和挑战进行分析,并对电力与算力协同发展的内涵特征、发展重点以及实施路径提出建议。

  为解决我国算力资源东西部发展不均衡、算力资源分布与能源分布不匹配问题,立足全国一体化算力网建设。2022年2月,国家“东数西算”工程启动实施,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地规划建设10个国家数据中心集群。截至2023年底,我国算力总规模达230EFLOPS(即每秒300百亿亿次浮点运算),居全球第二位,同比增长27.8%。

  近年来,随着快手、抖音等视频直播生态爆发式发展,图片、视频存储等通用算力需求快速增长,其服务器能耗功率是通常CPU服务器的4—5倍,数据产业日趋成为电网重要的电力负荷和耗能大户。数据显示,2023年我国算力核心产业规模达到2万亿元,算力中心能耗总量1500亿千瓦时,同比增长15.4%,约占全社会用电量的1.6%。

  《蓝皮书》以智算发展速度作为关键变量预测未来我国算力用电量规模,在人工智能爆发增长情景下,2030年我国算力中心用电或超过7000亿千瓦时,占全社会用电量5.3%;在人工智能慢速增长情景下,2030年我国算力中心用电量将达3000亿千瓦时左右,占全社会用电量2.3%。

  算力产业属于能耗大户,在实际运行中还面临着降成本、绿色发展等需求。

  据悉,电费成本目前占数据中心运营成本的50%左右,是最主要的运营支出之一。为缓解成本压力,算力企业要探索降本增效路径。一方面,应全面挖掘“东数西训、东数西渲”等行业、 消费市场算力应用场景,深度拓展基础算力、智算、超算运营市场规模,提高收入水平。另一方面,结合可再生能源开发,探索绿电就近接入与绿电聚合供应模式,采用高效能服务器、冷却系统改进、IT设备余热回收等技术措施,降低电力消耗,减少电费支出。

  《蓝皮书》指出,目前电力与算力之间尚未在规划层面实现充分协同互动,算力设施建设通常采用传统的协同规划方法,算力行业提出土地、用电等需求。但以往存在数据中心园区招商入驻不及预期、上架率低等情况,为电力规划建设带来了困难,电力行业需要深入了解算力基础设施向网络型基础设施演进的具体需求、长时用电数据等,了解算力调度机构调管行为,便于电力规划及时调整规划边界。另外,电力与算力互动的前提是已知和预测数据中心能耗、负荷曲线、计算任务、区域电网动态特征、双方市场走势等,这些数据可能涉及隐私等敏感信息,需要建立合理安全的数据保护和流通机制。

  算力负荷具备灵活调节能力,但调节潜力尚未挖掘。数据中心区别于仅具备时间调节潜力的空调等传统柔性负荷,是目前已知的唯一一种可以不依赖电网而实现电力负荷瞬时转移的新型负荷,同时具备时间、空间调节潜力,可在价格信号的引导下进行数据中心电力负荷的时空转移,实现“算力-电力”跨区协同,能够为高比例新能源电力系统的运行优化创造更大的调峰空间。但目前对数据运营商而言,数据服务的可靠性是首要的,目前电力市场下电力与算力互动的经济收益有限,尚不足以引起数据中心运营商的积极响应。

  根据相关政策文件要求,2025年国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。引导算力绿色协同发展,一方面需电力相关部门、企业推动平价新能源入市并加大绿电跨省输送;另一方面数据中心要发挥调节能力,与新能源发电特性匹配,实现电力和算力双赢。

  电力与算力协同是电力、算力行业高质量发展的必由之路。《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》提出,实施一批算力与电力协同项目。统筹数据中心发展需求和新能源资源禀赋,科学整合源荷储资源,开展算力、电力基础设施协同规划布局。整合调节资源,提升算力与电力协同运行水平,提高数据中心绿电占比,降低电网保障容量需求。

  《蓝皮书》建议,加强数据中心负荷特性研究,适度超前谋划电网发展,科学合理安排电网项目和建设时序并及时完成规划滚动,避免重复建设和电网资源配置不均问题。在保障数据中心可靠供电基础上,推动数据中心直接参与或通过虚拟电厂、负荷聚合商等聚合参与电力互动,支撑区域电网削峰填谷与可再生能源消纳,获取辅助服务收益,降低数据中心建设成本。在“东数西算”的要求下,支撑电力资源的优化配置,引导算力向清洁能源资源富集的我国西部地区迁移,依据地区资源禀赋探索新能源、储能、数据中心等源网荷储一体化规划建设新模式,提升本地风光绿电消纳,实现绿色算力发展。