第02版:要闻

中国能源报 2024年09月09日 星期一

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电力算力融合需多方发力

■本报实习记者 杨沐岩 《 中国能源报 》( 2024年09月09日   第 02 版)

  伴随算力发展,数据中心作为能耗大户,用电需求快速上涨,叠加季节用电高峰和极端天气,相关地区偶现电力供应紧张。同时,在降低电力成本和践行“双碳”目标背景下,数据中心的绿电需求也越来越大,推进电力算力协同发展成为破局之路。

  在日前举办的电力算力协同暨电力数据要素市场发展交流活动上,“电力算力协同发展”对话环节的嘉宾深入探讨了电力算力如何协同发展,以实现更高效、更绿色、更智能的能源利用和算力赋能。

  对话嘉宾认为,为推动国家算力网的规模化建设和运营,最终实现算力普惠,需保障数据中心用电需求,统筹电力和算力关系。而在“东数西算”背景下,电力算力有望实现“双向奔赴”,利用清洁电力赋能算力发展的同时,强大的算力也可用于处理电力产生的数据。

  ■用电需求快速上涨

  “据中国算力平台统计,2023年中国数据中心用电量约1500亿度,占全社会总用电量的1.6%。”中国信通院云大所副所长李洁表示,全社会用电年均增长6%以上,数据中心用电年增速约15%,同时中国算力市场规模增速达到30%。市场成长带动下,算力对于电力的需求与日俱增。

  李洁指出,伴随政策和市场需求引导,中国有集约化、大规模发展算力的趋势。“据中国算力平台统计,目前八大枢纽节点数据中心的机架规模占全国超70%,伴随后续人工智能、大模型发展,局部地区面对的电力需求压力会更大。”

  “河北张家口是‘东数西算’十大数据中心的聚集地之一,标准机架超33万架,上架服务器超150万台,其中智算比例约38%。”中国电力企业联合会统计与数据中心主任侯文捷表示,2019年,该数据中心用电量占当地社会用电量的6.8%,2023年这一比例已增至20.1%,用能增长迅速。其中,制冷能耗占比较高,和夏季用电高峰吻合,给电网造成很大压力。

  ■节能降耗成为挑战

  用电需求加大的同时,我国数据中心也面临节能降耗挑战。今年7月发布的《数据中心绿色低碳转型发展专项行动计划》提出,到2025年底,全国数据中心平均电能利用效率降至1.5以下,可再生能源利用率年均增长10%。

  浙江大学电气工程学院副院长丁一认为,我国电力系统基础设施建设完善,发电总量可以保证未来算力需求。但是电力具备两个重要特性:第一是空间性,地方不同,发电量不同;第二是时间性,不同时段,发电量也不同。在用电紧张时段,如何确保电算协同是未来面临的重大问题。

  丁一表示:“从微观角度看,建一个较大的数据中心会受很多制约,电价是重要考量因素,此外还要考虑绿电消纳、电力保供问题。”在数据中心的选址、建设、运营过程中,电力始终是重要因素。当前数据中心更多考虑和算力需求相吻合,建设在东部沿海的数据中心运营成本偏高,绿电消纳不足。

  ■电算融合机遇广阔

  “近期,我国出台多项电算协同相关政策,目标是推动国家算力网的规模化建设和运营,最终实现算力普惠,支撑我国各行各业高质量发展。”国家信息中心粤港澳大湾区大数据研究院算电协同创新中心首席电力科学家教授杨苹指出,当前我国只有少数企业在使用算力,距离实现这一目标仍有一段距离。需要在算力网的规模化建设和高效运行上下功夫,从规划、建设、运行、调度四个维度发力,推动算力和电力融合。

  “中长期合约在西部能源富集地区的交易价格偏低,而现货市场合约情况下,西部地区可能出现零电价,而东部负荷中心往往是高电价,间接影响了算力成本。”南网数研院副总经理胡荣表示,一定的数据量、算力资源和时间,形成了标准的计算任务单元,基于一体化算力网,计算单元可在全国范围内进行调度。如果将现货市场和算力市场融合,对算力要求较低、远离用户侧的任务则可以规划到西部能源富集地区。

  ■相关技术持续完善

  中国计算机学会分布式计算与系统专业委员会副主任叶保留指出,从调度角度看,算力调度与电网调度还存在一些明显差别,相关标准需要统一。“首先,电网是一个标准化、统一化与规范化的网络,而算力网是一个高度异构、动态、多变的网络;其次,电网的调度对象是标准化的电压/电流,是从供给侧向需求侧单向调度,而算力网的调度对象可分为任务流、数据流、指令流,需根据资源状态来动态确定相关流的流向。”

  鹏城实验室网络智能部副主任田永鸿表示,大规模算力中心实现低功耗,需从多个维度探索。“硬件方面,需从芯片微架构、硬件到系统集成方面采用低功耗技术。软件方面,不同的AI、应用和软件有不同的运行特征,利用这些特征,可降低整个大规模数据中心的功耗。在调度层面,可以建立针对不同任务的电力损耗模型,进行任务调度,根据电力需求和电价变化,动态调度任务运行。”