伴隨人工智能（AI）快速發(fā)展，全球算力需求爆發(fā)式增長。作為AI算力的核心基礎設施，數(shù)據(jù)中心電力消耗持續(xù)攀升，能源挑戰(zhàn)日益凸顯。加快推進算力與電力兩大系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，已成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的當務之急。
產業(yè)技術的全球領導者施耐德電氣在2025世界人工智能大會（WAIC 2025）期間重磅發(fā)布《算電協(xié)同——數(shù)據(jù)中心的能源挑戰(zhàn)與應對》洞察報告（簡稱“報告”）。報告基于對117位數(shù)據(jù)中心管理者與專家的深度調研，剖析當前行業(yè)面臨的穩(wěn)定性、成本、綠色三大能源挑戰(zhàn)，創(chuàng)新性提出“算電協(xié)同”三層架構及系統(tǒng)化解決方案，為AI產業(yè)與數(shù)字經濟的高質量可持續(xù)發(fā)展賦能。
《算電協(xié)同——數(shù)據(jù)中心的能源挑戰(zhàn)與應對》洞察報告
北京理工大學副教授、博導、能源與動力系動力系統(tǒng)工程研究所副所長、碳中和系統(tǒng)工程北京實驗室主任助理王永真，施耐德電氣高級副總裁、戰(zhàn)略與業(yè)務發(fā)展中國區(qū)負責人、商業(yè)價值研究院院長熊宜，施耐德電氣副總裁、中國及東亞區(qū)市場營銷部負責人、商業(yè)價值研究院聯(lián)席院長古月，施耐德電氣數(shù)據(jù)中心行業(yè)中國區(qū)負責人賈咸強等嘉賓，共同參與了本次報告的發(fā)布。
施耐德電氣重磅發(fā)布《算電協(xié)同——數(shù)據(jù)中心的能源挑戰(zhàn)與應對》洞察報告
熊宜表示：“在AI產業(yè)高速發(fā)展與新型電力系統(tǒng)建設的雙重背景下，以算電協(xié)同重塑能源范式，才能為AI浪潮提供堅實可靠的基礎底座。本報告系統(tǒng)性提出算電協(xié)同的實施框架，并梳理出可落地的實踐路徑，希望能夠為企業(yè)提供切實可行的行動參考，并激發(fā)行業(yè)創(chuàng)新升級。”
智算中心引發(fā)用電量激增，能源管理面臨三重挑戰(zhàn)
AI浪潮下，智算中心規(guī)模化增長，用電需求同步飆升。據(jù)宏觀預測，2030年我國數(shù)據(jù)中心在用電量高情景下或突破7000億千瓦時，占全國總用電量5.3%。微觀層面，近七成受訪企業(yè)預計其未來三年用電量年均增速將超過15%，61%的受訪企業(yè)計劃未來三年新建或者擴充智算中心。
王永真指出，智算中心的快速擴張使數(shù)據(jù)中心能源管理困局凸顯：一方面，電力需求呈指數(shù)級攀升，高密度散熱成為技術瓶頸，碳排放壓力持續(xù)加劇；另一方面，新型電力系統(tǒng)建設下，風電、光伏等可再生能源的間歇性特征，反向對數(shù)據(jù)中心的靈活用能提出更高要求。
通過數(shù)據(jù)中心算電融合調研，報告指出，數(shù)據(jù)中心能源管理將面臨供電穩(wěn)定性、成本控制和碳排放管理三重挑戰(zhàn)。第一，93%的受訪企業(yè)將供電穩(wěn)定性列為首要痛點，主要受智算中心負載波動、可再生能源接入不穩(wěn)定、柴發(fā)備電環(huán)評限制等疊加因素影響。第二，85%的受訪企業(yè)坦言具有成本壓力，其中電費占據(jù)運營成本近六成，降本增效為重要議題；第三，77%的受訪企業(yè)面臨碳排放管理挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)已形成從“生存”到“經營”再到“發(fā)展”的遞進式壓力體系。
三層創(chuàng)新架構，破解數(shù)據(jù)中心能源困局
面對三大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的能源使用方式——即主要依賴剛性的電力供應模式、較少考慮算力與電力之間動態(tài)協(xié)同的管理模式，已難以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心對高效、綠色、可靠運行的需求。只有貫通供電、配電、計算、制冷等全鏈路，實現(xiàn)全要素靈活調配，才能推動電力系統(tǒng)與算力系統(tǒng)的深度協(xié)同，在能源利用、經濟效益與碳排之間實現(xiàn)共贏。
為此，施耐德電氣商業(yè)價值研究院在報告中創(chuàng)新性提出“算電協(xié)同”三層架構，自下而上打通電力供給、算力負荷與協(xié)同機制，以推進算力資源與電力資源深度融合。其中：
• 底層-電力供給基礎設施：主要是針對智算負載突增突減的電能質量治理和多種能源（風光等）的接入、應用和管理，為數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定的電力基礎；
• 中層-算力負荷：挖掘IT負載的靈活性調節(jié)空間，并以IT負載的變化確定非IT負載，去匹配用電信號；
• 上層-算電協(xié)同機制：建立算電雙向調節(jié)的決策框架，通過數(shù)據(jù)、算法和激勵機制的整合，構建電力-算力聯(lián)合優(yōu)化模型，實現(xiàn)能源與算力的高效協(xié)同優(yōu)化。
算電協(xié)同要求上層、中層和底層各個要素之間達到完美協(xié)調。然而，現(xiàn)實條件下，由于技術、經濟和資源等多方面限制，實現(xiàn)真正的算電協(xié)同仍面臨諸多挑戰(zhàn)。結合施耐德電氣商業(yè)價值研究院對百余位數(shù)據(jù)中心管理者與專家的深度調研，以及目前科研領域針對這一課題的探索，報告指出，目前“算電協(xié)同”基本上是從能源側和算力側展開。
一方面，重構電力供給側是基礎，新能源是大勢所趨。受訪企業(yè)中，56%的數(shù)據(jù)中心已在使用新能源，通過在電力供給側引入光伏、風電、儲能、核能等新型能源形式，在保障用電穩(wěn)定性的前提下，盡可能消納綠電，降低用能成本，并減少碳排放。另一方面，充分挖掘算力需求側的負載靈活性，通過預測算力需求及功耗，挖掘 IT 負載靈活性、并對非 IT 負載開展節(jié)能優(yōu)化，使算力資源高效利用，且主動參與電力供需平衡。
夯實基礎加速落地，打造面向未來的數(shù)據(jù)中心
而面對算力側高密度計算需求和電力側新能源接入帶來的波動性，數(shù)據(jù)中心基礎設施仍面臨致密化、韌性、適應性和可持續(xù)發(fā)展四大挑戰(zhàn)。因此，供配電系統(tǒng)扮演著至關重要的角色，它為動態(tài)變化的電力供給側和算力需求側提供了必要的緩沖空間。報告指出，為了保障算電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定可靠運行，供配電系統(tǒng)需要在硬件、軟件和架構上進行全方位的適配，構建算電波動緩沖體系，為算電協(xié)同的最終落地夯實基礎。
不論是算電協(xié)同模式的探索，還是夯實基礎支撐協(xié)同落地，都需要全行業(yè)協(xié)同推進。為此，施耐德電氣通過提供覆蓋全領域的低碳智能化的創(chuàng)新硬件、覆蓋數(shù)據(jù)中心全生命周期的數(shù)字化軟件，以及針對數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排，電能質量管理，數(shù)字化改造升級等方面提供定制化的咨詢和改造服務，與數(shù)據(jù)中心客戶和行業(yè)伙伴共同應對能源挑戰(zhàn)、推動算電協(xié)同，助力數(shù)據(jù)中心從能源消耗者轉型為穩(wěn)定、高效、低碳的基礎設施。
古月表示：“算電協(xié)同機制建設過程需要橫跨能源領域和算力領域，為達到全局最優(yōu)目標需要各方協(xié)同。施耐德電氣將充分發(fā)揮在能源管理與數(shù)據(jù)中心領域的技術專長，幫助企業(yè)構建高效可持續(xù)的下一代數(shù)據(jù)中心基礎設施，一同推動算電協(xié)同實踐規(guī)模化落地，為AI產業(yè)發(fā)展和能源轉型注入強勁動力。”
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