算力是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的“底座”。當(dāng)前，我國算力總規(guī)模居世界前列。大規(guī)模算力發(fā)展需要消耗大量能源。電力作為數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)能源，其穩(wěn)定、高效、綠色供應(yīng)是保障算力順暢運行的關(guān)鍵。
近年來，國家發(fā)展改革委等政府部門發(fā)布了《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》《貫徹落實碳達峰碳中和目標(biāo)要求 推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》等文件，均涉及數(shù)據(jù)中心的能源供給內(nèi)容，提出建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心。在我國西部、北部高寒地區(qū)推動算力與電力協(xié)同發(fā)展有助于促進新能源電量消納、降低數(shù)據(jù)中心能耗。
算力資源和新能源分布存在時空錯配關(guān)系
數(shù)據(jù)中心存儲和處理海量數(shù)據(jù)，其服務(wù)器、存儲設(shè)備等主要設(shè)備及冷卻、不間斷電源等輔助設(shè)備消耗大量電能。加快推進數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排勢在必行，提升數(shù)據(jù)中心綠電使用比例至關(guān)重要。
算力資源與新能源資源分布呈現(xiàn)空間、時間不均衡態(tài)勢。在空間上，超過70%的數(shù)據(jù)中心分布在東部經(jīng)濟發(fā)達的沿海地區(qū)，而風(fēng)能、太陽能資源主要集中在西部、北部地區(qū);在時間上，數(shù)據(jù)中心在線業(yè)務(wù)的用電高峰為上午和下午時段，但風(fēng)力發(fā)電的高峰在夜間、太陽能發(fā)電的高峰在午間。因此在部署數(shù)據(jù)中心時，除了從算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的角度考慮，也應(yīng)兼顧周邊的能源供應(yīng)情況，統(tǒng)籌布局算力與電力。
2023年，國家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于深入實施“東數(shù)西算”工程 加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》，明確了“東數(shù)西算”工程的建設(shè)目標(biāo)和具體措施。截至6月底，“東數(shù)西算”八大國家樞紐節(jié)點直接投資超過435億元，拉動投資超過2000億元，機架總規(guī)模超過195萬架，整體上架率達63%左右。“東數(shù)西算”工程引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心向西部、北部地區(qū)聚集，有助于將算力資源與新能源資源匹配起來。
算力與電力協(xié)同發(fā)展助力新能源消納
伴隨我國新能源發(fā)展進一步提速，國家要求做好新形勢下的新能源電量消納工作，提升電力系統(tǒng)對新能源電量的消納能力，確保新能源大規(guī)模發(fā)展的同時保持合理利用水平，推動新能源高質(zhì)量發(fā)展。同時，在建設(shè)新型電力系統(tǒng)的背景下，國家對于算力與電力低碳協(xié)同發(fā)展作出部署。7月份，國家發(fā)展改革委、國家能源局和國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024～2027年)》提出，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求和新能源資源稟賦，科學(xué)整合源荷儲資源，開展算力、電力基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同規(guī)劃布局。
近年來，高寒地區(qū)新能源發(fā)電裝機容量持續(xù)高速增長，然而本地消納和外送能力有限。算力與電力協(xié)同發(fā)展為解決這一問題提供了新的思路，有助于推動高寒地區(qū)新能源電量消納模式升級。具體而言，可將計算請求密集區(qū)域的算力任務(wù)通過信息網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移至高寒地區(qū)數(shù)據(jù)中心執(zhí)行，并利用高寒地區(qū)的新能源為數(shù)據(jù)中心供電。這一方式將“輸送電力”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;輸送算力”，不僅緩解了電網(wǎng)的輸電壓力，也提升了新能源電量消納水平。
建議結(jié)合高寒地區(qū)電力系統(tǒng)運行特點，就數(shù)據(jù)中心與電力系統(tǒng)協(xié)同低碳運行調(diào)度技術(shù)、算力基礎(chǔ)設(shè)施與電力基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同規(guī)劃方法等內(nèi)容開展研究和項目示范，推動高寒地區(qū)算力與電力協(xié)同發(fā)展。
高寒氣候有助于數(shù)據(jù)中心降低能耗
近年來，國家對數(shù)據(jù)中心的能耗管理日益嚴(yán)格。國家發(fā)展改革委等政府部門發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》提出，到2025年年底，全國數(shù)據(jù)中心布局應(yīng)更加合理，整體上架率不低于60%，平均電能利用效率降至1.5以下，可再生能源利用率年均提升10%。
數(shù)據(jù)中心能耗體量巨大且近年來逐年攀升，其能耗主要集中在計算和制冷需求上。寒冷氣候為數(shù)據(jù)中心提供了天然冷源，能夠顯著降低其制冷負荷，從而大幅降低制冷設(shè)備的能耗。相比溫暖或炎熱地區(qū)，高寒地區(qū)的數(shù)據(jù)中心普遍具有更低的電能利用效率，更符合國家對數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展的要求。
8月底，中國移動黑龍江公司哈爾濱智算中心投運。該數(shù)據(jù)中心部署1.8萬張人工智能加速卡，可提供6.9EFLOPS(EFLOPS是指每秒進行百億億次浮點運算)智能算力，通過發(fā)揮東北地區(qū)的天然冷源優(yōu)勢，實現(xiàn)平均電能利用效率低至1.2以下。這一事例體現(xiàn)了在高寒地區(qū)部署數(shù)據(jù)中心在降低能耗方面有顯著優(yōu)勢。
(作者：王瑩 汪延利 單位：國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院)
作者：王瑩 汪延利
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