中国储能网讯:浙江2024年算力产业总用电量大约是48亿千瓦时。一边是用电量的增长,一边是对用电可靠性和电压稳定性的高要求。电网企业一方面探索更有效的手段和措施保障数据中心用电,另一方面不断推进能源清洁低碳转型,让数据中心用上更绿色的电能。
人工智能的尽头是算力,算力的尽头是电力。近年来,在国家“东数西算”工程和人工智能大模型技术的双重驱动下,我国算力产业用电需求呈现爆发式增长。
在浙江,以阿里巴巴和“杭州六小龙”等企业为代表的人工智能产业不断升温。从消费端看,今年1至6月,浙江省算力中心用电量达26.1亿千瓦时,同比增长26.3%。而在供给端,能源的绿色转型也在推进,算力产业的“含绿量”正在上升。
算力用电量大幅增长
浙江是数字经济大省,算力带来的用电负荷增长趋势比较明显。国网浙江省电力有限公司营销数据表明,浙江2024年算力产业总用电量大约是48亿千瓦时,同比增长超过13%,明显高于浙江去年全社会用电量的增长率。
一边是用电量的增长,一边是对用电可靠性和电压稳定性的高要求。对数据中心来说,一旦出现电力中断或电压波动,将导致计算任务中断、数据丢失,甚至设备损坏,造成巨大经济损失。
据国网浙江电力营销服务中心(浙江省电力负荷管理中心)电力负荷管理室主任孙钢介绍,在电力供应方面,针对数据中心有一些区别于其他行业的方式。浙江各地供电企业都在探索更有效的保障手段和措施,包括在技术层面提升配电自动化水平,提升数据中心配电网络故障的及时预警和处置能力,在管理层面尝试“电算协同”发展路径,推动数据中心规划建设和电网规划的深度结合。
孙钢还特别提出,在能源结构方面,用绿电是数据中心用能的长远方向。风光等新能源发电具有波动性和间歇性,但通过抽水蓄能、储能等的调节,可以更好地保障数据中心的绿电使用需求。
当前,浙江正在全力推进能源清洁低碳转型,除了光伏发电、陆地风电、抽水蓄能等,海上风电建设也在加速。随着中远期深远海风电场址研究的开展,以及华东深远海风电母港的加快建设,千亿级海上风电产业集群的形成将带动能源转型再上新台阶。
国网浙江电力将加强协同布局,针对当前在建的大型数据中心做好区域电网、变电站等配套电力设施补强,中远期加强算力基础设施与核电、海上风电、光伏发电等清洁能源协同布局,加强算电一体开发,为算力提供更多绿色动能。
多措并举降能耗
对数据中心而言,电力供应是刚需,节能降耗也同样重要。
浙江省能源大数据中心主任王彦波介绍,目前用于评价数据中心能源效率的核心指标是电能利用效率(PUE)。PUE=数据中心总能耗/信息技术设备能耗,其中数据中心总能耗包括信息技术设备能耗和制冷、配电等系统的能耗。PUE值大于1,它越接近1,表明信息技术设备耗电占比越高,制冷、供配电系统等非信息技术设备的耗电占比越低,能源利用效率越高。目前浙江省的数据中心平均PUE值是1.57。
PUE值的变化受环境、技术、管理等因素综合影响,与信息技术设备、制冷系统、供配电系统的耗电都有关。以制冷系统为例,温湿度和季节变化会直接影响数据中心的制冷需求。比如,紧水滩水冷式绿色数据中心利用水库深层的低温水供冷,规划设计的PUE值可达1.13;阿里仁和数据中心采用巴拿马电源直流供电方案,功率模块效率达98.5%,再叠加先进的制冷方式,PUE值可达1.09。
与此同时,做好时空平衡也非常关键。如“东数西算”工程在西北等绿电资源丰富的地域布局更多数据中心,实现空间平衡,达到降耗目的。通过配置光伏发电和储能等设备,数据中心本身也可变成一个可调节负荷的虚拟电厂,通过时间上的错峰平衡,为电网用电高峰期提供柔性调节支撑。
在阿里云能源行业首席架构师黄振看来,人工智能不是能耗的负担,反而是节能的引擎。“图形处理器比中央处理器更加省电和省能。为什么我们感到用电量在不断增长,是因为还没有彻底由中央处理器为主的计算模式转到以图形处理器为主的模式。当这个转变完成之后,人工智能可以助力数据中心的节能。”黄振说。
提升算力“含绿量”
目前,浙江算力产业用电量约占全社会用电量的1.2%。未来几年,随着数字经济的持续发展,浙江算力需求将呈现量级跃升、密度倍增的趋势。以大模型为例,训练单次所需的算力相当于传统人工智能任务的数百倍。这背后带来的电力需求,也会有爆发式增长趋势,这将对电力供应的稳定性和绿色化提出更高要求。
王彦波认为,在“双碳”目标推动下,算力需求将呈现总量增长但结构优化的趋势。碳排放双控也会倒逼行业变革,促使企业应用低碳技术。数据中心必然朝着绿色化、低碳化发展,单位算力的“含绿量”会明显增加。
去年,国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局、国家数据局联合印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,明确到2025年年底,全国数据中心整体上架率不低于60%,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%等一系列目标。
当前,国网浙江电力负责运营的浙江省能源大数据中心已实现对全省183家数据中心的电量和负荷的动态监测。基于这些监测数据,电网企业可为数据中心运营主体制订精准负荷调控策略,还可协同重点数据中心开展弹性用能方案制定,优化数据中心的用电模式,使其更经济更绿色。
另外,国网浙江电力也在加快推动改建一些变电站,提升杭州未来科技城、宁波北仑工业区等多个算力集群的供电能力,由110千伏及以上电压等级电网供电的数据中心全部实现双电源接入。
国网浙江电力还服务数据中心绿电交易,促进碳排放双控。今年,浙江省能源大数据中心支撑浙江省能源局对30余家数据中心开展化石能源消费预算工作,将支撑数据中心完成年度总体用能预算指标要求的任务。