算力是數字經(jīng)濟發(fā)展的“底座”。當前，我國算力總規模居世界前列。大規模算力發(fā)展需要消耗大量能源。電力作為數字經(jīng)濟的基礎能源，其穩定、高效、綠色供應是保障算力順暢運行的關(guān)鍵。
近年來(lái)，國家發(fā)展改革委等政府部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于加快構建全國一體化大數據中心協(xié)同創(chuàng )新體系的指導意見(jiàn)》《貫徹落實(shí)碳達峰碳中和目標要求 推動(dòng)數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》等文件，均涉及數據中心的能源供給內容，提出建設綠色數據中心。在我國西部、北部高寒地區推動(dòng)算力與電力協(xié)同發(fā)展有助于促進(jìn)新能源電量消納、降低數據中心能耗。
算力資源和新能源分布存在時(shí)空錯配關(guān)系
數據中心存儲和處理海量數據，其服務(wù)器、存儲設備等主要設備及冷卻、不間斷電源等輔助設備消耗大量電能。加快推進(jìn)數據中心節能減排勢在必行，提升數據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空間、時(shí)間不均衡態(tài)勢。在空間上，超過(guò)70%的數據中心分布在東部經(jīng)濟發(fā)達的沿海地區，而風(fēng)能、太陽(yáng)能資源主要集中在西部、北部地區;在時(shí)間上，數據中心在線(xiàn)業(yè)務(wù)的用電高峰為上午和下午時(shí)段，但風(fēng)力發(fā)電的高峰在夜間、太陽(yáng)能發(fā)電的高峰在午間。因此在部署數據中心時(shí)，除了從算力網(wǎng)絡(luò )建設的角度考慮，也應兼顧周邊的能源供應情況，統籌布局算力與電力。
2023年，國家發(fā)展改革委等部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于深入實(shí)施“東數西算”工程 加快構建全國一體化算力網(wǎng)的實(shí)施意見(jiàn)》，明確了“東數西算”工程的建設目標和具體措施。截至6月底，“東數西算”八大國家樞紐節點(diǎn)直接投資超過(guò)435億元，拉動(dòng)投資超過(guò)2000億元，機架總規模超過(guò)195萬(wàn)架，整體上架率達63%左右。“東數西算”工程引導數據中心向西部、北部地區聚集，有助于將算力資源與新能源資源匹配起來(lái)。
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(jìn)一步提速，國家要求做好新形勢下的新能源電量消納工作，提升電力系統對新能源電量的消納能力，確保新能源大規模發(fā)展的同時(shí)保持合理利用水平，推動(dòng)新能源高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，在建設新型電力系統的背景下，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據局聯(lián)合印發(fā)的《加快構建新型電力系統行動(dòng)方案(2024～2027年)》提出，統籌數據中心發(fā)展需求和新能源資源稟賦，科學(xué)整合源荷儲資源，開(kāi)展算力、電力基礎設施協(xié)同規劃布局。
近年來(lái)，高寒地區新能源發(fā)電裝機容量持續高速增長(cháng)，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(wèn)題提供了新的思路，有助于推動(dòng)高寒地區新能源電量消納模式升級。具體而言，可將計算請求密集區域的算力任務(wù)通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò )轉移至高寒地區數據中心執行，并利用高寒地區的新能源為數據中心供電。這一方式將“輸送電力”轉變?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。
建議結合高寒地區電力系統運行特點(diǎn)，就數據中心與電力系統協(xié)同低碳運行調度技術(shù)、算力基礎設施與電力基礎設施協(xié)同規劃方法等內容開(kāi)展研究和項目示范，推動(dòng)高寒地區算力與電力協(xié)同發(fā)展。
高寒氣候有助于數據中心降低能耗
近年來(lái)，國家對數據中心的能耗管理日益嚴格。國家發(fā)展改革委等政府部門(mén)發(fā)布的《數據中心綠色低碳發(fā)展專(zhuān)項行動(dòng)計劃》提出，到2025年年底，全國數據中心布局應更加合理，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%。
數據中心能耗體量巨大且近年來(lái)逐年攀升，其能耗主要集中在計算和制冷需求上。寒冷氣候為數據中心提供了天然冷源，能夠顯著(zhù)降低其制冷負荷，從而大幅降低制冷設備的能耗。相比溫暖或炎熱地區，高寒地區的數據中心普遍具有更低的電能利用效率，更符合國家對數據中心低碳發(fā)展的要求。
8月底，中國移動(dòng)黑龍江公司哈爾濱智算中心投運。該數據中心部署1.8萬(wàn)張人工智能加速卡，可提供6.9EFLOPS(EFLOPS是指每秒進(jìn)行百億億次浮點(diǎn)運算)智能算力，通過(guò)發(fā)揮東北地區的天然冷源優(yōu)勢，實(shí)現平均電能利用效率低至1.2以下。這一事例體現了在高寒地區部署數據中心在降低能耗方面有顯著(zhù)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)
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