“AI的盡頭是算力,算力的盡頭是電力”已成行業流行語。近年來,在國家“東數西算”工程和AI大模型技術應用的雙重驅動下,全國算力產業的用電需求呈現爆發式增長。
隨著以阿里和杭州六小龍等為代表的一批人工智能產業的不斷升溫,據統計,今年以來,浙江算力產業帶來的用電增長已超過20%。
算力“吃電”何解?
浙江作為數字經濟大省,算力帶來的用電增長也沖在前鋒。
據國網浙江電力營銷數據統計,浙江2024年算力產業總耗電量大約是48億千瓦時,同比增長率超過13%,明顯高于浙江去年全社會用電量的增長率9.5%,包括全社會最大負荷增長率7.5%。
一邊是用電量的增長,一邊是對用電高可靠性的要求。數據中心對供電的可靠性和電壓的穩定要求更高,一旦出現電力中斷或波動,將導致計算任務中斷、數據丟失,甚至設備損壞,造成巨大的經濟損失。
據浙江省電力負荷管理中心專家孫鋼介紹,在電力供應方面,針對數據中心,也有一些有別于其它行業的方式。目前,浙江全省各地電網企業都在探索有效的保障手段和措施。
譬如,在技術層面,提升配電自動化水平,提升數據中心配電網絡故障的及時預警和處置能力。在管理層面,嘗試“電算協同”發展路徑,推動數據中心和電網規劃的深度結合,在規劃源頭充分考慮數據中心未來用電的增長空間,引導數據中心配置儲能設備,移動電源備用電源等,與電網做深度耦合和互動,并納入統一管理。在能源結構層面,更多應用綠電,向大自然取電,解決數據中心用能和新能源消納兩大問題。
未來,國網浙江電力還將加強協同布局,針對當前在建大型數據中心做好區域電網、變電站等配套電力設施補強,中遠期需要加強算力基礎設施與核電、海上風電、光伏等清潔能源協同布局,加強算電一體開發,協調數據中心和電力設施兩者在開發流程、投產時序上的差異,避免出現“算力等電”等現象。
AI也能助力節能
對數據中心而言,電力供應是剛需,但節能降耗也同樣重要。
浙江省能源大數據中心專家王彥波介紹,目前用于評價數據中心能源效率的核心指標是PUE(Power Usage Effectiveness,電能利用效率)。PUE值大于1,當它越接近1時,表明IT設備耗電占比越高,如制冷、供配電系統等非IT設備的耗電占比越低,能源利用效率越高。目前浙江省的數據中心平均PUE值是1.57。
PUE的變化受環境、技術、管理等多因素綜合影響,和與IT設備、制冷系統、供配電系統的耗電等都有關。以制冷系統為例,溫濕度等氣候條件和季節變化會直接影響到數據中心的制冷需求。比如浙江的緊水灘綠色數據中心,利用水庫深層的低溫水免費供冷,規劃設計的PUE值可達1.13,阿里仁和數據中心采用巴拿馬電源直流供電方案,功率模塊效率達98.5%,再疊加先進的制冷方式,PUE可達1.09。
與此同時,做好時空“平衡”也非常關鍵。
如“東數西算”在西北等綠電資源豐富的地域布局更多數據中心,實現空間平衡達到降耗。通過配置光伏儲能設備等,數據中心本身也可變成一個可調節負荷的“虛擬電廠”,通過時間上的錯峰平衡,為電網用電高峰期提供柔性支撐。
此外,在阿里云能源行業首席架構師黃振看來,AI不是能耗的負擔,反而是節能的引擎。“GPU是比CPU更加省電和省能的。為什么我們感到電在不斷增長,是因為還沒有徹底由CPU為主的計算模式,轉到以GPU為主的模式。當這個轉變完成之后,反而AI能帶來數據中心的節能。”
提升算力“含綠量”
目前,浙江算力產業用電量占全社會用電量的比重約為1.2%。未來幾年,隨著數字經濟的持續發展,浙江算力需求還將呈現“量級躍升、密度倍增”的趨勢。以大模型為例,訓練單次所需的算力相當于傳統AI任務的數百倍。這背后帶來的電力需求,也會有同步的爆發式增長趨勢,這將對電力供應的穩定性和綠色化提出更高要求。
王彥波認為,在“雙碳”目標推動下,未來算力需求將呈現“總量增長但結構優化”的趨勢。碳排雙控也會倒逼行業變革,促使企業轉向低碳技術。數據中心的發展必然朝著綠色化、低碳化發展,單位算力的“含綠量”會明顯增加。
去年,國家發展改革委、工業和信息化部、國家能源局、國家數據局聯合印發《數據中心綠色低碳發展專項行動計劃》,明確到2025年底,全國數據中心整體上架率不低于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增長10%等一系列目標。
當前,浙江省能源大數據中心已實現對全省183家數據中心的電量、負荷的動態監測。基于這些動態監測數據,電網企業可為數據中心運營主體制定精準負荷調控策略,還可協同重點數據中心開展彈性用能方案制定,優化數據中心的用電模式。
另外,國網浙江電力也在加快推動改建一些變電站,提升杭州未來科技城、寧波北侖工業區等多個算力集群供電能力,110千伏及以上供電的數據中心全部實現雙電源接入的可靠供電。
國網浙江電力也服務數據中心綠電交易,促進碳排雙控。今年,浙江省能源大數據中心支撐浙江省能源局對30余家數據中心開展化石能源消費預算工作,支撐數據中心完成年度總體用能預算指標要求。
今年,國家能源局還提出了國家樞紐節點新建數據中心綠電占比達到80%的目標。
從企業實踐看,“算力-綠電”結合也兼具經濟性和降碳效益。“我們在青海西寧投入機房,因為當地本身綠電占比達95%,從運營成本、投資產品來說,就降了20%至30%,縮短了大概兩到三年的投資回報率。”黃振在采訪中說道。
聯系地址:陜西省西安市北關正街35號方興大廈8樓