中国工业报记者   孟凡君

当前，算力发展已经成为大国博弈主战场，作为算力核心基础设施——数据中心的绿色化、高效化、普惠化成为新的要求。北京理工大学机械与车辆学院副教授王永真认为，现代人类社会发展的基本要素包括物质、能源、信息，其中“信息”已与能源并列为经济社会发展的核心生产要素，而“算力-电力-热力”协同作为新时代电力、算力高质量发展的必由之路，必将推动一场深刻的系统性变革。

“算力-电力-热力”协同要以信息视角、系统思维、跨界创新赋能数据中心能效治理，不仅关系碳中和下新型电力系统建设，而且更加关系数字经济新质生产力高质量发展。国网能源研究院有限公司副总经理（副院长）单葆国表示，“算力-电力-热力”协同是未来重要发展方向，将数据中心从传统的电网负荷重塑为促进新能源消纳的灵活调节负荷。

6月16日，在“节能降碳服务进企业”暨零碳算力设施对接推广交流活动上，王永真强调，加快实现“电力-算力-热力”海量泛在、高效调度、绿色低碳、灵活供给、服务智能，对数字经济高质量发展意义重大。但是，未来的梦想很美好，目前的现实很骨感，我国“算力-电力-热力”协同遇到的问题是规模化落地难，因此“算力-电力-热力”协同要加快从“设备供应方”向“多链条解决方案服务商”转变。他认为，“电力瓦特”绿电消费、综合能效、安全可靠的绿能，支撑“算力比特”绿色发展、高可靠性、普惠共享。

我国算力调度“一张网”、算力监测“一本账”。中国移动集团有限公司计划建设部项目经理韩冠军的观点是，打造绿色高质量算力网络，将绿色节能与降本增效融合推进，加快技术装备升级、管理运维提升、信息支撑完善。一是深化机房焕新行动，塑造节能“新肌体”。二是拓展绿色能源渠道，增加洁能“新血液”。三是提升AI信息化水平，构建赋能“新大脑”。四是打造绿智算力标杆，形成高质量“新示范”。

       节能降碳工作正在迈入新的发展阶段

当今世界格局加速演变，新一轮科技革命和产业变革深入推进，全球能源发展加快迈向绿色低碳转型。单葆国认为，应对气候变化是世界各国面对的共同挑战。一是大力发展新能源是破解我国能源转型问题的出路。二是新能源发展进入全面市场化新阶段。三是通过市场化改革优化新能源消纳配置。四是推动新能源集成融合发展拓展消纳空间。五是发展新模式新业态促进新能源就近消纳。六是国家提出关于绿电直连、零碳园区及重点行业绿电消费及零碳园区考核要求。七是国家出台《碳达峰碳中和综合评价考核办法》构建“5+9”指标体系。

绿色发展是我国经济高质量发展的底色。单葆国认为，实现碳达峰碳中和离不开能源转型的支撑，而新能源高效消纳、储能技术规模化应用，正是能源变革的关键。目前，我国新能源发展特点及态势：一是新能源稳居装机主体地位，光伏装机增速快于风电装机。二是新能源发电量持续提升，成为全社会用电量增量的贡献主体。三是新能源利用率保持较高水平，但下滑趋势明显。四是市场对新能源结构布局及发展模式形成有效引导。五是绿电直连将促进新能源消纳，有效降低用电成本。六是国家电网出台十项举措服务新能源高质量发展。

打造绿色高质量算力网络，由于受技术能力、运行机制、管理手段等约束，当前仍存在诸多局限，有待技术突破、加强协同或达成共识。韩冠军表示，“算电协同”已被写进《政府工作报告》，但业内落实“算电协同”有若干方向：一是能源供给协同布局、绿电直连、绿电长协。二是配合电网调度的算力业务迁移、需求侧响应、虚拟电厂。三是供电装备的SST-800VDC、算电岛。四是利用算力及AI手段的“以算促电”。但是，“算电协同”首当其冲应该解决“算力飞速发展带来的新增耗电”与“能源结构绿色化转型”的矛盾。

“十四五”以来，我国新能源与储能产业发展成效显著，但伴随新能源占比持续提升，新型电力系统建设仍面临诸多挑战，亟需在新能源融合发展、电网灵活调节、电力市场机制等领域持续攻坚。北京市经济和信息化局节能处处长胡倩表示，站在“十五五”新征程起航的关键节点，节能降碳工作正在迈入新的发展阶段，从理念共识走向全面实践、从重点突破转向系统推进、从政策驱动迈向市场主导。“截止目前，北京已入选国家绿色算力设施共有20个。”北京市经济和信息化局节能处处长干部高郑州说。                   

       打造“绿”和“智”先进示范标杆

当前，数字经济下海量的数据需要感知、存储、加密、传输、调用、计算以及交易，数据中心不知不觉已成为“无烟囱的电老虎”。王永真分析，由于（电力侧）火电占比高、（算力侧）功耗比差、（冷力侧）PUE大，导致数据中心单位算力碳排高。中国特色的“算力-电力-热力”协同之路，即新增的“绿色瓦特”赋能“劣势比特”未来在局部区域增速很快，但局部地区数据中心用电占比早已超过10%。“我国算力设施任务量增加导致电力需求在全社会占比显著提高，2040年占比将超过10%。”王永真表示。

全球范围内，算力的核心基础设施是数据中心，其用电量呈现以每年大于15%的速度快速增长，我国“算力-电力-热力”协同起步晚、速度快。韩冠军认为，由于电→多源异质、算→多元异构、智→多模广域，具体层次还在丰富、细分，产业链还在上下延伸。尽管“能碳”贯穿其中，但不同主体对“能碳”的诉求与期望不一，该承担的职责与任务不明，上下协同困难，导致算力中心“能碳”先天配置、可控范围、调控能力、实施效果差别较大。“算力的电力画像，可以清晰显示出用电量监测及波动性。”王永真表示。

全生命周期看，算力设施“运营”阶段排放大于“制造”阶段，需要结合节能低碳与绿电、绿证等减碳措施，实现算力设施的可持续发展。王永真分析，以单体算力设施为规划调度结果表明，“算力-电力-热力”协同运作模式比原始方案能够降低该算力设施23.2%的碳排放、16.9%的能耗及21.3%的经济成本，而且耦合度越高，综合效益越大。“青海省全面推动绿色生产力发展，引入绿色元素，打造绿色算力产业，实现100%清洁能源供电，每一度风、光、水电精准溯源。”中国电信股份有效公司青海分公司项目经理赵隆科说。

韩冠军认为，推进统筹购电、优化绿电直连、探索协同互济，能源供给侧存在优惠电价、可靠供电、绿色电力的“不可能三角”。中国移动集团有限公司计划建设部项目经理韩冠军介绍，中国移动提出“1240绿智算力园区”是落实高质量发展要求，针对“AI+”发展和算力网络部署，推动重点数据中心向“绿智算力园区”升级，打造“绿”和“智”先进示范标杆。同时，中国移动通过数智赋能、装备焕新、绿电消纳、精细运作等举措，实现能源、资源、算力的集约协同配置与充分高效利用，但在现实当中是更为复杂的是协同界面和业务分工。

               让数据中心安全响应

AI驱动世界范式逐步由小模型时代“因果分析”走向大模型时代“相关分析”，即数字化1.0到3.0一切都在数字化，包括数据、算法、算力等多类场景驱动多元“数据”业务和“云、边、端”算力爆发式增长。王永真分析，当下，我国“算力-电力-热力”协同实践遇到的问题阻碍了其规模化发展，其中共性问题包括“多主体壁垒、算力画像、算力定价、驱动力不足”等问题。一是跨区域型“算力-电力-热力”协同规模小、体量少、跨主体问题。二是绿电直连型“算电协同”绿电占比低问题，难以有效覆盖电力成本，项目实施缺乏经济驱动力。三是面向“算力-电力-热力”协同安全热控不敢调、不能调等真假灵活性问题。他强调，“算力-电力-热力”协同赋予数据中心多元柔性资源参与新能源电网多级响应的可调能力和价值。

算力综合能源可分为宏观、介观、微观算力综合能源系统，现有研究多集中在宏观和介观的场景边界，微观研究不足。王永真表示，受数据中心上架率、利用率、地域特征以及供需动态关系多重不确定性影响，现有自上而下的方式统计所得的用电量统计结果呈现差异大、不确定性大的问题。目前，我国数据中心能耗统计形成了自上而下和自下而上相结合的用电量监测新方法，即以自下而上方法获得细致结构信息，以自上而下统计作为总量约束，通过反复校准、比对和修正，使微观估算与宏观统计在数值上逐步趋于一致。

“算力-电力-热力”协同的底座是“算冷全栈的热控”，而“算力-电力-热力”协同有多维目标价值，其中“算力-电力-热力”协同的基础理念，即算力设施要从“单纯的消费者”向“灵活的产销者”转变。王永真认为，“算力-电力-热力”一体化、高质量协同设计及调度仿真回归市场第一性原理，即实现经济性1+1>2。“碳引导下的区域级‘算力-电力-热力’协同，在（宏观）多级电力市场的充分经济激励及‘算力-电力-热力’协同充分响应下，让数据中心安全响应。”王永真强调。

事实上，“算力-电力-热力”协同存在时间和空间上的错配，引发跨区域“算力-电力-热力”协同巨大潜力场景，因此“算力-电力-热力”协同落地要基于多元灵活性的一体化优化设计。王永真认为，针对算力园区条块化设计运营“高算力、大能耗、强散热”背景需求，目前“算力、电力、热力”协同依旧存在多能源耦合设计“慢”、多元灵活性互动“僵”、大散热有效调控“险”等技术难点，必须在设计协同、运行协同、市场协同方面，创新突破“多尺度综合能耗快速模拟、多元灵活柔性调节、宽温域散热稳定可靠保障”等关键技术，共筑“算力-电力-热力”协同行业发展，最终实现能源强国、网络强国、算力强国。