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“绿化”算力:跨越电费障碍,驱动数字经济与“双碳”同行

在当今数字化时代,算力已成为推动社会进步和经济发展的核心力量。然而,一个关键问题也随之而来:算力的蓬勃发展是否会最终被电费所束缚?面对这一挑战,整个数据中心行业乃至算力产业都在积极探寻一条在实现 “快发展” 的同时,达成 “碳中和” 的可持续发展之路。

算力增长与电费困局

(一)算力规模扩张的双面效应

随着数字经济及信息技术发展,算力愈发重要。我国算力总规模近五年年均增速近 30%,然而其发展背后电力需求急剧攀升。据国际能源署预测,全球数据中心的用电量将从 2022 年的 460 太瓦时飙升至 2026 年的 1050 太瓦时,四年内翻倍。

今年以来,我国人工智能技术快速发展,智能算力规模加速增长,算力用电也快速增加。如京津冀算力枢纽张家口,已建成 29 项大数据中心项目,累计投运服务器超 150 万台。今年 1-7 月用电量超 33 亿千瓦时,同比增幅达 31.4% 创历史新高。“东数西算”工程实施后,全国数据中心耗电量及占全社会用电量比重逐年上升,AI训练中服务器运行及散热能耗巨大。

(二)行业警示敲响电费警钟

诸多行业大咖纷纷发声,对算力发展中的电力消耗问题表示担忧。英伟达的黄仁勋、特斯拉的埃隆·马斯克、华为的何波等,都从不同角度指出AI算力发展对能源的巨大需求,电费问题已成为算力产业发展的重大阻碍。

绿色算力:破题之钥

(一)绿色算力的内涵与价值

在电费难题的笼罩下,绿色算力概念应运而生。其从算力芯片到数据中心全方位以绿色低碳为导向,借助绿色技术构建的算力基础设施,对培育新质生产力、壮大数字经济、践行“双碳”战略意义重大,是行业发展的新趋势。

(二)政策东风助力绿色转型

国家积极布局,通过“东数西算”、全国一体化算力网络等战略规划,为绿色算力发展提供了战略框架。国务院发布的节能降碳行动方案助力数据中心节能改造,如 7 月 23 日,国家发展改革委等四部门联合印发的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》明确,到 2025 年底,全国数据中心布局更加合理,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。

(三)智算中心的绿色实践路径

1. 能源管理全方位布局

智算中心作为算力的重要载体,在“绿化”进程中承担着关键责任。其能源建设的管理策略涵盖能源需求评估、绿色能源利用、能源效率优化、设备能耗监控、能源安全管理、应急预案制定、能源成本控制以及持续改进与评估等多个方面,以确保智算中心的能源供应稳定、高效、安全、环保。

2. 技术创新驱动节能降碳

❍ 先进制冷技术降低散热能耗:在能源需求侧,智算中心可以采用液冷、高压离心式变频水冷、封闭冷通道等先进制冷技术,其中主流液冷技术已覆盖风液冷混合、冷板液冷、浸没式液冷、喷淋式液冷等领域,其中冷板式技术更为成熟并已实现规模化商用。如全球运营商最大单体智算中心 —— 中国移动智算中心(呼和浩特)运用冷板液冷技术,一年按目前的负荷,能够节约电 1719 万度,节省电费 619 万元,其 PUE 能降到 1.15。

❍ 绿色电力利用实现源头减排:在能源供应侧,使用绿色电力,从根本上实现节能降碳。在“东数西算”地区,借助当地“绿电 + 冷能”资源,构建一体化能源供给体系,实现绿电直供,提高绿电消费比例,降低成本,充分利用自然冷源,从源头上减少碳排放。如我国首个商用海底数据中心,相较于同等规模的陆地传统数据中心,每年能节省用电 1.22 亿千瓦时、节省建设用地面积 6.8 万平方米、节省淡水 10.5 万吨。

❍ 算电协同提升能源利用效率:算电协同机制如同“智慧大脑”,协调算力与电力的关系。通过提升电网智能化水平、增加新能源比例,鼓励储能设施部署和错峰用电,借助市场机制,提高数据中心能源利用效率和清洁能源占比。

行业成果与企业担当

(一)政策推动下的行业积极进展

我国推动数据中心应用绿色技术成果显著,绿电、绿证市场完善,众多省份数据中心积极购买绿电,如南方五省区(广东、广西、云南、贵州、海南)2024 年 1-5 月绿电绿证交易量突破 138 亿千瓦时,超去年全年规模。全国范围内,多批国家绿色数据中心遴选见证了PUE值下降、年节电量提升、可再生能源电力利用率提高,中西部地区绿色数据中心发展迅猛。

(二)运营商的绿色标杆示范

运营商在绿色算力建设中引领作用明显。中国移动多个智算中心项目在液冷技术应用、绿色数据中心建设、资源优势利用等方面成绩突出;中国电信(国家)数字青海绿色大数据中心成为全国首个 100% 清洁能源可溯源绿色大数据中心,其 PUE 值达到 1.2 以下;中国联通(怀来)大数据创新产业园在利用自然冷量等方面表现卓越。

(三)企业多元创新共筑绿色算力

众多企业积极参与,华为iCooling@AI能效调优解决方案、中兴通讯液冷服务器方案、超聚变液冷规模商用、联想海神温水水冷技术及万全异构智算平台等各具特色,助力绿色算力发展。

展望未来:绿色算力的可持续发展之路

绿色算力发展涉及众多企业主体,虽已取得一定成果,但仍面临技术突破、成本降低、区域资源差异协调等挑战。随着全社会对可持续发展重视及技术进步,绿色算力必将成为主流趋势。通过政府、企业和社会各方的共同努力,不断优化算力基础设施,提高能源利用效率,扩大绿色能源应用范围,实现算力产业与环境和谐共生,为全球可持续发展做贡献。如到 2025 年底计划实现算力电力双向协同机制初步形成,国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过 80% 等。文章转载自“绿化”算力:跨越电费障碍,驱动数字经济与“双碳”同行

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