算力是数字经济发展的“底座”。当前,我国算力总规模居世界前列。大规模算力发展需要消耗大量能源。电力作为数字经济的基础能源,其稳定、高效、绿色供应是保障算力顺畅运行的关键。
近年来,国家发展**委等****发布了《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》等文件,均涉及数据中心的能源供给内容,提出建设绿色数据中心。在我国西部、北部高寒地区推动算力与电力协同发展有助于促进新能源电量消纳、降低数据中心能耗。
算力资源和新能源分布存在时空错配关系
数据中心存储和处理海量数据,其服务器、存储设备等主要设备及冷却、不间断电源等辅助设备消耗大量电能。加快推进数据中心节能减排势在必行,提升数据中心绿电使用比例至关重要。
算力资源与新能源资源分布呈现空间、时间不均衡态势。在空间上,超过70%的数据中心分布在东部经济发达的沿海地区,而风能、太阳能资源主要集中在西部、北部地区;在时间上,数据中心在线业务的用电高峰为上午和下午时段,但风力发电的高峰在夜间、太阳能发电的高峰在午间。因此在部署数据中心时,除了从算力网络建设的角度考虑,也应兼顾周边的能源供应情况,统筹布局算力与电力。
2023年,国家发展**委等部门联合发布了《关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》,明确了“东数西算”工程的建设目标和具体措施。截至6月底,“东数西算”八大国家枢纽节点直接投资超过435亿元,拉动投资超过2000亿元,机架总规模超过195万架,整体上架率达63%左右。“东数西算”工程引导数据中心向西部、北部地区聚集,有助于将算力资源与新能源资源匹配起来。
算力与电力协同发展助力新能源消纳
伴随我国新能源发展进一步提速,国家要求做好新形势下的新能源电量消纳工作,提升电力系统对新能源电量的消纳能力,确保新能源大规模发展的同时保持合理利用水平,推动新能源高质量发展。同时,在建设新型电力系统的背景下,国家对于算力与电力低碳协同发展作出部署。7月份,国家发展**委、国家能源局和国家数据局联合印发的《加快构建新型电力系统行动方案(2024~2027年)》提出,统筹数据中心发展需求和新能源资源禀赋,科学整合源荷储资源,开展算力、电力基础设施协同规划布局。
近年来,高寒地区新能源发电装机容量持续高速增长,然而本地消纳和外送能力有限。算力与电力协同发展为解决这一问题提供了新的思路,有助于推动高寒地区新能源电量消纳模式升级。具体而言,可将计算请求密集区域的算力任务通过信息网络转移至高寒地区数据中心执行,并利用高寒地区的新能源为数据中心供电。这一方式将“输送电力”转变为“输送算力”,不仅缓解了电网的输电压力,也提升了新能源电量消纳水平。
建议结合高寒地区电力系统运行特点,就数据中心与电力系统协同低碳运行调度技术、算力基础设施与电力基础设施协同规划方法等内容开展研究和项目示范,推动高寒地区算力与电力协同发展。
高寒气候有助于数据中心降低能耗
近年来,国家对数据中心的能耗管理日益严格。国家发展**委等****发布的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》提出,到2025年年底,全国数据中心布局应更加合理,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提升10%。
数据中心能耗体量巨大且近年来逐年攀升,其能耗主要集中在计算和制冷需求上。寒冷气候为数据中心提供了天然冷源,能够***降低其制冷负荷,从而大幅降**冷设备的能耗。相比温暖或炎热地区,高寒地区的数据中心普遍具有更低的电能利用效率,更符合国家对数据中心低碳发展的要求。
8月底,中国移动黑龙江公司哈尔滨智算中心投运。该数据中心部署1.8万张人工智能加速卡,可提供6.9EFLOPS(EFLOPS是指每秒进行百亿亿次浮点运算)智能算力,通过发挥东北地区的天然冷源优势,实现平均电能利用效率低至1.2以下。这一事例体现了在高寒地区部署数据中心在降低能耗方面有***优势。