你经历过频繁停电吗?
曾经,我国多数地区都存在电力短缺问题,及至80年代,虽然随着电网改造等工作令情况大为改观,但停电仍不少见。即使在90年代电力基建“狂奔”阶段,很多大城市居民也有时不时停电的经历,蜡烛也成了家中的必备品。
但在进入21世纪后,尤其是2008年首个特高压工程投运、2011年全国电力联网基本实现后,对于很多居民来说,停电几乎成为历史。近年来,即使社会用电量持续增长,供电可靠率始终保持在99%以上,虽然2020年后极端天气频现、波动性新能源装机增长一度导致个别地区出现“电荒”,但更多波及的也是工业用户,居民所受影响仍相对较少。
不过,更大的压力正在到来。
AI用电量预计五年翻一番
根据澎湃新闻等媒体的报道,在3月23日的中国发展高层论坛2025年年会上,施耐德电气集团董事会主席兼首席执行官赵国华(Jean-Pascal Tricoire)预测称,AI和数据中心带来的能源需求将在2030年加倍。
无独有偶,在3月20日的彭博新能源财经BNEF首届北京峰会上,彭博新能源财经智能出行分析师吕京弘也认为,我国数据中心用电负荷预计将在2030年翻倍。
实际上,AI浪潮席卷而至的两年多以来,类似的预测已有不少,随着相关产业势头愈发凶猛,对用电量增长的估计也水涨船高。钛媒体梳理了近半年多以来的专家、机构观点,中国的AI用电量五年翻倍是相对较主流的看法。
根据彭博新能源财经的统计分析,2024年我国数据中心用电负荷达到20GW,预计2030年翻倍至40GW后,还会继续保持较高增长,到2035年进一步增至63GW,接近发电大省之一青海省2024年的装机总量。届时,数据中心用电量将达到400TWh,占当年全社会用电量3.2%。“虽然这个数字看起来不大,但考虑到其总体体量,以及数据中心用电在时空上更加紧凑、带来的功率瞬时波动更剧烈等特征,其对电网会带来的影响不容忽视。”吕京弘表示。
图片来自彭博新能源财经BNEF
在上述峰会的一场圆桌讨论上,中国华能集团有限公司能源研究院院长赵勇表示,有更加激进的预测认为到2035年人工智能相关产业在全社会用电量中的占比将增加到10%以上,即使其他行业增长曲线不变,这些都是新增需求,会带来很大压力。他还表示,目前已有专家建议,将人工智能及相关产业纳入高耗能行业范畴,“这样一来,我国的八大高耗能行业也要改称九大高耗能行业了。”
实际上,AI用电量的增加只是一方面,随着“双碳”目标的推进,我国风电、光伏装机正在快速增长,2024年中合计已超过第一大电源煤电的装机量,发电量占比也提升到20%的水平,而新能源受时空因素限制明显,如果储能不到位,就会带来明显的波动性风险。此外,电动汽车、机器人,包括在美国等地愈发红火的加密货币等新兴产业、技术都在增加着电耗。与此同时,这些新增电耗也对降低碳排放、应对气候变化形成明显压力。
当然,根据中国科学技术信息研究所人工智能中心副主任李修全的看法,在我国当前的供电体系下,至少短期内无需担心“缺电”问题,但他也同时提到,未来大规模智能化时代到来后,如何解决能源需求总体上的激增是重要课题。
如何解决电力、算力协同问题?
如何降低数据中心对电网和电力带来的压力呢?
吕京弘认为,首先需要考虑的是数据中心的选址问题,“位置决定一切”,她表示。
目前,在“东数西算”格局下,我国八大国家算力枢纽多处于年均气温相对较低的西部省份,具备风冷等资源优势,有利于缓解用电压力,而且,当地大多风光资源较为充沛、新能源装机可观,绿色电力的供应也同时有益于降低碳排放。
复旦大学大数据研究院副院长、能源经济与战略研究中心主任吴力波也曾在一次演讲中表示,在算力需求大比例增加之际,需要高度关注电力和算力的协调、地区间的平衡发展。她表示,根据国家对算力资源的部署,西部地区未来会成为新的数据中心热点,但就目前来看,“东数西算”还面临传输成本高、数据实时训练延迟和安全保障不足等问题,而东部沿海省份算力需求增速极快,还是造成了数据中心地区间分布的不均衡,而这些AI产业集中度高的地区本身电力排放结构(新能源发电占比等)就不乐观,未来碳排放双控的压力会更大。
她认为,要同时满足AI用电需求和“双碳”发展目标,我们就应加大绿色算力供应,除了空间布局上的调整,还可以考虑依据时间特征进行系统优化,协同算力曲线和新能源发电的电力曲线,让二者的峰谷特征更好匹配、实时响应。
对绿色算力,吕京弘还建议,未来应加大相关产业对各类配套清洁技术的使用,同时提升数据中心的绿电采购比例。她指出,在风电、光伏等波动性新能源尚无法全面满足数据中心对稳定、持续、可靠的电力供应的要求时,绿电采购仍是该行业最主要的减碳方式。
不过,她也同时指出,AI产业正在快速发展,AI用电的发展仍面临很多未知数,比如GPU能效提升是否会实现突破,数据中心利用率是否会大幅提升,储能技术、算法的进一步发展趋势等。
赵国华即认为,相比于AI需求在能源结构中占比的增加,其对包括电力系统在内各领域带来的约30%的效率提升更为可观。
值得一提的是,近来我国相关政策也在持续推出。2024年7月,《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》出台,强调“推动数据中心绿色低碳发展,加快节能降碳改造和用能设备更新,支撑完成‘十四五’能耗强度降低约束性指标”,并分别设定了到2025年底和2030年底,全国数据中心布局、平均电能利用效率、可再生能源利用率、平均单位算力能效和碳效等指标。今年1月1日正式发布的《国家数据基础设施建设指引》中亦明确提出,鼓励绿电资源富集区域建设高能效数据中心。今年3月18日,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、商务部、国家数据局联合印发《关于促进可再生能源绿色电力证书市场高质量发展的意见》,强调加快提升数据中心等重点用能单位和行业的绿色电力消费比例,到2030年原则上不低于全国可再生能源电力总量消纳责任权重平均水平;国家枢纽节点新建数据中心绿色电力消费比例在80%基础上进一步提升。(本文首发于钛媒体APP,作者|胡珈萌,编辑|刘洋雪)