自智能聊天机器人ChatGPT发布以来，全世界对人工智能的关注持续升温。我国的云计算和人工智能科技公司迅速跟进，文本、图像等多媒体生成式人工智能进入规模化应用时代，“人工智能+”首次被写入《政府工作报告》，相关支持政策文件相继印发，各地争相布局算力产业，智能算力需求呈现快速增长态势。算力发展提速带来巨大的用电需求，数据中心负荷呈井喷式增长。

电力需求旺盛 绿电占比提升

据工信部统计，截至2023年年底，我国在用数据中心标准机架超过810万架，算力总规模达到230EFlops（23000亿亿次浮点运算/秒），是2020年的3倍，居全球第二位，算力总规模近5年年均增速近30%。

算力崛起催生旺盛电力需求，数据中心高能耗特性日益凸显。进入“十四五”以来，图片、视频存储等通用算力需求快速增长，推动数据中心用电量年均增速超过15%。据《2022—2023全球计算力指数评估报告》分析，人工智能大语言模型GPT-3一次训练的耗电量为128.7万千瓦时，相当于我国约430个家庭一整年的生活用电量。而GPT-4的能耗是上一代的40倍以上。人工智能的规模化应用推动了数据中心电力需求井喷式增长，当前全国数据中心用电量占全社会用电量比重约为1.6%。

兼顾碳排放双控要求和新型电力系统发展，数据中心绿电需求增长趋势明显。我国已经将数据中心等八大传统高耗能、高污染行业纳入重点推进节能降碳领域。一方面，我国明确提出到2025年年底，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%，考虑到截至2023年年底我国数据中心绿电使用率约22%，“双碳”目标下数据中心需要大幅提升绿色能源使用比例。另一方面，我国可再生能源装机占全国发电总装机已超过50%，可再生能源发电量接近全社会用电量的三分之一，随着新型电力系统建设推进，新能源逐渐由容量主体发展为电量主体，供需双方作用下数据中心绿电需求增长潜力巨大，用能结构中绿电占比将持续快速提升。

局部用电集聚 加大保供压力

人工智能逐渐步入规模化应用阶段，推动数据中心用电需求不断攀升。根据发展目标，预计今明两年算力总规模年均增长14.2%，全国数据中心用电量年均增长约290亿～469亿千瓦时，到2025年将达到2053亿~2412亿千瓦时，用电量年均增速约18.0%～27.9%，占全社会总用电量比重将提升至2.0%～2.3%，接近金属制品行业用电量规模。

数据中心呈现区域集聚化发展态势，局部地区电力基础设施建设面临压力。随着“东数西算”工程建设，预计东部数据中心用电量比重逐步下降，中西部数据中心增速将高于东部。西部数据中心与新能源选址整体耦合，但局部方案、具体设计落地时并非完全匹配。电力基础设施建设工程点多面广、建设周期长，局部地区爆发式增长的数据中心电力需求将给电力保供和输配电设施建设带来较大压力，大量数据中心项目密集并网可能导致电网接入资源紧张。

数据中心对电源稳定性要求极高，与风光发电波动性大、利用小时数低的特性存在结构性矛盾。河北、甘肃、宁夏等“东数西算”国家数据中心集群所在省份新能源装机占比已超过50%，新能源大发与用电负荷季节性错配、时段性错配越来越明显，夏季“极热无风”、晚峰“日落无光”，导致新能源出力严重受阻，影响发电能力。

算力电力协同 绿色低碳发展

加强算力和电力发展规划衔接，统筹兼顾绿色数据中心建设和本地风光绿电消纳。一方面，加强政府、企业、电网等多方沟通协作，科学研判算力发展规模、类型及用电需求，滚动完善数据中心集群所在地能源电力发展规划，适度超前做好新能源场址预留和电网规划建设，结合数据中心用电负荷增长爬坡特性，制定满足近远期发展的供电方案，满足数据中心全生命周期绿色供能需求。另一方面，因地制宜开展可再生能源与算力资源融合开发，提升枢纽节点布局与新能源发展规划匹配度，引导数据中心集群向可再生能源资源富集地区布局，依据地区资源禀赋发掘分布式能源、自然冷源等供能新模式，提升本地风光绿电消纳能力。大力发展低成本、高安全、大容量的长时储能技术，满足数据中心供电可靠性需求。

挖掘数据中心集群灵活调节潜力，助力电力供需协同和新型电力系统建设。数据中心是可以不依赖电网而实现电力负荷瞬时转移的新型负荷，同时具备时间、空间调节潜力，可在价格信号的引导下进行数据中心电力负荷的时空转移，实现“算力-电力”跨区协同，能够为高比例新能源电力系统的运行优化创造更大的调峰空间。推动数据中心与电力系统协同调度，支持数据中心直接参与或通过虚拟电厂、负荷聚合商、数据中心运营商参与电力市场和需求侧响应，用电力市场信号引导数据中心用户灵活调度算力负载执行时间、地点，增加电力系统灵活性，促进新能源消纳，降低数据中心用能成本和碳排放。

完善数据中心参与绿电市场、碳市场、绿证市场的机制，助力数据中心低碳发展。推动更多新能源电力进入市场，积极引导数据中心参与绿电、绿证交易，鼓励发用双方签订多年长周期绿色电力购买协议，为数据中心等绿电需求量大的用户提前锁定绿电供应。加快推动跨省区绿电、绿证交易，扩大跨省区绿色电力供给，满足跨省区绿色电力消费需求。推进“碳-电”市场协同，推进绿证与全国碳排放权交易机制、温室气体自愿减排交易机制的衔接协调。统筹考虑数据中心电能利用效率、绿电消费等情况，制定数据中心碳排放水平评价标准和方法，科学合理控制新上项目的能耗与碳排放强度，强化碳排放评价事中事后监管，推动数据中心绿色低碳高质量发展。

（作者：岳昊 武冰清，单位：国网冀北电力有限公司经济技术研究院）