中国电力总量充足但局部卡点凸显,AI数据中心如何实现算电协同?

随着AI算力需求激增,中国电力总量虽居全球前列,但局部枢纽的电力、土地和通道资源已趋饱和。阿里云王朝阳指出,关键在于解决电与算力的协同问题,通过柔性调度和绿色转型推动数据中心向高效能、低能耗方向发展。

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近年来,人工智能(AI)技术的迅猛发展引发了全社会对能源消耗的关注。尽管中国电力总量位居世界前列,但"缺电"这一认知仍广泛存在。对此,阿里云全球数据中心总经理王朝阳在一次访谈中明确指出:中国不缺电力总量,缺的是将电力与算力有效协同的能力。

一、总量充足但结构错配

根据国家统计局数据,2025年中国发电量达到10.57万亿千瓦时,超过美国、欧洲和日本三国总和的1.24倍。然而,电力资源的分布并不均衡。数据中心并非均匀分布,而是集中在特定区域,如乌兰察布等地。这些地区虽然拥有丰富的绿电资源和优越的地理条件,但一旦算力负荷达到极限,就难以再进行扩展。这种局部供需失衡的现象,使得即使全国电力供应充足,某些关键节点仍面临"卡脖子"风险。

二、数据中心的柔性潜力

传统观念认为,数据中心是刚性负荷,必须全天候运行以确保服务连续性。但王朝阳提出,数据中心实际上具有高度的柔性。通过储能系统、备用电源以及任务调度机制,可以在电力紧张时段将部分计算任务转移至其他机房或延后执行。不过,这种柔性操作需要建立在零风险的基础上,因为数据中心作为关键基础设施,任何故障都可能导致严重的后果。

三、单位算力能源成本持续攀升

尽管电力成本仅占AI总成本的约10%,但如果单独计算基础设施部分,电力占比可高达60%。随着芯片和服务器技术的进步,单位算力的成本呈下降趋势;然而,能源升级带来的成本却在不断上升。这意味着,未来单位算力的能源账单将持续增加,这对数据中心运营商来说是一个长期挑战。

四、算电协同的解决方案

为应对上述挑战,中国正在推进"东数西算"工程,将高耗能算力任务部署到能源资源更充裕的西部地区。同时,液冷散热技术、绿色电力采购以及大模型压缩优化等措施也在逐步普及。此外,政策鼓励算力作为可调节负荷参与电网互动,在新能源大发时多进行训练任务,在负荷高峰时迁移轻量级任务,从而提高绿电消纳率并降低对主网的压力。

五、未来展望

随着AI技术的进一步发展,电力需求将继续增长。预计到2030年,中国算力中心用电量可能达到4000亿至7000亿千瓦时,占全社会用电的3%至5%。为了实现可持续发展,需要在技术创新、政策引导和社会共识三个方面共同努力,推动AI产业向更加节能、高效的模式转变。

能源成本趋势

图1展示了2025年中国发电量约为10.57万亿千瓦时,远超美欧日三国总和的8.53万亿千瓦时,直观地反映了中国电力总量的优势。

图2显示了单位算力能源成本指数与技术降本指数的变化趋势,表明尽管技术进步降低了算力成本,但能源成本仍在持续上升,形成剪刀差效应。

源网荷储协同示意图

图3描绘了发电侧、电网侧和负荷侧通过AI调度运营中枢实现动态平衡和全局最优成本的协同机制。

图4展示了AI技术在多个领域的广泛应用,突显了其对电力需求的深远影响。

图5展现了电力基础设施建设的场景,强调了电网升级对于支撑AI发展的重要性。