中國儲能網(wǎng)訊：當(dāng)下，以ChatGPT為代表的通用人工智能（AGI）技術(shù)快速發(fā)展，推動以數(shù)據(jù)中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入以“大模型”為代表的“2.0”時(shí)代。這一時(shí)代的典型特征是算力需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢，算力基礎(chǔ)設(shè)施得到空前發(fā)展。根據(jù)行業(yè)預(yù)測，作為一個超級用電大戶，未來幾年我國算力基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的年用電量也將猛增至萬億千瓦時(shí)以上。
然而在全球能源轉(zhuǎn)型和中國“雙碳”目標(biāo)背景下，數(shù)據(jù)中心作為最主要的算力基礎(chǔ)設(shè)施，其巨量的用電需求與低效、冗余的傳統(tǒng)能源電力供給系統(tǒng)之間的矛盾也日益凸顯。該如何解？《中國能源報(bào)》記者在采訪中了解到，近期算力基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)正趨于達(dá)成一個共識，那就是通過推動數(shù)據(jù)中心用電“綠色直流化”，將數(shù)據(jù)中心從單一的用能單元轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦湍茉聪到y(tǒng)的重要柔性資源。
從行業(yè)實(shí)踐上看，相關(guān)示范項(xiàng)目已經(jīng)呈現(xiàn)出多點(diǎn)開花之勢。值得注意的是，近期，中國電氣裝備集團(tuán)綠能公司、清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院和科創(chuàng)型數(shù)字新基建龍頭企業(yè)——世紀(jì)互聯(lián)等機(jī)構(gòu)正籌備發(fā)起一個跨界協(xié)同的聯(lián)合創(chuàng)新組織——“中國綠色直流數(shù)據(jù)中心百人會”，以推動綠色直流數(shù)據(jù)中心建設(shè)為宗旨，從理念普及、核心裝備研發(fā)以及基于算力負(fù)荷的“源網(wǎng)荷儲”聯(lián)合等方面推動新一代數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的全鏈協(xié)同創(chuàng)新。
“大模型”推動大發(fā)展
未來年度用電規(guī)模可超萬億千瓦時(shí)
“伴隨著大模型時(shí)代的到來，未來五年，我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的算力每年將至少實(shí)現(xiàn)60%的增長；未來十年，更有望達(dá)到每180天翻一番，呈現(xiàn)出指數(shù)型增長態(tài)勢?！笔兰o(jì)互聯(lián)創(chuàng)始人、董事長陳升在近日北京召開的“中國綠色直流數(shù)據(jù)中心百人會（籌）”啟動會（以下簡稱“啟動會”）上說。
據(jù)預(yù)計(jì)，按照這一發(fā)展態(tài)勢，在“十五五”到“十六五”期間，我國算力基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的年用電規(guī)模將超過1萬億千瓦時(shí)。這其中，最主要服務(wù)的就是滿足AGI的增長需要。
當(dāng)下，在“碳中和”成為全球共識的大背景下，能源電力系統(tǒng)的安全高效、綠色低碳轉(zhuǎn)型，以及數(shù)字化、智能化創(chuàng)新，已經(jīng)成為大勢所趨。而AGI作為大模型“百模千態(tài)”中的一態(tài)，重塑算力基礎(chǔ)設(shè)施新形態(tài)的同時(shí)，也被視為大模型和能源電力、新型電力系統(tǒng)深度結(jié)合的超級應(yīng)用場景。
基于這一背景，綠色直流數(shù)據(jù)中心被寄予了厚望。“要支撐算力基礎(chǔ)設(shè)施指數(shù)型增長的用能需求，我們就需要積極轉(zhuǎn)型，進(jìn)入到綠色直流領(lǐng)域，進(jìn)入到新型電力系統(tǒng)，讓數(shù)據(jù)中心成為電網(wǎng)的一個友好型的負(fù)荷者和貢獻(xiàn)者，而不僅僅是一個用戶。”陳升說。
大量資產(chǎn)面臨閑置
能源供給系統(tǒng)亟待重構(gòu)
那么，數(shù)據(jù)中心為什么需要“綠色直流”？
世紀(jì)互聯(lián)能源創(chuàng)新事業(yè)部總經(jīng)理鮑益在接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)介紹，數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有電力供給模式正面臨能耗指標(biāo)要求趨嚴(yán)、電力成本持續(xù)增加、電力設(shè)施投資高利用率低、電力擴(kuò)容流程越來越難以匹配算力快速增長的需求等諸多痛點(diǎn)?！半S著算力的爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冗余、低效的能源供給模式可能會成為制約其發(fā)展的核心壁壘?！?
測算顯示，若按每年1萬億度耗電量計(jì)算，按照現(xiàn)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全國數(shù)據(jù)中心的用電負(fù)荷功率有可能會超過上億千瓦，需要配置的變壓器容量可能得超過3億千伏安，但考慮全國數(shù)據(jù)中心平均上架率不足60%，這樣一來就可能有接近2億千伏安的變電容量將是常年閑置的。另外，數(shù)據(jù)中心必須標(biāo)配的應(yīng)急電源——柴油發(fā)電機(jī)和UPS蓄電池裝機(jī)容量合計(jì)將超過2億-3億千瓦，但實(shí)際上這些日常都是閑置資產(chǎn)。
“理論上這些資產(chǎn)都能夠?yàn)殡娋W(wǎng)所用，是非?？捎^的調(diào)節(jié)資源，可以大大緩解高峰時(shí)刻電網(wǎng)的供電壓力。”鮑益說，癥結(jié)就在于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心只是一個單一的用電大戶。“通過建設(shè)綠色直流數(shù)據(jù)中心，打造源網(wǎng)荷儲一體化，就可以首先實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心區(qū)域用電的‘自治’，然后是柔性靈活，必要時(shí)通過虛擬電廠為電網(wǎng)提供各類輔助服務(wù)，促進(jìn)分布式新能源消納和滿足超級充電樁高功率的用電需求，最終實(shí)現(xiàn)低碳、經(jīng)濟(jì)、高效，成為新型電力系統(tǒng)的重要資源?！?
“只從電費(fèi)成本上看，如果數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了源網(wǎng)荷儲一體化，通過使用綠電，1度電可以節(jié)省5分到1毛錢。一個比較大的數(shù)據(jù)中心每年大概使用10億度電，這樣一來，每年就可以有5000萬到1億元的成本優(yōu)化?！滨U益坦言。
“第三次電改”浪潮來襲
綠色直流數(shù)據(jù)中心“多點(diǎn)開花”
就在今年7月11日，中央深改委會議審議通過的《關(guān)于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導(dǎo)意見》，被業(yè)界解讀為即將掀起以新型電力系統(tǒng)為變革核心的“第三次電改”浪潮。今年10月，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計(jì)劃》，明確提出，鼓勵算力中心采用源網(wǎng)荷儲等技術(shù)，支持與風(fēng)電、光伏等可再生能源融合開發(fā)、就近消納，逐步提升算力設(shè)施綠電使用率。受此推動，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，綠色直流數(shù)據(jù)中心即將迎來“爆發(fā)前夜”。
記者了解到，數(shù)據(jù)中心“直流化”有三種模式：第一，在城市內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心園區(qū)，通過直流能源路由器將園區(qū)內(nèi)原來電力供應(yīng)各成體系的大樓串連起來，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)樓與樓之間的資源互濟(jì)，也叫直流互聯(lián)，以此提高電力配置效率；第二，在城市周邊的基地型數(shù)據(jù)中心，建設(shè)大規(guī)模的新能源發(fā)電基地，打造源網(wǎng)荷儲一體化，通過柔性直流輸電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心用電自發(fā)自用，余電反哺電網(wǎng)；第三，用互聯(lián)互通的直流電網(wǎng)將數(shù)據(jù)中心與城市內(nèi)的海量調(diào)節(jié)資源如分布式光伏、儲能、新能源汽車以及充電樁換電站等柔性連接起來，打造100%綠電驅(qū)動的直流數(shù)據(jù)中心，并將其作為新型能源系統(tǒng)的重要柔性調(diào)節(jié)資源，以此助力城市能源新市政。
在陳升看來，第一種模式屬于中壓直流，是在配電環(huán)節(jié)解決數(shù)據(jù)中心的柔性互聯(lián)互通、資源共享和安全可靠問題；第二種模式屬于高壓直流，通過電源綠色化和輸電方式優(yōu)化，解決數(shù)據(jù)中心的綠色低碳問題；第三種模式則可以充分調(diào)動數(shù)據(jù)中心與周邊其他用戶自發(fā)消納新能源的積極性，從而提升高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)的靈活性與安全性。
“從實(shí)際操作層面看，第一種模式相當(dāng)于是對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的改造，更多是一種商業(yè)行為；第二種模式源網(wǎng)荷儲一體化國家現(xiàn)行政策也是明確支持的，這兩種模式目前我們在北京、河北、內(nèi)蒙古等地都已經(jīng)有項(xiàng)目在推進(jìn)。第三種模式最有潛力，但由于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)多、牽扯范圍大，目前仍處于探索階段，我們也正在廣州、上海、貴州、鄭州推進(jìn)落地示范項(xiàng)目?！标惿f，縱觀全行業(yè)，目前綠色直流數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目在各地已經(jīng)成“多點(diǎn)開花”之勢。
