

伴隨人工智能(AI)快速發展,全球算力需求爆發式增長。作為AI算suan力li的de核he心xin基ji礎chu設she施shi,數shu據ju中zhong心xin電dian力li消xiao耗hao持chi續xu攀pan升sheng,能neng源yuan挑tiao戰zhan日ri益yi凸tu顯xian。加jia快kuai推tui進jin算suan力li與yu電dian力li兩liang大da係xi統tong的de協xie同tong優you化hua,已yi成cheng為wei數shu據ju中zhong心xin行xing業ye可ke持chi續xu發fa展zhan的de當dang務wu之zhi急ji。
產業技術的全球領導者施耐德電氣在2025世界人工智能大會(WAIC 2025)期間重磅發布《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告(簡稱“報告”)。報告基於對117位數據中心管理者與專家的深度調研,剖析當前行業麵臨的穩定性、成本、綠色三大能源挑戰,創新性提出“算電協同”三層架構及係統化解決方案,為AI產業與數字經濟的高質量可持續發展賦能。

《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告
北京理工大學副教授、博導、能源與動力係動力係統工程研究所副所長、碳中和係統工程北京實驗室主任助理王永真,施耐德電氣高級副總裁、戰略與業務發展中國區負責人、商業價值研究院院長熊宜,施耐德電氣副總裁、中國及東亞區市場營銷部負責人、商業價值研究院聯席院長古月,施耐德電氣數據中心行業中國區負責人賈鹹強等嘉賓,共同參與了本次報告的發布。

施耐德電氣重磅發布《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告
熊宜表示:“在AI產業高速發展與新型電力係統建設的雙重背景下,以算電協同重塑能源範式,才能為AI浪(lang)潮(chao)提(ti)供(gong)堅(jian)實(shi)可(ke)靠(kao)的(de)基(ji)礎(chu)底(di)座(zuo)。本(ben)報(bao)告(gao)係(xi)統(tong)性(xing)提(ti)出(chu)算(suan)電(dian)協(xie)同(tong)的(de)實(shi)施(shi)框(kuang)架(jia),並(bing)梳(shu)理(li)出(chu)可(ke)落(luo)地(di)的(de)實(shi)踐(jian)路(lu)徑(jing),希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)為(wei)企(qi)業(ye)提(ti)供(gong)切(qie)實(shi)可(ke)行(xing)的(de)行(xing)動(dong)參(can)考(kao),並(bing)激(ji)發(fa)行(xing)業(ye)創(chuang)新(xin)升(sheng)級(ji)。”
智算中心引發用電量激增,能源管理麵臨三重挑戰
AI浪潮下,智算中心規模化增長,用電需求同步飆升。據宏觀預測,2030年我國數據中心在用電量高情景下或突破7000億千瓦時,占全國總用電量5.3%。微觀層麵,近七成受訪企業預計其未來三年用電量年均增速將超過15%,61%的受訪企業計劃未來三年新建或者擴充智算中心。
王永真指出,智算中心的快速擴張使數據中心能源管理困局凸顯:一方麵,電力需求呈指數級攀升,高密度散熱成為技術瓶頸,碳排放壓力持續加劇;另一方麵,新型電力係統建設下,風電、光伏等可再生能源的間歇性特征,反向對數據中心的靈活用能提出更高要求。
通過數據中心算電融合調研,報告指出,數據中心能源管理將麵臨供電穩定性、成本控製和碳排放管理三重挑戰。第一,93%的受訪企業將供電穩定性列為首要痛點,主要受智算中心負載波動、可再生能源接入不穩定、柴發備電環評限製等疊加因素影響。第二,85%的受訪企業坦言具有成本壓力,其中電費占據運營成本近六成,降本增效為重要議題;第三,77%的受訪企業麵臨碳排放管理挑戰。這些挑戰已形成從“生存”到“經營”再到“發展”的遞進式壓力體係。
三層創新架構,破解數據中心能源困局
麵對三大挑戰,傳統的能源使用方式——即主要依賴剛性的電力供應模式、較少考慮算力與電力之間動態協同的管理模式,已難以滿足現代數據中心對高效、綠色、可靠運行的需求。隻有貫通供電、配電、計算、製冷等全鏈路,實現全要素靈活調配,才能推動電力係統與算力係統的深度協同,在能源利用、經濟效益與碳排之間實現共贏。
為此,施耐德電氣商業價值研究院在報告中創新性提出“算電協同”三層架構,自下而上打通電力供給、算力負荷與協同機製,以推進算力資源與電力資源深度融合。其中:
底層-電力供給基礎設施:主要是針對智算負載突增突減的電能質量治理和多種能源(風光等)的接入、應用和管理,為數據中心提供穩定的電力基礎;
中層-算力負荷:挖掘IT負載的靈活性調節空間,並以IT負載的變化確定非IT負載,去匹配用電信號;
上層-算電協同機製:建立算電雙向調節的決策框架,通過數據、算法和激勵機製的整合,構建電力-算力聯合優化模型,實現能源與算力的高效協同優化。
算電協同要求上層、中層和底層各個要素之間達到完美協調。然而,現實條件下,由於技術、經(jing)濟(ji)和(he)資(zi)源(yuan)等(deng)多(duo)方(fang)麵(mian)限(xian)製(zhi),實(shi)現(xian)真(zhen)正(zheng)的(de)算(suan)電(dian)協(xie)同(tong)仍(reng)麵(mian)臨(lin)諸(zhu)多(duo)挑(tiao)戰(zhan)。結(jie)合(he)施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)商(shang)業(ye)價(jia)值(zhi)研(yan)究(jiu)院(yuan)對(dui)百(bai)餘(yu)位(wei)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)管(guan)理(li)者(zhe)與(yu)專(zhuan)家(jia)的(de)深(shen)度(du)調(tiao)研(yan),以(yi)及(ji)目(mu)前(qian)科(ke)研(yan)領(ling)域(yu)針(zhen)對(dui)這(zhe)一(yi)課(ke)題(ti)的(de)探(tan)索(suo),報(bao)告(gao)指(zhi)出(chu),目(mu)前(qian)“算電協同”基本上是從能源側和算力側展開。
一方麵,重構電力供給側是基礎,新能源是大勢所趨。受訪企業中,56%的數據中心已在使用新能源,通過在電力供給側引入光伏、風電、儲能、核he能neng等deng新xin型xing能neng源yuan形xing式shi,在zai保bao障zhang用yong電dian穩wen定ding性xing的de前qian提ti下xia,盡jin可ke能neng消xiao納na綠lv電dian,降jiang低di用yong能neng成cheng本ben,並bing減jian少shao碳tan排pai放fang。另ling一yi方fang麵mian,充chong分fen挖wa掘jue算suan力li需xu求qiu側ce的de負fu載zai靈ling活huo性xing,通tong過guo預yu測ce算suan力li需xu求qiu及ji功gong耗hao,挖wa掘jue IT 負載靈活性、並對非 IT 負載開展節能優化,使算力資源高效利用,且主動參與電力供需平衡。
夯實基礎加速落地,打造麵向未來的數據中心
而麵對算力側高密度計算需求和電力側新能源接入帶來的波動性,數據中心基礎設施仍麵臨致密化、韌性、shiyingxinghekechixufazhansidatiaozhan。yinci,gongpeidianxitongbanyanzhezhiguanzhongyaodejiaose,taweidongtaibianhuadedianligonggeicehesuanlixuqiucetigonglebiyaodehuanchongkongjian。baogaozhichu,weilebaozhangsuandianxitongdezhengtiwendingkekaoyunxing,gongpeidianxitongxuyaozaiyingjian、軟件和架構上進行全方位的適配,構建算電波動緩衝體係,為算電協同的最終落地夯實基礎。
不(bu)論(lun)是(shi)算(suan)電(dian)協(xie)同(tong)模(mo)式(shi)的(de)探(tan)索(suo),還(hai)是(shi)夯(hang)實(shi)基(ji)礎(chu)支(zhi)撐(cheng)協(xie)同(tong)落(luo)地(di),都(dou)需(xu)要(yao)全(quan)行(xing)業(ye)協(xie)同(tong)推(tui)進(jin)。為(wei)此(ci),施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)通(tong)過(guo)提(ti)供(gong)覆(fu)蓋(gai)全(quan)領(ling)域(yu)的(de)低(di)碳(tan)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)創(chuang)新(xin)硬(ying)件(jian)、覆fu蓋gai數shu據ju中zhong心xin全quan生sheng命ming周zhou期qi的de數shu字zi化hua軟ruan件jian,以yi及ji針zhen對dui數shu據ju中zhong心xin節jie能neng減jian排pai,電dian能neng質zhi量liang管guan理li,數shu字zi化hua改gai造zao升sheng級ji等deng方fang麵mian提ti供gong定ding製zhi化hua的de谘zi詢xun和he改gai造zao服fu務wu,與yu數shu據ju中zhong心xin客ke戶hu和he行xing業ye夥huo伴ban共gong同tong應ying對dui能neng源yuan挑tiao戰zhan、推動算電協同,助力數據中心從能源消耗者轉型為穩定、高效、低碳的基礎設施。

古月表示:“算(suan)電(dian)協(xie)同(tong)機(ji)製(zhi)建(jian)設(she)過(guo)程(cheng)需(xu)要(yao)橫(heng)跨(kua)能(neng)源(yuan)領(ling)域(yu)和(he)算(suan)力(li)領(ling)域(yu),為(wei)達(da)到(dao)全(quan)局(ju)最(zui)優(you)目(mu)標(biao)需(xu)要(yao)各(ge)方(fang)協(xie)同(tong)。施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)將(jiang)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)在(zai)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)與(yu)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)專(zhuan)長(chang),幫(bang)助(zhu)企(qi)業(ye)構(gou)建(jian)高(gao)效(xiao)可(ke)持(chi)續(xu)的(de)下(xia)一(yi)代(dai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi),一(yi)同(tong)推(tui)動(dong)算(suan)電(dian)協(xie)同(tong)實(shi)踐(jian)規(gui)模(mo)化(hua)落(luo)地(di),為(wei)AI產業發展和能源轉型注入強勁動力。”