2024年AI改变能源-智算如何引领新型电力系统研究报告

核心观点

• 杰文斯悖论与AI时代的挑战：能源与机器效率提升的同时，需求也持续增长，AI发展加剧了算力与电力需求的增长，推动新一轮信息与能源革命。
• 中国算力增长预期：中国智能算力将以每年70%的复合增长率增长，国产芯片有望突破，2030年智算规模将达到2886 EFLOPS。
• 智算用电量增长预测：2030年，中国智算中心年用电量最高可达1.3万亿度，占全社会用电量的5%-10%，成为新的重点用能行业。
• 中国净零碳电力算力地图：智算中心发展初期主要在东部，但绿电资源丰富的西部具备发展潜力。2030年，清洁电力发电量预计可达5.5万亿度（不含核电），足以满足智算需求。
• 智算用电需求的动态匹配：通过东数西算，将东部算力需求调度至西部绿电资源丰富地区，缓解东部碳排放压力。
• 绿色算力电力区位条件：中国至少有9个省市具备清洁电力资源与智能算力经济相对匹配的条件，需进一步优化资源配置。
• 智算加速建立新型电力系统：智算推动建立新型电力系统，实现源网荷储碳一体化，包括绿电直供、跨区域交易、源网荷储一体化配电网与微电网，以及虚拟电厂等。
• 让智算率先实现净零碳电力：智算中心率先实现净零碳电力，为其他领域提供实践先例，推动整个经济绿色转型。

关键数据

• 中国智能算力每年增长70%。
• 2030年，全国智算中心年用电量0.6万亿度-1.3万亿度。
• 2030年，中国清洁电力发电量预计可达5.5万亿度。
• 2030年，全国智算用电将排放约2.73-5.89亿吨碳当量。

研究结论

• 智算发展将推动新型电力系统建立，带来供应总量及地理分布的影响，更重要的是推动使用能源方式的影响。
• 智算中心将成为日益重要的负荷，参与需求侧响应，实现负荷平移，创新对绿电的消纳方式。
• AI技术将集成到新型电力系统中，发挥核心作用，解决可再生能源消纳问题和负电价问题。
• 政策应鼓励智算中心使用绿电，并参与需求响应与能源服务。
• 科技巨头和数字经济企业将成为低碳灵活性技术的创新者，推动能源技术创新与部署，率先实现净零碳，为其他领域提供实践先例。