一、研究背景
全球算力基础设施能源需求呈指数级增长,AI技术应用加速、分布式计算能耗叠加以及硬件迭代的能效悖论等因素导致算力能耗问题日益凸显。发展绿色算力成为破解算力需求与环境承载力矛盾的关键。
二、绿色算力总体进展
- 宏观政策环境:全球主要经济体出台政策推动算力绿色化,如欧盟要求数据中心2030年前实现碳中和,美国投入资金推动液冷技术商业化应用。我国密集出台多项国家政策,聚焦绿色低碳、算电协同、算力调度与普惠应用等方面。
- 中观产业动态:算力产业链呈现绿色化转型趋势,上游硬件厂商加紧技术研发,中游服务商升级节能减排技术,下游应用场景因AI大模型爆发发生变革。
- 微观企业实践:全球算力企业主动发力,全方位推进碳中和计划。我国算力企业积极作为,推动绿色算力迈向可持续发展新阶段。
三、算力设备绿色化发展态势
- 总体情况:AI服务器成为算力设备能耗增长的核心驱动力,我国算力设备整体效能不断提升,算效和存效水平显著提高。
- 芯片:工艺和架构创新驱动芯片产品实现高效降耗,如先进制程工艺和架构优化等。
- 服务器:AI算力激增倒逼服务器深挖减碳潜能,液冷服务器技术广泛应用,服务器电源呈现高效率、高功率密度发展趋势。
- 存储:先进制造工艺带来内存使用效率升级,DDR5内存技术标准发布,HBM技术显著降低能耗。
四、算力载体绿色化发展态势
- 总体情况:全球数据中心向大型数据中心迁移趋势明显,我国算力基础设施向国家枢纽节点集聚,算力绿色化发展特征显著。
- 设计:多种绿色节能技术广泛应用于算力载体建设,如液冷技术、供配电系统绿电化、模块化、高压化和直流化等。
- 建设:模块化与预制化建设加速算力载体绿色交付,如浪潮信息、华为等企业的预制化数据中心解决方案。
- 运维:智能化运维全面升级助推算力载体精准节能,如中国移动苏州数据中心部署的节能减碳数字孪生系统。
五、算能协同绿色化发展态势
- 总体情况:全球数据中心电力需求呈指数级增长,我国数据中心用电量占全社会用电量比例达到1.68%,算能协同成为算力产业绿色低碳发展的重要途径。
- 源侧供给:多能互补提升绿电供给能力,我国数据中心绿电利用呈现“西部领先、东部追赶”格局。
- 网侧调度:智能调度优化绿电传输,国家层面通过顶层设计与专项政策协同推进绿电直连,微电网在数据中心领域规模化应用。
- 储侧调峰:多类型储能平衡供需缺口,数据中心储能技术形成多路线并行发展的创新格局。
- 荷侧优化:算力设施主动响应绿电波动,开创电力调峰信号驱动算力负载时空迁移新范式。
- 绿电绿证交易:全面推动算力产业绿色用能,国际算力企业参与绿电绿证交易成为实现碳减排目标和提升ESG表现的重要途径。
六、算用协同绿色化发展态势
- 总体情况:算用协同通过“内生优化+外延赋能”双轮驱动实现节能减排,算力赋能千行百业推动其他产业减少碳排放。
- 供需对接:提高算力互通利用效率,算力券促进算力资源优化配置和高效利用,算力调度平台推动算力供给和需求有效匹配。
- 赋能应用:助力传统行业节能降碳,算力驱动工业绿色智造升级、重塑农业精准化绿色模式、助力服务业降本节能。
七、趋势展望与发展建议
- 完善绿色算力政策体系:完善政策顶层设计,开展区域试点示范,加强标准规范制定,健全国际合作机制。
- 强化绿色技术创新应用:强化算力设备、算力载体、算电协同、算力互联调度等技术研发与产业应用。
- 促进绿色算力产业发展:建立产业链协同创新体系,完善产业支撑配套服务。
- 推动算力应用全面拓展:建设绿色算力消费鼓励机制,建设算力互联互通和调度机制,加强行业应用创新。
八、东数西算枢纽节点各片区绿色算力发展情况
报告详细介绍了京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等东数西算枢纽节点各片区的绿色算力发展情况,包括产业基础、政策支持、重点项目、应用场景等。