中能論壇丨啟動“算—電—熱—碳”協(xié)同正當時
來源：中國電力報 時間：2025-09-25 15:17
唐偉 韓新陽 劉建燁 時智勇 冀星沛 馮剛
伴隨算力需求快速增長，其高耗電、高散熱、高排放等問題日益凸顯，對能源電力帶來挑戰(zhàn)。國家先后出臺算力能源電力協(xié)同相關文件，近日國家發(fā)展改革委、國家能源局又發(fā)布《關于推進“人工智能+”能源高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》，進一步強調(diào)算電協(xié)同應用。算、電、熱、碳耦合緊密，四者協(xié)同優(yōu)化可釋放更大效能。
算—電—熱—碳協(xié)同的必要性
算力高速發(fā)展帶來“三高”壓力。當前算力進入高速增長階段，人工智能推動智算需求爆發(fā)，算力結(jié)構呈現(xiàn)“智算引領、通算基礎、超算補充”特點。我國算力近5年平均增速近30%，2024年智算增速高達74%，遠超通算的21%；IDC等機構預測，2023~2028年我國通算、智算規(guī)模復合增速為18.8%、46.2%。依托超大型數(shù)據(jù)中心集群與邊緣計算節(jié)點，我國算力通道持續(xù)為多領域提供支撐，但“三高”問題突出。
高耗電：能源成為算力核心“生產(chǎn)要素”，剔除折舊后電費占數(shù)據(jù)中心運營成本60%以上；高散熱：智算用電波動大，AI機柜功率密度飆升，2025年主流機架平均功率超15千瓦（為傳統(tǒng)機架8倍），散熱壓力劇增；高排放：全國數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放總量已逼近部分傳統(tǒng)高耗能行業(yè)。
協(xié)同發(fā)展可緩解壓力。算—電—熱—碳協(xié)同是以新型電力系統(tǒng)為核心，通過數(shù)字化、智能化手段實現(xiàn)四要素深度融合，能將數(shù)據(jù)中心從“能耗黑洞”轉(zhuǎn)化為支撐新型電力系統(tǒng)與碳中和的靈活資源。政策明確多方面要求：推動算力基礎設施協(xié)同規(guī)劃以提高綠電占比，通過聯(lián)合預測、柔性控制提升源荷協(xié)同水平；加強數(shù)據(jù)中心余熱資源回收利用；碳市場擴圍（如廣東將新增數(shù)據(jù)中心納入范圍）、差別電價。
協(xié)同的核心價值。緩解供電壓力：智算負荷短時波動大（瞬時可達90%）、“東密西疏”的算力分布與“西多東少”的電力資源錯配，易加劇東部供應緊張，協(xié)同配置（如算力設施西移）可減少跨區(qū)輸電投資。
提升新能源消納率：西部新能源資源豐富但本地消納能力有限，通過風光基地與算力樞紐聯(lián)動、分布式可再生能源與邊緣計算協(xié)同，可將算力中心打造成綠電消納主體。
增強調(diào)峰能力：算力任務（如AI訓練）可延遲執(zhí)行、跨區(qū)遷移，如張北數(shù)據(jù)中心通過在低谷時段執(zhí)行訓練任務，減少電網(wǎng)峰谷差12%；數(shù)據(jù)中心還可參與需求響應，余熱存儲釋放進一步降低電網(wǎng)保障容量需求。
算—電—熱—碳協(xié)同現(xiàn)狀
探索初顯成效。算力調(diào)度底座打通：工業(yè)和信息化部《算力互聯(lián)互通行動計劃》明確2026年建全標準體系，目前已完成131家企業(yè)499個算力資源池標識，華為昇騰實現(xiàn)毫秒級響應，和林格爾數(shù)據(jù)中心具備“朝推夜訓”調(diào)節(jié)能力。
地方試點落地：烏蘭察布源網(wǎng)荷儲項目配套風光儲，可再生能源替代率達38.74%；青海能源大數(shù)據(jù)中心“以電定算”匹配清潔能源出力；蘇州太倉產(chǎn)業(yè)園通過液冷等技術降能耗近36%；騰訊天津數(shù)據(jù)中心回收余熱供暖，年減碳4000噸。
潛力待釋放。算力調(diào)度價值：算力負載轉(zhuǎn)移成本低、速度快，如上海浦東臨港智算中心3分鐘內(nèi)將任務轉(zhuǎn)移至十堰，單機電負荷降75%，全國數(shù)據(jù)中心可提供超380萬千瓦可調(diào)負荷；余熱利用空間：數(shù)據(jù)中心90%電耗轉(zhuǎn)化為廢熱，北方地區(qū)可回收余熱總量約10吉瓦（理論支持3億平方米供暖），全年減少二氧化碳排放1.6億噸；綠電需求缺口：國家要求樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比達到80%。但存量數(shù)據(jù)中心綠電比例低，2025年全國數(shù)據(jù)中心綠電需求約600億千瓦時；節(jié)能降碳空間：2035年中國數(shù)據(jù)中心碳排放將占全國碳排放總量的2%~4%，跨區(qū)域轉(zhuǎn)移負載可減碳0.05~0.34千克/千瓦時。
深度協(xié)同受阻。標準缺失：算力中心在技術架構、接口標準差異大，核心場景規(guī)范空白，影響系統(tǒng)可靠性。
技術壁壘：電、算、熱三張網(wǎng)技術體系迥異，多領域集成難度大，協(xié)同技術難題待攻克。
主體博弈：參與方利益訴求不同、權責邊界模糊，缺乏利益分攤與隱私保護機制。
市場脫節(jié)：算、電、熱、碳市場銜接性不足，價格信號聯(lián)動弱，缺乏激勵機制激發(fā)參與積極性。
算—電—熱—碳協(xié)同路徑
規(guī)劃及標準先行。制定協(xié)調(diào)發(fā)展頂層規(guī)劃，明確四要素布局與目標；建立協(xié)同統(tǒng)一協(xié)議接口標準（如算力調(diào)度與電網(wǎng)通訊協(xié)議）；出臺調(diào)控技術、碳核算、余熱利用等相關規(guī)范。
助推技術創(chuàng)新。挖掘算—熱—碳全鏈條互動潛能；構建多部門參與的全要素協(xié)同平臺，打通信息孤島；突破高效熱能管理、降碳及安全保障技術，形成全生命周期安全體系。
構建商業(yè)生態(tài)。完善綠電交易與碳市場機制，降低綠電獲取成本；建立余熱交易平臺，探索共享模式；設計算、電、碳、熱市場價格聯(lián)動機制，推出“綠電算力套餐”；創(chuàng)新需求響應、虛擬電廠等商業(yè)模式，提供綠色金融支撐；建立利益分配機制，推動跨行業(yè)等深度合作。
優(yōu)化生產(chǎn)安排。開展算電協(xié)同規(guī)劃，引導算力資源合理配置；優(yōu)化調(diào)控策略，推動算力負荷參與調(diào)峰調(diào)頻；利用棄風棄光時段啟動離線計算，波動時遷移非實時任務，保障電網(wǎng)穩(wěn)定。
?。ㄗ髡咛苽?、韓新陽、劉建燁、時智勇、冀星沛，單位為國網(wǎng)能源研究院有限公司；作者馮剛，單位為國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟技術研究院）
責任編輯：于彤彤
