2024，算力產業迎來能源“大考”

　　GPU的供應被普遍視為大模型應用探索和智能算力發展的關鍵，隨著國產GPU廠商的崛起，芯片斷供問題解決僅是時日問題，而對算力產業的高質量而言，全球都在面臨一個棘手的問題——能源。

　　數據中心是公認的高耗能行業。據生態環境部發布的數據顯示，2021年我國數據中心總耗電量達到2166億千瓦時，占全社會用電量的2.6%，碳排放則占全國碳排放量的1.14%左右。

　　據預測，預計到2025年，全國數據中心用電量占全社會用電量的比重將提升至5%，到2030年全國數據中心耗電量將接近4000億千瓦時。

　　在需求旺盛的現狀下，數據中心行業如何在“保發展”的同時，實現“碳中和”，是當下數據中心行業，乃至整個算力產業需要面臨的“大考”。

　　算力的“終極考驗”——能源

　　基于上述背景下，現階段數據中心行業正在經歷能源結構的革新，能源效率和可持續性正成為數據中心行業關注的焦點。對此，某IDC行業頭部企業負責人莫言(化名)對鈦媒體表示，隨著單機柜功率越來越大，對能耗的要求越來越高。面對能耗的高要求，發展新一代新能源儲能，以及推廣綠電應用是一個可行路徑。

　　與此同時，2024年，隨著各行業深度擁抱以大模型為代表的新一代人工智能的趨勢“愈演愈烈”，對于算力的需求定然會愈發旺盛。在此背景下，對算力生產方——數據中心的需求亦會越來越大。企業對于智能算力的需求也必將隨著人工智能的發展，越來越大，數據中心向著智算中心演進已成為不可逆的趨勢。

　　2023年10月份，工信部六部委印發的《算力基礎設施高質量行動計劃》中提到，到2025年，計算力方面，算力規模超過300 EFLOPS，智能算力占比達到35%。

　　在AI模型訓練推理等應用需求不斷增加的背景下，多樣化算力協同成為常態。算力需求的增加也帶來了功率密度逐年上升的趨勢，單IT機柜平均功率密度將從6~8KW提高到12~15KW，超算、智算中心功率密度將提升30kW以上。

　　根據《2021-2022年度中國數據中心基礎設施產品市場總報告》，2021年單機柜功率在10kW以上的數據中心市場規模快速增長，增長率超過10%，其中30kW以上的高密度數據中心增長速度最快，達到31%。

　　隨著單機柜功率越來越大，高電機柜也成為了2024年各大數據中心服務商布局的重點方向，世紀互聯CEO董桀曾在世紀互聯Q3財報中將高電機柜單獨提及，而有接近世紀互聯的人士也曾對鈦媒體表示，高電機柜也將成為未來世紀互聯關注的焦點，成為企業戰略布局的重點。

　　無獨有偶，萬國數據中國區聯席總裁梁艷也曾表示，隨著算力產業的發展，單體超過40MW的數據中心將會更多，針對這些趨勢，萬國數據也會在智算中心戰略方面進行調整，更加靈活適配未來智算中心的應用和業務的彈性。

　　數據中心作為將瓦特轉化為比特的重要基礎設施，在能評越來越嚴，越來越難拿的當下，如何將有限“瓦特”轉換為更多的“比特”，已經及成為當下行業內關注的焦點。而能源利用效率自然也成為這個過程中的關鍵。

　　能源考驗，供配電“一馬當先”

　　高電機柜的普及，以及單體數據中心功率越來越大，都對數據中心整體供電提出了更高的要求。

　　電作為數據中心最主要的能源供給，在數據中心能源結構革新的當下，供配電系統是最需要首先變革的關鍵環節。而數據中心需要全年無休的穩定運營，也離不開源源不斷的電力供應，以及穩定的供配電系統。世紀互聯創始人兼執行董事長陳升曾表示，大模型時代算力基礎設施將得到空前發展，其背后對應的將是萬億千瓦時級別的年用電量需求。以綠色低碳、經濟高效、柔性靈活驅動的新型電力系統，將是未來算力基礎設施的核心競爭力和生命線。

　　莫言對鈦媒體表示，隨著AI模型訓練和推理等過程對算力的需求不斷增加，對數據中心電力功耗也提出了更高的要求，“目前來看，數據中心運營過程中，電費占據了數據中心70%的運營成本。”莫言指出。供配電一直是數據中心穩定運營中的重要一環。而供配電，在2024年數據中心整體的革新中，也將“一馬當先”，首先進行革新。

　　原先，數據中心主要采用交流電為主，兩路市電接入，輔以UPS(不間斷電源)，再配之柴油發電機，確保數據中心內部用戶服務器不會停機，業務不會中斷。但是隨著供配電壓力，以及碳中和的目標的推進，數據中心供配電系統也在發生改變，對此莫言表示，現在，數據中心不單單有交流供配電系統，還需要建設直流供配電系統，“整個供電方式，也將從原先的傳統UPS，向著新能源+儲能的方向發展。”

　　確實，從各大數據中心服務商的布局來看，高壓直流的供配電系統，在2024年或將成為數據中心主流供配電系統之一。鈦媒體獲悉，世紀互聯也將綠色直流供電作為重點發展方向，陳升也曾公開表示，世紀互聯第二個25年創業的奮斗目標：將綠色直流從數據中心走向千家萬戶。

　　除此之外，進一步降低供電系統供電過程中的電力損耗，也將成為技術進一步攻堅的方向，對此，莫言表示，數據中心整個供配電回路上損耗降低，供電效率進一步提升已成為供配電廠商及數據中心服務商共同的研發方向，“原先機房供電效率大約在94%~96%，這幾年，各大廠商通過云動力電源或電力模組，已經成為做到接近98%的供電效率，”莫言指出，“但是，我認為還有很大的提升空間，行業也將供電系統損耗降低作為了主要的研發方向之一。”

　　據莫言介紹，目前，企業可以通過以ACTC為核心的電力轉換技術，已經可以將電力轉化效率提升至99%，“如果供配電回路可以節約2%的效率的話，對于用電大戶的數據中心來說，一年能節約不少電力消耗，無論對企業運營成本，還是社會整體用電量來說，都是利好的。”莫言強調。

　　源網荷儲，將在2024年快速發展

　　除了供配電效率提升外，在碳中和目標的引導下，數據中心供配電的綠色化也將成為必然的趨勢，對此，莫言表示，“東數西算”工程的建設，其中很大一部分因素就是看中了西部地區充沛的可再生能源供給，“在東部地區的一線城市，電力資源十分有限，而在西部地區，擁有充沛的電力資源，其中很大一部分還是可再生的綠色電力，數據中心行業向西部發展是必然的趨勢。”莫言如是說。

　　萬國數據在其2022年ESG報告中披露，2022年萬國數據實現可再生能源使用比例從34.3%提升至35.9%;30座數據中心實現100%綠電覆蓋。

　　自2022年“東數西算”工程正式啟動以來，西部地區數據中心行業發展迅速，以數據中心建設周期來看，2024年，西部勢必將有更多的數據中心投產使用。而對于對延時要求沒那么高，反而對能源需求更大的大模型訓練、推理等過程來說，西部地區顯然已經成為大模型訓練的“沃土”，在此過程中，如何在確保數據中心穩定運營的同時，進一步提升數據中心綠電應用比例，將成為2024年，數據中心行業亟待“攻克”的難題。

　　國家信息中心大數據發展部副主任陳強也曾公開表示，以“風光水”為代表的綠色電力，如何與傳統電網融合、匹配，提升綠電在數據中心的使用率，是當下亟待解決的問題。

　　為了解決這個難題，整個IDC產業上下游都在積極嘗試新的供配電架構，這其中，源網荷儲或將成為接下來，提升數據中心穩定性與提高可再生能源應用占比的重要抓手。

　　源網荷儲是電源、電網、負荷、儲能的統稱，而將這四部分有機的融合起來，構建一套新的供配電系統將成為2024年數據中心行業能源結構革新的突破點。

　　源網荷儲系統的特點是源網聯動和荷儲協同，目的是提高能源利用效率，改善能源結構，實現可持續發展。在莫言看來，如果將可再生能源+儲能的模式推廣到數據中心行業中，對數據中心實現碳中和起到推動作用。

　　以光伏為例，將光伏發電產生的電不經過“大電網”，直接輸送到數據中心，再結合儲能技術，將進一步降低數據中心運營成本，“并且，通過儲能的方式，數據中心也可以嘗試‘擺脫’柴油發電機，將儲能的電力作為備用電，進一步提高數據中心的綠色化，并降低全生命周期的成本。”莫言如是說。

　　從眾多IDC企業的布局不難看出，IDC對于源網荷儲業務布局的重視。科華數據最新的2023年Q3財報中指出——儲能業務高速發展，2023年前三季度科華數據新能源業務實現營收26.95億元，其中儲能營收近20億元，新增訂單充足，預計Q4維持營收增長態勢。并且，該份財報中，科華數據特別指出，公司推出數據中心儲能解決方案，未來有望實現快速增長。

　　其實除了科華數據以外，還有很多數據中心的企業將源網荷儲作為企業的重點戰略布局。

　　據了解，合盈數據在張家口地區自有5.53GW新能源發電，包括光伏和風電，一年投產150度新能源發電;

　　世紀互聯早在2021年就與清華大學能源互聯網創新研究院合作，推出“SPEAR”創新示范工程首個示范節點項目，在其位于廣東省佛山市的世紀互聯佛山智慧城市數據中心(簡稱佛山數據中心)應用“儲能+IDC”的運營模式。儲能系統通過每天“兩充兩放”，在電費低谷期時充電，電費高峰期時放電，以此供給數據中心使用，提高自充自用的經濟性的同時，還能起到幫助電網穩定負荷的作用;

　　博浩數據在其廣州二號數據中心中應用了儲能+IDC的運營模式。據悉，博浩數據在廣州二號數據中心中應用了儲能系統。儲能系統以電化學中的鋰電池為主要儲能產品，配套三套250KW/1.72MWh總裝載容量為5.16MWh的電化學鋰電儲能系統;

　　萬國數據則是在最新的2023年Q3財報中表示，公司將與韓國SK集團子公司SK ecoplant，共同針對萬國數據未來在新加坡的新建數據中心，聯合開展燃料電池電源解決方案技術試點，探索氫能等綠色能源應用的最佳方案，進而有可能成為首個使用SOFC技術供電的數據中心企業，并在東南亞建立第一個由燃料電池供電的數據中心.......

　　通過眾多數據中心服務商的布局不難看出，源網荷儲將成為2024年數據中心行業能源結構革新的重要舉措，而提前的布局，也讓更多儲能的應用有望在2024年切實落地。鈦媒體認為，2024年，能源將成為數據中心行業最大的考驗之一，而能源也逐漸成為整個算力產業能否實現高質量發展的關鍵所在。

　　本文首發于鈦媒體APP，作者|張申宇

作者：張申宇