2024年7月23日，国家发展改革委、工信部、国家能源局、国家数据局联合印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》，强化“东数西算”规划布局的刚性约束，鼓励各地区采取高端替换、增减挂钩、重组整合等方式，促进小规模、低效率存量分散数据中心向集约化、高效率转变。计划到 2025年底，全国数据中心布局更加合理，整体上架率不低于60%，平均电能利用效率PUE降至 1.5以下，可再生能源利用率年均增长10%，平均单位算力能效和碳效显著提高。

（来源：中国电力企业管理 作者：刘兴国 庄严 张政）

2024年8月6日，国家发展改革委、国家能源局和国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024～2027年）》，明确加快推进新型电力系统建设部署，实施一批算力与电力协同项目，进一步完善算力体系建设，统筹数据中心发展需求和新能源资源禀赋，开展算力和电力基础设施协同规划布局。

随着全球人工智能应用需求爆发式增长，算力需求呈指数级增长。国家发展改革委、国家能源局、国家数据局提出一系列措施，通过在规划、建设、生产、传输、调度、市场等环节有序统筹，获得更加充裕稳定、绿色低碳、经济可靠的算力和电力。算力和电力作为现代社会的两大基础设施，正逐渐走向深度协作和融合。算力自身的高耗能属性，迫切需要电力的重点保障。同时，算力的高速发展对新型电力系统高质量发展、电力行业智能化转型、“双碳”目标的实现提供了重要支撑。

电力与算力协同

为什么会引起普遍关注？

全球数据中心产业在近20年步入蓬勃发展期。全球数据中心产业形态从计算中心、信息中心、云中心加快向算力中心演变，由发达国家引领，在全球各大核心地区集群化发展，并不断向外辐射。2022年，全球数据中心产业规模达到1308亿美元，2019～2022年复合增长率约为20%，数据中心领域电力消费增速远超GDP增速（见图1）。

2023年，全球数据中心产业装机容量为46吉瓦，预计到2027年装机容量可达87吉瓦。Open AI联合创始人埃隆·马斯克表示，AI算力过去每半年约增长10倍，预计2025年算力将引发电力局部短缺。到2026年，全球算力消耗电力620～1050太瓦时，与2022年相比，相当于增加35%～228%的需求。

国内数据中心产业发展与全球基本一致，目前处于云中心深化阶段。未来10年，我国互联网数据中心（IDC）产业仍有较大发展空间，预计“十四五” 时期内复合增速保持在25%左右。进入2023年，伴随着投资泡沫带来的低价竞争，“东数西算”对PUE、上架率等指标约束趋严，在AI新业态利好等因素交叉作用下，未来短期增速或有放缓趋势，但预计“十四五”末期会迎来新一轮上扬（见图2）。

电力与算力协同之所以引起广泛关注，一是作为新质生产力的重要因素，算力与国家核心竞争力密切相关。随着人工智能、视频生产消费等应用市场的快速发展，算力需求出现全球性的爆发式快速增长，同时也对电力供应带来了新的机遇与挑战，呈现出追赶四大高耗能产业的态势。算力能耗以每年超过15%的速度增加，特别是区域性算力激增，为局部区域时段的电网运行安全带来了不确定因素。

二是对推动电力转型、实现数字经济绿色发展具有重要意义。电力侧为数据中心提供电力供给保障，算力侧为新型电力系统智能化发展提供算力支持，利用规模化、高耗能、可调度的特性为电网提供需求侧响应服务，在节点、市场及网络调度三个层面有机协同，实现电力网与算力网的调度融合。

算力用电供给的主要特征与挑战

算力用电指用于支持计算设备的电力消耗，是数据中心的动力支柱和最大支出项。今年，中国电力企业联合会在国家数据局的指导下，与相关单位配合，启动全国范围的数据中心用能研究工作。数据中心和超级计算设施具有四个非常突出的特性，即区域集聚性、空调负荷特性、任务可调度性和用电高可靠性。

区域集聚性

算力用电往往集中在特定地理区域，初期多在经济发达、互联网服务需求旺盛的地区，后期会因为政策支持、能源成本低廉、气候条件适宜等因素，形成新的集聚地。算力资源的区域集聚性，既有利于形成产业集群、提升服务效率，也可能导致电力供给出现缺口、电网稳定性出现风险、用电成本非线性上升。

例如，河北张家口作为“东数西算”十大国家数据中心集群之一，已投运标准机柜33万架、服务器超150万台，智能算力占比38%。当地数据中心用电占全社会用电量的比例已经从2019年的6.8%，上升到2023年的20.1%。

空调负荷特性

数据中心需要大量电力来维持设备运行，特别是空调系统能耗可占数据中心总能耗的30%～40%。同时，全国夏季降温用电负荷占比约为30%，部分地区可达40%，夏季高温导致用电需求大幅增加，电力设备长时间高负荷运行容易引发过载故障，电力线路负荷随着用电量的增加而增大，容易导致线路过热、短路等，成为影响电网稳定的主要因素。因此，数据中心用电高峰与全国电网夏季空调负荷的高峰出现重合，进一步增加了夏季电网尖峰保供的压力。

任务可调度性

算力本身是一个由计算资源组成的互联网，复杂的计算任务可被分割成多个子任务，根据任务的需求和算力特性，合理分配任务到相应的数据中心节点上。可将算力为核心的电气系统与设施作为天然的高柔性负荷，以“虚拟电厂”等形式，通过对算力的时空调节来实现对电力调度的支撑与补充，根据电力供应情况、成本或其他因素，调整计算任务的执行时间和地点。

例如，在电力成本较低的时段运行更多的计算任务，或者在不同地理位置的数据中心之间分配任务，以优化资源使用和成本效益。算力任务可调度性带来了有序用电的可计划性，具有利用需求侧响应空间、挖掘电力辅助服务市场化价值的潜力。据统计，截至2023年底，我国提供算力服务的在用机架数达到810万标准机架，算力总规模居全球第二位，这表明我国在算力资源集聚方面已经形成了显著的规模效应。

用电高可靠性

数据中心和计算设施对电力供应的稳定性和可靠性有非常高的要求，任何突发性停电事故都可能导致数据丢失或服务中断，带来巨额损失。据公开报道，截至2022年3月，美国有1600个站点将近30000台设备，每次停电带来的损失约为25万美元，一年合计700万美元。

长时间的高可靠用电必须依托于新型电力系统大电网。但新能源发电作为数据中心绿色用电的来源，通常存在波动性和间歇性。例如，在河北、甘肃、宁夏等“东数西算”数据中心聚集区域，新能源装机占比已超过50%，普遍存在夏季“极热无风”、晚峰“日落无光”的天气状况，容易导致新能源发电出力严重受阻，难以匹配算力用电高可靠性的要求。

“东数西算”对新型电力系统建设的影响

全国一体化算力网是以信息网络技术为载体，促进全国范围内各类算力资源高比例、大规模一体化调度运营的数字基础设施，具有集约化、一体化、协同化、价值化四大特征。2022年2月，国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发文件，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点，并规划张家口集群等10个国家数据中心集群建设，“东数西算”工程正式全面启动。

“东数西算”是继“南水北调”“西气东输”“西电东送”后又一项国家级特大工程。“东数西算”工程作为解决算力与电力供需矛盾、推动绿色算力发展的国家级战略项目，为新型电力系统的构建提供了重要支撑。八个国家算力枢纽节点中，成渝枢纽、内蒙古枢纽、贵州枢纽、甘肃枢纽、宁夏枢纽均位于西部地区，从整体上改变了以往数字基础设施较多集中在东部经济发达地区的格局，对于平衡电力供给基础设施布局、促进数字经济发展具有长远的战略意义。