相較于傳統數據中心,耗電更多、用電負荷波動更大的人工智能數據中心(AIDC)對于供能產業鏈提出新要求,安全、經濟、綠色成為能源產品迭代的主要方向。專家認為,綠色能源、節能降碳是解決AIDC用能問題的兩大路徑,虛擬電廠、儲能、燃氣輪機等能源解決方案提供商迎來發展機遇,相關領域已成為企業重點布局的賽道。
企業積極布局
隨著AI技術加速迭代,AIDC建設駛入快車道,其高算力、高能耗特性催生新型用能需求。在此背景下,多家上市公司在虛擬電廠、AIDC電力配套及儲能等能源服務領域積極布局。
在虛擬電廠賽道,多家企業加速技術攻關與市場拓展。例如,中國能建近日表示,公司在虛擬電廠領域取得多項技術突破,可提升系統靈活性,顯著降低虛擬電廠運行成本。
不少企業將目光投向AIDC電力配套業務,推動產業轉型升級。揚電科技12月19日發布公告稱,擬以自有資金5000萬元投資設立全資子公司四川云揚智能有限公司(暫定名)。“開展數據中心電力綜合解決方案業務和AIDC業務,推動公司產業布局轉型升級,有助于提升公司整體競爭力,實現長期戰略目標。”揚電科技稱。
儲能作為AIDC穩定運行的重要保障,同樣成為企業發力的領域。例如,海辰儲能近日發布首款鋰鈉協同AIDC全時長儲能解決方案,為AIDC提升綠電使用比例提供支持。
華西證券認為,隨著AI快速發展以及海外能源政策變化,國內燃氣輪機技術布局領先企業有望受益于此輪需求外溢。例如,杰瑞股份入局數據中心發電領域取得進展,近期公司宣布其子公司與全球AI行業巨頭簽訂發電機組銷售合同,發電解決方案進入北美高端電力市場。
AIDC獨特的能源需求正在重塑能源產業鏈發展格局。陽光慧碳科技有限公司總裁周文聞表示,相較于傳統數據中心,AIDC更專注于提供算力服務,其能源消耗呈倍數增長;與此同時,隨著算力密度不斷提高,對能源設備的功率密度、散熱方式提出了更高要求。
國際能源署今年4月發布的報告顯示,到2030年,全球數據中心的電力需求將增長1倍以上,達到約945太瓦時(TWh);AI是這一增長的主要驅動力,預計到2030年,AIDC的電力需求將增長四倍以上。業內人士認為,AIDC的高速發展,始終離不開電力供應安全、經濟、綠色三大核心需求。周文聞表示,AI應用的普及正推動AIDC能源需求向多維度升級。“在此過程中,AIDC能源供應的經濟性成為市場首要考量目標。綠色低碳發展的大趨勢,則利好風光等可再生能源、核電、儲能在AIDC領域的規模化應用。而電力供應的安全保障,更需要成熟可靠的能源管理平臺作為AIDC能源的操控中樞。”周文聞說。
構建AIDC綠色供能體系
AIDC高算力需求帶來的能耗問題受到市場關注,推動AIDC供能體系向綠色、高效轉型已成為行業共識。
“AIDC主要依靠GPU運算提供模型訓練服務,單機柜功耗從傳統數據中心的4千瓦到8千瓦增長至目前的100多千瓦,未來可能增至300千瓦到500千瓦乃至1兆瓦。”雙登集團相關負責人表示,單機柜功率的大幅提升,直接導致數據中心總能耗增加,對供電系統提出更高要求,同時增加了碳減排壓力。
政策層面不斷加大對數據中心綠色低碳發展的引導。2024年,國家發展改革委等四部門聯合印發《數據中心綠色低碳發展專項行動計劃》,提出到2025年底,全國數據中心平均電能利用效率降至1.5以下,新建大型和超大型數據中心電能利用效率降至1.25以下,可再生能源利用率年均增長10%;到2025年底,國家樞紐節點新建數據中心綠電占比超過80%。今年7月,國家發改委、國家能源局發布《關于2025年可再生能源電力消納責任權重及有關事項的通知》,進一步將數據中心納入重點用能行業綠色電力消費監測范圍。
AIDC綠色供能需求催生能源產業鏈技術創新與產品迭代機會。從碳減排角度看,AIDC減排主要通過采用綠色能源來實現。“AIDC的碳排放主要包括,IT設備生產制造過程中產生的碳排放,以及AIDC運行過程中消耗電力的碳排放,后者是主要排放源。”周文聞告訴記者,采用部分清潔能源并結合儲能技術的AIDC要比使用傳統能源的AIDC碳排放降低20%至40%。因此,采用綠色能源替代傳統能源,包括使用核能、風能、太陽能,并結合儲能的供能方式,是AIDC綠色供能體系建設的主要路徑。
此外,周文聞介紹,在節能降碳方面,有幾大技術迭代方向值得關注。“為減少能源傳導損耗,產業鏈企業一直在研究AIDC的直流供電和配電的方案,盡量減少直流轉交流、交流轉直流過程中帶來的能源損耗和轉換成本。為減少熱量損失,傳統的余熱回收技術將逐漸轉變為冷熱轉換系統,讓熱量在整個機房內部充分利用。此外,傳統的柴油發電機結合不間斷電源(UPS)的模式將逐漸被多樣化的儲能方案替代。”周文聞說。
儲能方面,商道縱橫合伙人曹原介紹,AIDC的儲能技術路線目前較為多元,包括業內認為較為安全的鉛炭電池和大型的釩液流電池,以及模塊化的鋰電池、鈉電池。儲能方案應兼顧安全與經濟要求,還需經市場驗證后形成相應標準。
推進算電協同
算力的盡頭是電力,而算力也可以優化電力調度。
華為發布的“2025數據中心能源十大趨勢”認為,未來,算電協同將成為數據中心建設新模式,推動數據中心可持續發展。數據中心作為源網荷儲的載荷環節,能與電網聯動,通過調頻調峰提高出電率,同時根據AI訓練、推理需求進行負載靈活調度,實現綜合效率最優。
周文聞介紹,陽光慧碳今年推出了iCarbon for AIDC場景解決方案,已經在華南、華東等地的AIDC使用,核心目標是通過AI技術讓AI算力變得更綠色。“我們在這些AIDC機房的能源管理和冷熱系統上大量應用了AI技術,配合儲能等關鍵電力電子轉換設備,通過算法來尋找機房內部能源分配和冷熱分配的最優解。國際市場方面,我們在歐洲積極布局相關場景,與當地合作伙伴共同拓展市場。”周文聞說。
曹原表示,國際上,大型互聯網公司正在采用虛擬電廠技術實現多個數據中心間的算力調用。如微軟和谷歌基于電力成本和碳足跡的考量,進行不同地理位置的算力調度,將算力響應任務分配給可再生能源豐沛的數據中心,用算力調度替代電力調度。
東吳證券研報認為,在電力交易市場化以及綠電加快消納背景下,虛擬電廠商業模式將形成閉環。虛擬電廠是用戶側能源聚合和調度的大腦,有望迎來落地的爆發期,擁有充電站、光伏、儲能等源荷資源的售電公司、綜合能源服務商、充電場站等或成為這一領域的首批玩家。
此外,曹原建議,在推進算電協同的過程中,需將算力規劃與電力規劃統籌考量,尤其要確保算力節點布局與綠色電力大基地的選址及送電線路相匹配;對于不具備配建綠電電源條件的地區,盲目規劃AIDC選址并不合理。
周文聞認為,“十四五”時期,能源改革的重點在供能側,因此在風光領域誕生了一批優秀的中國企業,它們在全球新能源產業領域走在前列。“十五五”時期,能源改革的重點將轉移到用能側,加上AI應用的普及,在虛擬電廠、零碳園區、新型電力系統、離網系統等領域有望誕生一批獨角獸企業。