中國儲能網(wǎng)訊：國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)進入高峰期后，來自能效提升、政策合規(guī)等方面的壓力逐漸顯現(xiàn)。
在近日召開的低碳能源驅(qū)動綠色數(shù)據(jù)中心研討會上，中國通信工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)中心委員會技術(shù)委員、廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司副院長鐘歆表示，智算算力部署將成為算力部署主流。在“雙碳”背景下，頭部客戶基地型數(shù)據(jù)中心體量紛紛超過200MW；算力增長與能耗、數(shù)據(jù)中心能源管理挑戰(zhàn)、應(yīng)對數(shù)據(jù)中心能源挑戰(zhàn)的措施，將成為產(chǎn)業(yè)參與方關(guān)注的重要議題。
西門子能源有限公司電網(wǎng)科技集團總經(jīng)理王肩雷提醒，數(shù)據(jù)中心行業(yè)正面臨復(fù)雜工況下的高可靠性、波動性低碳能源的穩(wěn)定供給、節(jié)能增效與成本優(yōu)化平衡，以及高算力密度帶來的空間挑戰(zhàn)等重要課題。未來，數(shù)據(jù)中心的競爭力將取決于可靠性、安全性、經(jīng)濟性與可持續(xù)性的“四維平衡”。
算力爆炸增長 數(shù)據(jù)中心向算力中心演進
2022年ChatGPT商用掀起AIGC浪潮，頭部企業(yè)快速推進大模型研發(fā)及應(yīng)用，帶動中國大模型訓(xùn)練需求快速增長。2025年1月，DeepSeek引發(fā)的大模型應(yīng)用快速增長，推動推理端智算算力需求猛增。數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展下，數(shù)字中心作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的核心載體，規(guī)模與需求持續(xù)提升。
2025數(shù)博會最新數(shù)據(jù)顯示，截至7月底，全國智算總規(guī)模78萬Pfops，位居世界第二。預(yù)計今年年底，數(shù)字經(jīng)濟增加值有望達到49萬億元左右，占GDP比重將達到35%左右。數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重，將提前完成“十四五”規(guī)劃目標。
“預(yù)計2025年-2027年，在智算算力部署需求拉動下，中國智算中心需求增量將達到10.5GW，整體數(shù)據(jù)中心需求增量將達到13.8GW，數(shù)據(jù)中心將迎來新的擴張期?！辩婌ьA(yù)測。
在其看來，生成式AI帶動人工智能產(chǎn)業(yè)革命，正牽引智能算力呈現(xiàn)爆炸式增長。算力每5個月翻一番的驚人增速，正推動數(shù)據(jù)中心向智算化加速演進。傳統(tǒng)IDC（即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，數(shù)字經(jīng)濟的算力底座，新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表）向智算中心AIDC（即智算中心）演進，算力網(wǎng)絡(luò)概念逐漸清晰，通算、智算、超算呈一體化發(fā)展，數(shù)據(jù)中心向算力中心演進。
同時，節(jié)能技術(shù)手段不斷突破，中小型算力中心大幅增加。未來2年—3年后，大型基建項目投資放緩，中小規(guī)模算力中心大幅增加。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的智算化改造加速，建成的數(shù)據(jù)中心智算化改造是當前不少用戶的痛點。
“數(shù)據(jù)中心能耗巨大。未來，政策上將從能耗總量和強度雙控，向碳排放轉(zhuǎn)變。特別是在樞紐節(jié)點，‘源-網(wǎng)-荷-儲’項目的整體統(tǒng)籌規(guī)劃，綠色數(shù)據(jù)中心，零碳園區(qū)的新技術(shù)應(yīng)用將不斷演進。”鐘歆分析道。
鐘歆表示，新技術(shù)應(yīng)用上，正實現(xiàn)從風冷到液冷的演進。超算之后，隨著智算中心的普及，單機柜功率繼續(xù)不斷提升，促進了近年來液冷技術(shù)應(yīng)用的興起。與此同時，氫燃料電池、燃氣輪機等的耦合加速應(yīng)用。在數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)面臨高可靠性、綠色低碳轉(zhuǎn)型和供能穩(wěn)定性三重挑戰(zhàn)的背景下，燃氣輪機展現(xiàn)出獨特的解決方案價值。氫能、綠色染料和碳捕集技術(shù)的耦合，有望進一步支撐數(shù)據(jù)中心的深度脫碳轉(zhuǎn)型。
競爭格局生變 電力設(shè)施升級成關(guān)鍵瓶頸
全球范圍內(nèi)，人工智能正在重塑經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)格局，成為推動全球數(shù)據(jù)中心擴張的核心動力。而數(shù)據(jù)中心電力需求增速正迅速趕超傳統(tǒng)工業(yè)，成為能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型不可忽視的關(guān)鍵變量。
“中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)在能源轉(zhuǎn)型方面，主要面臨四大重點課題。”王肩雷向中國工業(yè)報記者分析。
第一，電力基礎(chǔ)設(shè)施升級成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國際能源署提出，若未能及時升級現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施，約20%的數(shù)據(jù)中心規(guī)劃項目或?qū)⒃庥鼋ㄔO(shè)延期。因此，我們一直積極參與中國電網(wǎng)建設(shè)，包括高壓直流（HVDC）等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與合作，助力提升跨區(qū)域輸電能力和系統(tǒng)韌性。
第二，綠電獲取難度高。盡管“東數(shù)西算”國家戰(zhàn)略推動了算力向西部可再生能源富集區(qū)布局，但區(qū)域綠電分布不均衡、局部電網(wǎng)調(diào)峰能力有限，數(shù)據(jù)中心的綠電使用率不高。提升跨區(qū)域輸送能力是解決這一問題的關(guān)鍵。
第三，能效提升也是一個重要課題，涉及了高算力密度帶來的空間壓力，也面臨穩(wěn)定低碳能源供給不足的情況。隨著人工智能算力任務(wù)對計算密度、持續(xù)運行時間和電力消耗提出更高要求，算力基礎(chǔ)設(shè)施的升級需要空間-電力-散熱管理的一體化設(shè)計，推動供電設(shè)備向小型化、高能效、模塊化方向發(fā)展。此外，數(shù)據(jù)中心長期處于高負載運行狀態(tài)，對電力穩(wěn)定性和連續(xù)性有著極高的要求，同時還需要兼顧不斷提高的綠電，因此，負荷側(cè)必須部署大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)來承擔削峰填谷、穩(wěn)定電壓和應(yīng)急保障等功能，這將進一步增加整體系統(tǒng)的復(fù)雜性。
第四，隨著國家將數(shù)據(jù)中心列為節(jié)能降碳重點領(lǐng)域，并提出明確的階段性目標，運營商正加快推進技術(shù)升級和運營模式轉(zhuǎn)型，以更好應(yīng)對政策要求。例如2025年新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超80%、能源利用效率PUE降至1.25以內(nèi)。
低碳能源的快速發(fā)展，有望重塑數(shù)據(jù)中心行業(yè)競爭格局。對此，王肩雷表示，這主要體現(xiàn)在技術(shù)門檻提升、區(qū)域分化加劇、商業(yè)模式創(chuàng)新3個方面。
低碳能源驅(qū)動要求數(shù)據(jù)中心具備綠電供應(yīng)、多能互補、零碳供電設(shè)備、智能調(diào)度和碳管理能力，傳統(tǒng)單一供電模式將逐步被淘汰，具備全生命周期能源解決方案能力的企業(yè)將符合發(fā)展趨勢。
西部可再生能源富集區(qū)（如寧夏、內(nèi)蒙古）憑借綠電成本優(yōu)勢，可以吸引高耗能數(shù)據(jù)中心集聚；東部地區(qū)則通過微電網(wǎng)、儲能等技術(shù)提升供電可靠性，形成差異化競爭。
數(shù)據(jù)中心從“能耗中心”向“產(chǎn)消者”轉(zhuǎn)型，通過余熱利用、綠電交易、碳資產(chǎn)開發(fā)等增值服務(wù)，創(chuàng)造新收入來源，實現(xiàn)商業(yè)模式的創(chuàng)新。
“中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)面臨全新發(fā)展機遇，主要體現(xiàn)在快速增長的市場前景、技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動能效升級、綠電交易市場擴容等方面。西門子能源將聯(lián)合綠電供應(yīng)商、碳交易機構(gòu)等產(chǎn)業(yè)鏈上下游，打造低碳數(shù)據(jù)中心生態(tài)圈，參與制定國家綠色數(shù)據(jù)中心標準，推動行業(yè)規(guī)范化發(fā)展?！蓖跫缋渍f。
北美地區(qū)領(lǐng)先 合規(guī)壓力成本上漲仍掣肘
相較中國，北美在數(shù)據(jù)中心容量和收入方面領(lǐng)先，占全球市場份額超過四成。
普華永道預(yù)測，全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)正呈現(xiàn)指數(shù)級增長，預(yù)計到2027年投資規(guī)模將達到1萬億美元，AI、大模型訓(xùn)練、邊緣計算和綠色能源轉(zhuǎn)型是主要驅(qū)動力。這一趨勢在北美尤為明顯。
AI驅(qū)動下，以美國、加拿大、墨西哥為主的北美地區(qū)算力快速增長。與此同時，電力需求猛增。2023年，美國數(shù)據(jù)中心的電力消耗占全國總發(fā)電量的4.4%，有望在2028年增至8%。未來五年內(nèi)，美國數(shù)據(jù)中心的電力需求預(yù)計將增長50%至150%。同時，加拿大的數(shù)據(jù)中心電力需求預(yù)計到2029年將從750MW增長到1160MW。
北美數(shù)據(jù)中心市場由微軟、谷歌、Meta三家超大規(guī)模運營商主導(dǎo)，占據(jù)北美AI算力采購量的78%。
有行業(yè)分析預(yù)測，到2035年，美國數(shù)據(jù)中心總電力負荷將從2024年的約34.7GW增至78.2GW，占全美電力需求的8.6%，AI數(shù)據(jù)中心將成為電力需求增長的主要驅(qū)動力。
記者獲悉，北美數(shù)據(jù)中心在主要區(qū)域分布上，主要呈現(xiàn)“PJM地區(qū)集中度占49%，西部新興市場崛起，加拿大極地布局加速，墨西哥邊境樞紐化”等特點。
美國東北部PJM電網(wǎng)覆蓋區(qū)域（包括弗吉尼亞州“數(shù)據(jù)中心走廊”）承載了近半數(shù)據(jù)中心容量，這受益于該地區(qū)穩(wěn)定電力供應(yīng)和政策支持。
西部市場中，俄勒岡州、內(nèi)華達州因可再生能源豐富，吸引了超大規(guī)模項目，特斯拉Dojo超算已部署至全美充電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了邊緣計算節(jié)點覆蓋。
加拿大魁北克省利用水電資源建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，微軟在北極圈內(nèi)部署了模塊化數(shù)據(jù)中心以降低冷卻能耗。
墨西哥邊境呈現(xiàn)樞紐化趨勢。墨西哥北部城市憑借土地成本優(yōu)勢，成為跨國企業(yè)的備份數(shù)據(jù)中心選址熱點。
談及北美地區(qū)數(shù)據(jù)中心技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，有專家表示，主要呈現(xiàn)三大特點：
第一，GPU集群異構(gòu)架構(gòu)上，亞馬遜已部署基于NVIDIA H100的超級計算集群，單集群包含20000顆GPU，支持千億參數(shù)大模型分布式訓(xùn)練，時延優(yōu)化至微妙級。
第二，邊緣AI推理節(jié)點上，微軟Azure Stack Edge在北美部署超800個邊緣站點，將AI推理能力下沉至離數(shù)據(jù)源5公里范圍內(nèi)，自動駕駛數(shù)據(jù)處理延遲從200ms降至15ms。
第三，云原生AI開發(fā)平臺上，谷歌Vertex AI集成超300個預(yù)訓(xùn)練模型，支持自動ML管線編排，使企業(yè)AI應(yīng)用開發(fā)周期從6個月壓縮至兩周，北美金融客戶采用率達73%。
盡管北美數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展迅速，但能源消耗、可持續(xù)性、合規(guī)監(jiān)管以及成本控制仍是長期課題，行業(yè)需要在技術(shù)創(chuàng)新與綠色轉(zhuǎn)型中尋找平衡。
