点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:实现“双碳”目标,算力需与电力协同
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

实现“双碳”目标,算力需与电力协同

来源:科技日报2021-11-11 09:41

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  国务院近日印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出,重点实施能源绿色低碳转型行动、实施节能降碳增效行动等“碳达峰十大行动”。加强以数据中心为代表的新型基础设施节能降碳,推动数据中心使用绿色能源供电,不仅可以促进通信业节能减排,还可以促进能源绿色低碳转型,推动新型电力系统建设,实现“双碳”目标下的“算力+电力”协同。

  算力支撑新型电力系统建设

  新型电力系统建设中,电力生产将从集中式拓展到分布式,大规模集中式的新能源电站和海量分布式发电站将按资源的可获取性和经济性因地制宜建设与广泛接入。因此,应加强利用数字化技术手段,依托分布式边缘算力和集中式大规模算力,精准实施灵活广泛高效的能源资源优化监控和优化运行管理,充分发挥能源电力消费需求侧响应资源作用,为最大限度接入新能源服务。

  其中,大型算力中心是支撑新型电力系统的核心基础设施,将储存和处理海量电力运行数据和设备信息,为基于大数据和人工智能技术的电网的运行分析、运行优化、风险预测等场景提供算力支撑;而分布式边缘计算数据中心其优势在于本地计算和低时延的响应,可以将更多计算处理过程在本地完成,大大提升处理效率,在减轻云端压力的同时保障本地数据的安全性,为用户提供更快的响应服务。

  绿色发展要加强算力与电力有机协同

  提供算力的数据中心由于自身的高耗电性是能源消耗和二氧化碳排放大户。以北京市为例,数据显示,2021年北京市现有数据中心机柜约占全国总量的10%到12%,数据中心总功率约占全市平均供电负荷8%。数据中心过快增长不仅给北京市碳排放指标带来压力,还给供电安全运行带来挑战。

  此外,数据中心为了保障自身可靠运行,配置了不间断电源和备用发电机组,其容量基本与数据中心最大用电功率相同。以广东省为例,截至2020年底,广东省已投产和已通过节能审查的在建拟建的2.5千瓦标准机柜高达150万个,其不间断电源和备用发电机组总容量可以达到375万千瓦,按照储能双向调节能力测算,则可达到750万千瓦的调节能力,超过广州市用电负荷峰值2000万千瓦的三分之一。由此数据可以看出,数据中心所具有的电力灵活性资源具有潜在可用性高、容量大等特征。

  为此,数据中心一方面可以加大使用风电、光伏等新能源电力资源,促进新能源更高比例的利用;另一方面可充分利用数据中心电力灵活性特征,通过市场机制,结合先进信息技术,激活并实现沉睡资源的时空聚合,逐步走上绿色低碳发展的道路。

  技术、顶层规划和管理制度需不断完善

  随着数字经济的发展,算力增长将成必然趋势,而算力的高耗能属性也决定了其与电力存在紧密的相互支撑关系,“算力+电力”有机协同的演进过程不仅需要技术上的推进,也需要顶层规划和管理制度上的不断完善。

  首先,需要物理信息技术的支撑。一是需要升级不间断电源和备用电源的管控技术,包括设备状态监测、通道状态监测、行为记录、效果评价、信息交互、联动管控等。二是需要应用区块链技术,其分布式存储,防篡改等特点使其非常适合多主体、多地点、多要素的“算力+电力”协同模式。通过区块链技术将数据中心算力网的灵活性资源上链,以智能合约方式固化“算力+电力”协同的定量认证、收益分配等涉及主体间建立信任的核心要素。为了解决相关技术难题,清华大学能源互联网创新研究院提出“算力+电力”的协同发展创新理念,积极推动实施相关技术研究,开展SPEAR示范工程建设。

  其次,需要进行“算力+电力”统筹规划。东数西算(算力)和西电东送(电力)要有机协同。中国大多数新能源分布在西北、西南地区。数据中心则分布在东部的北上广深等发达地区。东部的产业发达,但能源和算力资源紧张。中西部地区能源和算力资源丰富,但是并未充分利用,数据中心机柜上架率低。通过统筹规划,优化算力与电力基础设施和应用的时间和空间布局,匹配实时与非实时、可变与刚性的电力供给和算力需求,有助于形成数据、业务按需和按经济效益配置、有效共享的算力分布,同时促进西北、西南地区新能源的本地消纳及数据中心实现绿色低碳发展。

  最后,需要制度上的不断创新。目前数据中心建设规范和导向重点关注评价数据中心能源效率的指标(PUE)等电力使用效率指标,没有数据中心的电力灵活性资源指标。简单地鼓励数据中心采购新能源零碳电力,而自身用电需求保持刚性,是把新能源波动性的负担交给外部系统,在新型电力系统中,各主体均应承担一定的责任和义务。一是可以改变传统思路,在数据中心建设和运行规范中,加入不间断电源和备用电源全部或者部分作为电力灵活性资源的规定。二是要形成有效激励机制,并通过顶层设计和政策引导,促进数据中心运维与数据中心资产剥离,催生新数据行业生态,促使算力调度商、数据中心运维服务商延伸为电力负荷聚合商、电力灵活性资源提供商,积极参与到电力交易与辅助服务市场中。

  (高峰系清华大学能源互联网创新研究院副院长、研究员,杨乔尹系清华大学能源互联网创新研究院副研究员,余芸系南方电网数字电网研究院有限公司平台安全分公司总经理)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平出席APEC第三十二次领导人非正式会议

  • 2025北京马拉松举行

独家策划

推荐阅读
HPV疫苗自2025年11月10日正式纳入国家免疫规划,2011年11月10日后出生的满13周岁女孩可以免费接种双价HPV疫苗。
2025-10-31 10:16
近日,飓风“梅利莎”横扫加勒比地区,成为近年来影响该地区最猛烈的飓风之一。
2025-10-31 10:14
10月30日下午,在中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所),得知同事张洪章即将到“太空”出差的好消息,科研人员纷纷送上祝福:“好好照顾自己,好好完成任务。
2025-10-31 10:02
据新一期《天体物理学快报》报道,LIGO-Virgo-KAGRA国际合作组织宣布,他们在去年10月和11月探测到两起极为特殊的、由黑洞并合产生的引力波事件,分别命名为GW241011和GW241110。
2025-10-31 09:59
记者从生态环境部获悉:今年前三季度,我国环境空气质量和地表水环境质量总体持续改善。从重点区域来看,京津冀及周边地区“2+36”城市PM2.5平均浓度为33.0微克/立方米,同比下降15.6%;平均优良天数比例为73.5%,同比上升8.5个百分点。
2025-10-31 09:57
执行神舟二十一号载人飞行任务的航天员乘组由张陆、武飞、张洪章3名航天员组成。张陆担任指令长。
2025-10-30 13:03
记者10月29日从国家统计局获悉,根据国家统计局社科文司《中国创新指数研究》课题组测算,2024年中国创新指数为174.2(以2015年为100),比上年增长5.3%。
2025-10-30 10:15
绿氨作为绿氢核心载体与低碳原料,正成为钢铁、化工等高耗能行业实现深度脱碳的关键路径。
2025-10-30 10:12
记者10月29日从水利部获悉,由水利部制定的国家标准《幸福河湖评价导则第1部分:流域面积3000km2以下(含)河流》经国家标准化管理委员会批准正式发布,将于2026年5月1日起全面实施。
2025-10-30 10:06
截至2025年3月,全国已建成66处国家级智能化示范煤矿、200余处省级示范煤矿,拥有1806个智能化采掘工作面,智能开采产能占比超过50%,1.6万余个固定岗位实现无人值守。
2025-10-30 10:04
为全面反映我国在应对气候变化领域的政策行动和工作情况,29日,生态环境部发布《中国应对气候变化的政策与行动2025年度报告》并举行新闻发布会。
2025-10-30 10:00
亚太经合组织(APEC)第三十二次领导人非正式会议将于10月31日至11月1日在韩国庆州举行。
2025-10-29 10:12
近日,中国科学院金属研究所戎利建研究员团队利用自主研发的纯净化制备技术,成功实现了高纯净吨级哈氏合金C276的工业化生产。
2025-10-29 09:36
截至今年6月,我国生成式人工智能用户规模达5.15亿人,普及率为36.5%,仅上半年,用户规模就增长了2.66亿人。
2025-10-29 09:35
当掌勺者从有体温的师傅变成由代码驱动的机器,以人和环境为核心的传统监管模式也面临着新情况。
2025-10-29 09:35
今年年产量首次突破150万吨,创历史同期最高水平,这标志着我国页岩油开发从技术探索迈向规模化、稳定产出的新阶段。
2025-10-29 09:33
相信很多人都曾有过这样的体验:临睡时刻,总觉得口干舌燥,害怕会频繁起夜,但又忍不住想大口喝水。每当此时,一些人不免会担心,是不是身体出什么问题了?
2025-10-29 09:32
10月28日,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》全文发布。
2025-10-29 09:31
资料图片  深秋,去往宁夏吴忠市盐池县马儿庄村的乡道上,簌簌黄叶生出几分萧瑟。张文攀摄/光明图片  如今,马儿庄村有滩羊养殖专业合作社8家,全村滩羊年饲养量5万只,远高于封山禁牧前。
2025-10-28 08:57
培养什么人、怎样培养人、为谁培养人,是教育的根本问题,也是摆在新时代医学教育面前的重要课题。“卓越”与“有温度”相辅相成,互相支撑,共同构筑新时代医学人才的素养基石。
2025-10-28 08:55
加载更多