夜雨聆风
算电协同,AI算力与新型电力系统的HALO共振
全文摘要1、算电协同核心内涵与架构·算电协同提出背景：传统简单算力供能模式已不可持续，算电协同的核心目标是实现比特与瓦特的时空耦合。·算电协同定义与逻辑：算电协同并非简单的供电改善，而是算力与电力系统的深度融合模式，核心特征可从三方面梳理：a. 基础平台层面，以新型电力系统和全国一体化算力网为核心基石；b. 本质逻辑层面，核心是算力系统对电力系统实现深度感知、动态响应、反向驱动；c. 全链条覆盖层面，涵盖源、网各环节全过程，算力中心不再是被动用能方，可转变为具备时间和空间调节能力的柔性负荷。·算力痛点与协同价值：AI技术爆发式增长推动全球算力规模年均增速超30%，高速扩张带来两大核心痛点：一是能耗压力激增，预计2030年我国数据中心年耗电量将突破4000亿千瓦时，占全社会用电量的4%；二是资源空间错配，算力基础设施主要集中在东部负荷中心，依赖化石能源供能，西部新能源富集区却面临算力需求不足的问题，影响绿电消纳。算力中心的灵活负载特性可破解这一困局，通过AI调度算法将非实时计算任务转移至绿电富余时段，理论上可提升新能源消纳率15%以上。·全链条方案与技术架构：算电协同本质是覆盖源网荷储的全链条系统性解决方案：源侧融合风、光、水等可再生能源构建清洁供能体系，网侧构建广域智能输电网络，通过输配一体的能流调控系统实现电能跨区协调与精准传输，荷侧引入算力负载预测与自适应调度策略实现任务电耗负载的动态转移与均衡调控，储侧部署灵活储能单元支撑高波动负载下的稳定供能。技术实现层面的功能架构共分为基础设施层、数据接入层、智能决策层、应用服务层、安全保障层五个层级。2、算电协同核心驱动力·政策端驱动力：国家战略布局引领算电协同产业发展方向，我国持续出台算力电力协同发展相关政策，算电协同成为重点发展任务。2024年政府工作报告进一步明确实施超大规模智算集群、算电协同等新基建工程，一系列政策密集出台、层层递进，有力推动算力和电力的深度协同与高质量发展。·产业端驱动力：大模型训练推动算力需求呈指数级激增，直接导致算力能耗持续攀升。前沿AI模型训练的峰值电率需求每年以2.2~2.9倍的速度膨胀，算力能耗压力日益凸显。同时，算力中心用电增速显著高于全社会用电量增速，用电占比呈稳步上升态势，2024年全球数据中心用电量已占全球总用电量的1.5%，且增长势头持续。人工智能作为算力增长的核心驱动力，其广泛应用将进一步推高算力能源消耗。根据国际能源署预计，到2030年全球数据中心耗电量将接近日本全年用电总量，算力用能增长问题亟待应对。充足可靠、安全稳定、经济节约、绿色低碳，已成为算力产业可持续发展对电力供应的核心诉求。·基建端驱动力：算电协同是新型电力系统构建的关键路径。我国新型电力系统以新能源为主体，呈现高比例可再生能源、高比例电子电力设备的双高特征，截至2024年底可再生能源装机占比达56%。但新能源出力受气象条件制约，具有明显波动性和不确定性，新能源消纳压力持续加大，传统源随荷动的调度模式已难以适应新形势，电网急需向源网荷储协同互动转型。算力负载具备独特的时空灵活调度潜力：空间上可将计算任务转移至风光资源丰富区的算力中心执行，实现可再生能源就近就地消纳；时间上可通过训练任务错峰调度实现柔性用网，增强电网调峰能力，算电协同由此成为破解新能源消纳难题、构建新型电力系统的重要选择。3、算电协同产业链分析·上游能源供给环节：上游包含发电端与储能端，是筑牢绿色电力的基石：发电端负责提供光伏、风电等清洁能源，储能端通过灵活充放电平滑新能源波动，共同为算力运行筑牢能源基础。针对东西部资源失衡问题，产业端一方面推动算力向西部绿电富集区迁移的“源随荷转”模式，另一方面推广东部数据中心自建分布式绿电的“源随荷建”模式。当前算力中心储能正向新型储能系统转变，容量、成本是规模化应用的主要制约因素。储能建设按应用场景分为电源侧、电网侧、负荷侧三类模式，算力中心正探索以锂电池、液流电池、氢储能等储能系统替代传统柴油发电机作为备用电量，这类方案可在提供环保高效应急电力供应的同时，通过参与电网调峰创造额外收益。目前公司算力中心储能仍面临容量难以匹配兆瓦级需求、初期投资较高等瓶颈，未来需研发大容量、高安全性的储能系统，探索集群间储能共享机制，提升设备利用率和投资效益。·中游传输调度环节：中游由电网方和上网运营方构成传输与调度的核心枢纽：电网方通过需求响应、电力市场交易等手段保障电网运行安全，电网运营方依托智能调度平台动态感知算力状态，将算力负载调度到最优资源节点，是连接比特和瓦特的桥梁。算力中心对供电系统的稳定性、可靠性要求极高，需针对算力中心用户开展专门的高可靠供配电网设计与技术应用，保障电力供应稳定安全。算力中心是兼备时间、空间调节潜力的特殊柔性负荷，不同于仅具备时间维度调节能力的常规负荷，其可通过算力网络将负载转移至其他服务器运行，通过联合引导算力负载的执行时间与地点，既能有效增强电力系统运行灵活性，也可降低算力中心自身用电成本。·下游算力消费环节：下游数据中心既是算网融合的深度也是绿色电力的规模消费者。人工智能是算力增长的主要驱动力，未来人工智能广泛应用后将消耗更多能源，应用绿色电力是算力企业低碳转型的关键。政策层面，2023年12月国家发改委相关政策提出到2025年底国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超80%的目标，加快了数据中心绿电应用的步伐。企业层面，多家互联网和IT企业陆续发布目标，承诺2030年实现100%使用可再生能源；根据各企业ESG数据报告，2023年阿里巴巴自建数据中心清洁能源占比为53.9%，万国数据为38%，腾讯为12.4%。当前业界绿电应用距离100%使用可再生能源的目标仍有差距，但行业正持续扩大绿色电力应用，未来随着绿电消费责任主体进一步明确，有望激发巨大的绿电需求潜力。4、算电协同投资方向梳理·核心投资标的梳理：算电协同投资方向梳理围绕电力、储能、算力三个核心赛道展开，梳理内容包括各赛道对应的相关指数、匹配的ETF产品，以及各产品的收益特征与配置价值。三链协同是构建新型电力系统的关键路径，也是重点看好的主要主题投资方向。各赛道的具体对应标的及特征如下：a. 电力赛道对应中证全指电力公用事业指数，相关对应产品为电力ETF，该产品侧重稳健性和高股息属性；b. 储能赛道对应国证新能源电池指数，相关对应产品为储能电池ETF，相关产品具备高弹性和景气上行特征；c. 算力赛道对应中证云计算和大数据主题指数，相关对应产品为云计算ETF，相关产品在AI浪潮下呈现极强的收益弹性。
文章内容
文琳编辑
免责声明：转载内容仅供读者参考，观点仅代表作者本人，不构成投资意见，也不代表本平台立场。若文章涉及版权问题，敬请原作者添加wenlin-swl 微信联系删除。
为便于研究人员查找相关行业研究报告，特将2018年以来各期文章汇总。欢迎点击下面红色字体查阅！
提供每日最新财经资讯，判断经济形势，做有价值的传播者。欢迎关注
公众号：就业与创业
提供宏观经济下的行业现状及区域地方经济发展机遇的信息；分享案例，为就业与创业的选择、定位解决疑惑，并提供帮助。 点击下方可看
