在数字经济与能源革命深度融合的时代背景下,算力与电力协同发展具有战略意义。当前,算电协同面临技术、标准和机制等多方面挑战,同时在政策和市场的驱动下发展前景广阔。算电协同将以智能化、绿色化为驱动,形成“用算力消纳绿电、用绿电驱动算力”的双向赋能格局。
算力与电力协同是数字化转型与能源革命交汇的必然结果
算力与电力协同是数字化转型与能源革命交汇的必然结果,更是影响国家竞争力和产业格局演进的重要因素。
算力与电力本质上是一种强耦合关系。一方面,算力是电力的直接消费者;另一方面,算力也可以成为电力系统的“调节器”。算电协同将推动算力与电力的供需关系从“单向消耗”转变为“双向赋能”。这一发展模式具有三重价值。一是支撑实现“双碳”目标与建设新型能源体系。算力负荷可稳定消纳新能源电量,推动能源系统低碳转型。二是驱动数字经济高质量发展。算电协同可降低算力基础设施运行成本,从而推动人工智能等新兴产业在更大范围落地。绿色算力的普及将推动数字经济高效能、低能耗、可持续发展。三是塑造国际竞争新优势。依托在新能源与算力方面的优势,输出绿色标准与产业模式,有助于我国在数字经济时代塑造新的比较优势。
当前,我国算力总规模位居世界第二,智能算力占比快速攀升;已构建起全球最大、发展最快的可再生能源体系,可再生能源发电装机占比由40%提升至60%左右,为算电协同打下坚实基础。我国算电协同已进入政策完善与实践加速阶段。政策层面,我国形成了从指标约束到系统协同的完整体系,明确2025年国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超80%等关键目标;行业实践中,国家电网有限公司、阿里巴巴、中国联通等企业开展跨区域调度、协同定价技术创新等试点,青海建成全国首个清洁能源和绿色算力调度中心。
挑战体现在区域结构失衡、技术体系分散、标准与市场机制缺失等方面。东部地区算力需求旺盛但能源供给相对紧张,西部地区清洁能源富集但算力需求不足,形成结构性矛盾。算电一体化调度算法尚处于探索阶段,缺乏兼顾能耗、时延、成本和碳排放的多目标优化方案,边缘设备智能化水平不足。跨域调度接口、数据互通和安全机制尚未统一,算力市场与电力市场的耦合机制仍在试点探索。
算电协同需从规划、技术、市场等方面发力
推进算电协同需从规划、技术、市场三个维度协同发力,构建全方位发展框架。规划协同为顶层架构提供方向,技术协同为落地实施提供工具,市场协同为持续运行提供动力。
规划协同层面,实施全局性布局与系统性整合。国家层面统筹“东数西算”“西电东送”协同落地,明确东部算力消费中心、西部绿色供能基地、跨区传输网络枢纽的功能定位;区域层面因地制宜发展,西部建设绿色算力集群,东部建设分布式光储数据中心,中部打造调度枢纽;城市与园区层面构建微电网与源荷储系统,形成就地供能、就地消纳闭环。
技术协同层面,实现从单一优化到系统级创新。电源侧构建风光水储氢多元清洁能源体系,实现算力基础设施的绿色供能与源头减碳;电网侧提升智能互联与跨区调度能力,推广应用大规模感知监测与柔性预测技术;算力设施侧推广液冷散热、异构资源池化等技术,优化能效与供电保障;用户侧创新弹性供给、储能聚合、虚拟电厂等模式,激发市场活力。构建全链条技术支撑体系需重点突破异构算力纳管、多能互补调度等关键技术。
市场协同层面,完善机制创新与激励体系。算电协同落地需要建立绿电交易与算力调度联动机制,推动电力现货、辅助服务等多元市场建设,引入绿电消费凭证与碳配额制度;发展算电一体化综合能源服务,实现算力与能源服务深度融合;健全标准体系与监管框架,保障市场公平高效运行。
未来有望构建“源网荷储算”一体化智能基础设施
展望未来,随着全国一体化算力网络和新型电力系统建设的加速推进,算电协同有望朝着体系结构一体化与智能化、运行机制市场化与自治化、发展模式绿色化与融合化方向演进,逐步实现从局部试点到体系贯通的跨越,构建起“源网荷储算”一体化智能基础设施。
前沿技术方面,异构算力统一建模、生成式智能决策、全周期数字孪生、高可信算电交易等七大关键技术的突破将为构建安全、绿色、高效、可信的算电一体化体系打下技术基础。在底层,异构资源统一纳管与多能协同调度支撑实现算力、电力与网络资源的有序融合与优化匹配;在中层,智能感知、生成式智能决策与数字孪生支撑实现算电系统的实时预测、自适应优化与自主控制;在顶层,区块链驱动的多要素可信交易体系支撑构建开放、公平、可追溯的算电价值循环机制。
面对算电协同的机遇与挑战,需在政策体系、标准体系与创新体系三个层面形成系统布局,构建从顶层设计到技术落地的全链条支撑框架。政策层面需强化顶层设计,制定国家级发展路线图,成立跨部门协调机制;完善标准体系,统一接口规范、认证标准与碳计量规则;加强核心技术研发,构建产学研协同创新平台,推动科技成果产业化转化。未来,算电协同深度推进将实现能源与数字体系双重创新,为发展新质生产力提供底层动能。
(作者单位:国网经济技术研究院有限公司)

