施耐德電氣發布算電協同洞察報告 以三層架構破局數據中心能源挑戰
http://www.sharifulalam.com 2025-07-28 11:02 來源：施耐德電氣（中國）有限公司
伴隨人工智能（AI）快速發展，全球算力需求爆發式增長。作為AI算力的核心基礎設施，數據中心電力消耗持續攀升，能源挑戰日益凸顯。加快推進算力與電力兩大系統的協同優化，已成為數據中心行業可持續發展的當務之急。
產業技術的全球領導者施耐德電氣在2025世界人工智能大會（WAIC 2025）期間重磅發布《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告（簡稱“報告”）。報告基于對117位數據中心管理者與專家的深度調研，剖析當前行業面臨的穩定性、成本、綠色三大能源挑戰，創新性提出“算電協同”三層架構及系統化解決方案，為AI產業與數字經濟的高質量可持續發展賦能。
《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告
北京理工大學副教授、博導、能源與動力系動力系統工程研究所副所長、碳中和系統工程北京實驗室主任助理王永真，施耐德電氣高級副總裁、戰略與業務發展中國區負責人、商業價值研究院院長熊宜，施耐德電氣副總裁、中國及東亞區市場營銷部負責人、商業價值研究院聯席院長古月，施耐德電氣數據中心行業中國區負責人賈咸強等嘉賓，共同參與了本次報告的發布。
施耐德電氣重磅發布《算電協同——數據中心的能源挑戰與應對》洞察報告
熊宜表示：“在AI產業高速發展與新型電力系統建設的雙重背景下，以算電協同重塑能源范式，才能為AI浪潮提供堅實可靠的基礎底座。本報告系統性提出算電協同的實施框架，并梳理出可落地的實踐路徑，希望能夠為企業提供切實可行的行動參考，并激發行業創新升級。”
智算中心引發用電量激增，能源管理面臨三重挑戰
AI浪潮下，智算中心規模化增長，用電需求同步飆升。據宏觀預測，2030年我國數據中心在用電量高情景下或突破7000億千瓦時，占全國總用電量5.3%。微觀層面，近七成受訪企業預計其未來三年用電量年均增速將超過15%，61%的受訪企業計劃未來三年新建或者擴充智算中心。
王永真指出，智算中心的快速擴張使數據中心能源管理困局凸顯：一方面，電力需求呈指數級攀升，高密度散熱成為技術瓶頸，碳排放壓力持續加劇；另一方面，新型電力系統建設下，風電、光伏等可再生能源的間歇性特征，反向對數據中心的靈活用能提出更高要求。
通過數據中心算電融合調研，報告指出，數據中心能源管理將面臨供電穩定性、成本控制和碳排放管理三重挑戰。第一，93%的受訪企業將供電穩定性列為首要痛點，主要受智算中心負載波動、可再生能源接入不穩定、柴發備電環評限制等疊加因素影響。第二，85%的受訪企業坦言具有成本壓力，其中電費占據運營成本近六成，降本增效為重要議題；第三，77%的受訪企業面臨碳排放管理挑戰。這些挑戰已形成從“生存”到“經營”再到“發展”的遞進式壓力體系。
三層創新架構，破解數據中心能源困局
面對三大挑戰，傳統的能源使用方式——即主要依賴剛性的電力供應模式、較少考慮算力與電力之間動態協同的管理模式，已難以滿足現代數據中心對高效、綠色、可靠運行的需求。只有貫通供電、配電、計算、制冷等全鏈路，實現全要素靈活調配，才能推動電力系統與算力系統的深度協同，在能源利用、經濟效益與碳排之間實現共贏。
為此，施耐德電氣商業價值研究院在報告中創新性提出“算電協同”三層架構，自下而上打通電力供給、算力負荷與協同機制，以推進算力資源與電力資源深度融合。其中：
底層-電力供給基礎設施：主要是針對智算負載突增突減的電能質量治理和多種能源（風光等）的接入、應用和管理，為數據中心提供穩定的電力基礎；
中層-算力負荷：挖掘IT負載的靈活性調節空間，并以IT負載的變化確定非IT負載，去匹配用電信號；
上層-算電協同機制：建立算電雙向調節的決策框架，通過數據、算法和激勵機制的整合，構建電力-算力聯合優化模型，實現能源與算力的高效協同優化。
算電協同要求上層、中層和底層各個要素之間達到完美協調。然而，現實條件下，由于技術、經濟和資源等多方面限制，實現真正的算電協同仍面臨諸多挑戰。結合施耐德電氣商業價值研究院對百余位數據中心管理者與專家的深度調研，以及目前科研領域針對這一課題的探索，報告指出，目前“算電協同”基本上是從能源側和算力側展開。
一方面，重構電力供給側是基礎，新能源是大勢所趨。受訪企業中，56%的數據中心已在使用新能源，通過在電力供給側引入光伏、風電、儲能、核能等新型能源形式，在保障用電穩定性的前提下，盡可能消納綠電，降低用能成本，并減少碳排放。另一方面，充分挖掘算力需求側的負載靈活性，通過預測算力需求及功耗，挖掘 IT 負載靈活性、并對非 IT 負載開展節能優化，使算力資源高效利用，且主動參與電力供需平衡。
夯實基礎加速落地，打造面向未來的數據中心
而面對算力側高密度計算需求和電力側新能源接入帶來的波動性，數據中心基礎設施仍面臨致密化、韌性、適應性和可持續發展四大挑戰。因此，供配電系統扮演著至關重要的角色，它為動態變化的電力供給側和算力需求側提供了必要的緩沖空間。報告指出，為了保障算電系統的整體穩定可靠運行，供配電系統需要在硬件、軟件和架構上進行全方位的適配，構建算電波動緩沖體系，為算電協同的最終落地夯實基礎。
不論是算電協同模式的探索，還是夯實基礎支撐協同落地，都需要全行業協同推進。為此，施耐德電氣通過提供覆蓋全領域的低碳智能化的創新硬件、覆蓋數據中心全生命周期的數字化軟件，以及針對數據中心節能減排，電能質量管理，數字化改造升級等方面提供定制化的咨詢和改造服務，與數據中心客戶和行業伙伴共同應對能源挑戰、推動算電協同，助力數據中心從能源消耗者轉型為穩定、高效、低碳的基礎設施。
古月表示：“算電協同機制建設過程需要橫跨能源領域和算力領域，為達到全局最優目標需要各方協同。施耐德電氣將充分發揮在能源管理與數據中心領域的技術專長，幫助企業構建高效可持續的下一代數據中心基礎設施，一同推動算電協同實踐規模化落地，為AI產業發展和能源轉型注入強勁動力。”
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