智算中心的高功耗和高散热要求，提高其运营成本，智算中心绿色发展迫在眉睫。目前，绿色算力主要从使用端和供给端发力，通过先进制冷技术降低能耗、利用人工智能技术优化温控供电模式，以及使用绿色电力实现节能降碳。算力本身的耗能属性需要能源的保障，同时算力的发展能够反哺能源产业进行数字化升级，在一定程度上决定了数字能源的成长空间和发展潜力，能源与算力呈现出融合发展的新态势。

一、政策引导

2021年以来，国家有关部门非常重视数据中心、算力网等绿电政策的顶层设计，推动数据中心的源网荷储一体化绿色供电模式创新、算力电力双向协同发展等政策陆续出台。

8月6日，国家发展改革委、国家能源局、国家数据局印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》,方案提出实施一批算力与电力协同项目，包括：探索新能源就地供电、提高数据中心绿电占比、加强数据中心余热资源回收利用等。

2024年《政府工作报告》中提出，“适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系，培育算力产业生态”。工业和信息化部等6部门发布《算力基础设施高质量发展行动计划》等政策文件，引导我国算力产业发展。

2024年7月23日，国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局、国家数据局四部委联合印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》。

二、何为算电协同？

算电协同，即“算优化电，电支撑算”。首先从宏观尺度讲，算-电协同是响应“东数西算”和“新型电力系统”国家战略的具体表现，有利于新能源资源与算力资源的时空匹配布局，是国家层面能源与信息协同共赢的重要思考和布局。

其次，新型电力系统的首要特征是“波动”，对电网的平衡调节不友好。算力也面临电耗、能效和碳排的“三高”问题。相对于水泥、钢铁等传统流程性行业，承载算力的数据中心的工作任务及其电耗特征可以被灵活调整，内置的柴发和UPS储能等几乎闲置的后备电源、以及制冷系统、蓄冷、建筑热惯性等大量的灵活性资源亦可以当做电力需求侧的灵活性资源，以形成“源荷互动”双向技术和模式，实现新型电力系统的稳定调节，这是算-电协同介观尺度的基本逻辑。

微观尺度看，算力的运行，会释放大量的热量，这种中低品位热能随着液冷技术和热泵等中低温热能利用技术的不断成熟，将形成规模客观的数据中心余热利用模式和产业，能够有机地与算力中心周边的建筑热用户以及工业热用户有效结合，实现余热的再回收，助力新型能源系统热能的清洁化和间接电气化。

三、算电协同发展面临多重挑战

目前算力电力双向协同面临资源分配、技术兼容性和成本控制等方面的挑战。如何合理分配计算资源和电力资源，以满足不同应用场景的需求，不同硬件和软件平台之间的兼容性问题，可能影响协同效率。随着算力和电力的协同，数据和能源的安全性问题变得更加突出，算力电力协同带来成本的增加，需要考虑经济效益。

1、资源分配：电力需要在算力巨量增加的背景下动态、适时规划稳定供给和绿色的目标，两者之间是动态平衡的，不是电力单向适配的关系。电网还需要在提供稳定的电力供应的前提下逐渐实现100%的绿色目标，电网公司及发电企业需要根据数据中心的布局和未来演进需要，在合理位置部署配套的绿色电源、输变电网络，目前这些设施可能还有进一步完善空间。

2、技术兼容性：光伏和风电等绿色电源随机性、间歇性、波动性特征显著，严重受限于气象条件，新能源难以稳定可靠供电，极端天气可能停摆。大规模新能源并网后，不同时间尺度供需平衡调控难度大幅增加，对新能源资源评估与发电预测、电力电量平衡、大范围跨时空资源配置、长周期规模化储能等技术提出更高要求。

3、成本控制：推进绿色电力与算力联合调度是其中重要一环。为充分发挥算力中心灵活调节特性，推动算力中心向新型电力系统主动支撑者转变，需加强电力与算力联合调度，使算力负荷特性与可再生能源出力特性相匹配，从而促进可再生能源消纳，保障电网运行安全。具体而言，算力中心可调负荷可通过直接参与、负荷聚合商参与等形式参加不同时间尺度的电力需求响应，从中获得价格补偿。同时，算力中心可参加绿电、绿证交易，支撑自身绿色低碳转型。

4、向“融合共生”发展：绿色电力和算力作为经济社会全面绿色化、数字化转型的关键生产力，逐步向“融合共生”发展，通过电力带动算力绿色化升级、算力赋能电力数字化转型，形成协同发展的良性循环。电力是多元化算力发展不可或缺的基础支撑，不仅能够满足多元化算力用电需求，而且能够提供丰富的智能应用场景和海量的高质量数据。

四、算电协同的推进策略

1、优化资源配置：通过统筹能耗水平、网络带宽、产业特征、负荷特征、气候资源、人才资源等多维度因素，实现数据中心和新能源电厂在规划、设计上的多维布局匹配。采取数电联营、绿电聚合、备用共享、多站合一、综合能源模式等策略，提高能源利用效率。

2、技术创新：加快液冷、智能化、供配电模块化等技术的研发应用，提高能源利用效率。同时，利用热泵、储能等技术，实现数据中心余热资源的回收利用，进一步降低碳排放。

3、市场机制建设：完善绿电、绿证交易市场，为智算中心提供绿色电力供应渠道，并激励其参与绿色电力交易。同时，推动算力中心参与电力需求响应，通过调节算力负荷特性来匹配可再生能源出力特性，促进可再生能源消纳。

五、算电协同的案例

内蒙古当地数据中心集群的绿电比例，已经走在了全国前列。前面说到的和林格尔新区，目前已投入运营的数据中心绿电使用比例已经超过80%。对于内蒙古的数据中心产业聚集地，大家最为熟悉的，可能是乌兰察布。作为山口，它的优势就在于风大，气温低（全年平均气温只有4.3℃）。所以，特别适合建设数据中心，可以实现全风冷散热。自2013年以来，乌兰察布已经落地华为、阿里巴巴、苹果、快手、优刻得等30多个数据中心项目，总投资额突破1000亿元，签约机架规模约超100万架。

乌兰察布再往西100公里，就是呼和浩特。呼和浩特北边是绵延不绝的阴山山脉。所以，只能往南边发展。在南边20公里，就是号称中国云谷的和林格尔新区。相比乌兰察布，和林格尔的数据中心集群规模，也丝毫不逊色。两个地方的区别在于，乌兰察布的互联网公司数据中心较多，而和林格尔，以国企央企、金融企业、运营商的数据中心为主。中国银行、中国农业银行、中国建设银行、交通银行，都在这里建立了大型数据中心，已经形成了金融行业数据中心集聚。中国电信、中国移动、中国联通、华为、阿里、东方国信等企业，以及中国气象局等国家有关部门，也在这里有所布局。截至目前，和林格尔新区的服务器装机能力超过150万台，算力总规模达到2.4万P，其中智能算力2.18万P，占比高达91％。

数据中心的核心，在于电价。说白了，全国各地（乃至全球各地）建设数据中心，除了考虑环境温度之外，就是比拼电价。而内蒙古的电价，实在是太便宜了！只需要0.3元/度多。内蒙古的电网，是地方独立经营的，这个电费标准，就有很大的灵活空间。

之所以大量的数据中心建设在内蒙古，是因为内蒙古几乎占据了数据中心所需所有的先天条件。首先平均气温低。一年的大部分时间里，采用自然风冷就可以解决散热问题，降低PUE值，减少能耗；其次，电价便宜，地广人稀，土地资源丰富，地价也便宜；最后，离经济发达地区非常近，可以满足数据传输时延的要求。内蒙古的算力主要供给方向，就是京津冀地区。集众多优势于一身，内蒙古绝对是数据中心的“天选之地”。

六、算电协同的深远影响

算电协同的推进不仅有助于解决智算中心的高功耗问题，还能推动电力系统和算力系统的深度融合。一方面，算力中心可以作为新型电力系统的灵活调节资源，通过参与电力需求响应等方式，提高电力系统的稳定性和可靠性；另一方面，电力系统也为算力中心提供了稳定可靠的电力供应，保障了其高效运行。

此外，算电协同还将带动液冷、热泵、储能、微电网、综合能源等相关产业的发展，形成协同发展的良性循环。这些产业不仅能为智算中心提供技术支持和解决方案，还能在更广泛的领域发挥重要作用，推动经济社会的高质量发展。

算电协同与智算中心的发展是数字经济时代的重要趋势。通过优化资源配置、加强技术创新、完善政策引导和市场机制建设，我们可以推动算电协同的深入发展，实现算力与电力的双向融合和绿色高效利用。这不仅有助于降低智算中心的运营成本和环境影响，还能为经济社会的全面绿色化、数字化转型提供有力支撑。