电力算力融合演进,协同发展成为新兴动能丨《2023数字能源年度报告》节选

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电力算力融合演进,协同发展成为新兴动能丨《2023数字能源年度报告》节选
发布日期:2024-01-23 05:21    点击次数:201

12月13日,由第一财经与协鑫能科(002015.SZ)联合研究撰写的《2023数字能源年度报告》(下称《报告》)于第一财经2023资本年会上重磅发布。《报告》从算力、低碳、电网安全等方面展望了未来八大数字能源发展趋势,并从光伏、风电、氢能、石油等新能源和传统能源领域展现了数智化技术的实际应用,以及这些技术对能源数字化转型带来的价值和意义,探讨信息流与能量流如何实现有效互动。以下内容为《报告》节选。

 

能源与算力呈现出融合发展的新态势——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。

2023年10月,工信部等六部门印发的《算力基础设施高质量发展行动计划》提到了“算力+能源”,即加快建设能源算力应用中心,支撑能源智能生产调度体系,实现源网荷互动、多能协同互补及用能需求智能调控,同时鼓励龙头企业建设数据中心,提供“能源流、业务流、数据流 ”一体化算力。

电力和算力的协同融合是大势所趋。新型电力系统是实现“双碳”目标的重要手段,若要在保证能源电力安全可靠、保障经济社会发展电力需求的基础上逐步提升新能源发电占比,需要借助算力实现安全、经济、低碳三者之间的有效平衡 。

安全方面,新能源间歇性、波动性的发电特征给新型电力系统建设和运营带来一系列挑战,而算力的投入能够精准预测新能源发电量,提高智能协同控制能力的同时还能够提升系统安全防护。因此,加快能源电力领域的数字化转型,持续加强算力网络建设势必纳入数字能源长期发展规划中。

经济性方面,由于我国传统电力系统的分析工具和方法存在局限性,导致资产利用率较低,目前主网设备利用率约40%,配网利用率约30%。在算力和数据分析的加持下,实现电网设备可测、可观、可控、可分析,提高资产利用率,减少电网或配网投入金额。

低碳方面,新型电力系统在加大风电、光伏等新能源应用的同时,对资源、气象、环境的依赖性也在加强,发电时长会受到地理位置和季节性的影响。因此,新能源发电和负荷预测需要算力支持。目前,电网相关的高质量多源数据获取与处理电力系统安全稳定运行离不开算力支持,算力也需要电力赋能。数据中心作为算力的基础设施,其耗电量不容小觑,其中电力成本占到运营成本的60% 左右。而“东数西算”工程正推动数据中心向可再生能源更丰富的西部转移,实现绿色电力、绿色算力协同发展。

2019年以来,国家先后出台多个政策推动数据中心采用清洁能源。传统风电、光伏发电理论装机功率可以满足数据中心用电需求,但数据中心的高性能设备对电源稳定性要求加较高,与风电、光伏发电的波动性、间歇性存在结构性矛盾 。

清洁能源一体化大基地旨在持续加强新能源电力消纳和跨区输送能力建设,有序推进风电、光伏发电的集中式开发,积极推进多能互补的清洁能源基地建设。

因此,“绿色数据中心+清洁能源一体化大基地”协同发展具备可行性和必然性。国家“十四五”规划的9大清洁能源一体化大基地中,总规模超200GW,其中7 座位于中西部地区,每个大基地装机容量均在千万千瓦级以上,完全可以满足数据中心用电需求,未来绿色数据中心全部使用清洁能源将具备现实基础。

随着以光伏为代表的分布式能源、以电动车为代表的用储一体终端及高速成长的用户侧储能大规模接入,电网稳定运行面临巨大挑战。大量高性能硬件组成的算力,方能满足电网人工智能在大规模、复杂智能电网中高级应用的需求。人工智能算力在调控电网、平衡电力供需、优化潮流分布、支撑源网荷储协同互动、保障电力系统安全稳定运行方面的重要作用日渐显现。

龙头企业作为助推算力与能源融合的关键支撑,正在为能源算力发展探索更多的典型应用场景。协鑫集团以“电力+储能+算力”提速数字能源,源网荷储、光储充算协同发展。

2023年8月,协鑫能科(002015.SZ)在苏州揭牌国内首个能源智算中心,该中心全面投运后预计算力规模1000P,主要聚焦能源大模型训练。12月6日,公司第二个智算中心协鑫智算(上海)中心在上海宝山区投运,是上海市首个专注于能源交通垂直领域的千P级智算中心,预计2023年底总算力规模可达1000P。公司未来计划于2024年底前,在全球范围内建立15个能源算力中心。

截至目前,已有多家具备算力资源的厂商正在加紧进行智算中心的布局。

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能源算力数字化清洁能源智能化

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