AI的进步和算力的提升密不可分，电力则是算力的“燃料”。对于算力基础设施的数据中心来说，对电力的持续大量消耗将不可避免地导致温室气体进一步排放，加剧全球变暖。因此，算力、电力与绿色三者俨然构成了数据中心的新“三元悖论”。
“在传统能源结构与调度模式下，这一悖论曾近乎无解。”施耐德电气高级副总裁、战略与业务发展中国区负责人、商业价值研究院院长熊宜指出，“如今，算电协同是打破‘三元悖论’，引领数据中心迈向高效和绿色可持续发展的关键路径。”
AI时代数据中心之困：电能管理三大挑战
上海油压工作室本轮AI的迅猛发展，背后需要大规模算力基础设施的投入。因此，数据中心在AI浪潮的推动下，用电规模上了一个数量级。
上海油压工作室宏观数据预测显示，2030年我国数据中心在用电量高情景下或突破7000亿千瓦时，占全国总用电量5.3%。微观层面，施耐德电气商业价值研究院在《算电协同——数据中心的能源挑战与应对》洞察报告(简称“报告”)的调研中发现，近七成受访企业的数据中心预计未来三年用电量年均增速将超过15%。
由此可见，AI竞争的下半场不只是“算法竞赛”，更是“电力比拼”。但掌控电力并非易事，报告通过调研指出，随着数据中心规模和数量的持续上升，在满足电力需求的同时，也面临着稳定性、成本、绿色三重挑战：
93%的受访企业将供电稳定性列为首要痛点。持续稳定的电力供应是保障数据中心正常运行的关键，任何一次电力中断都可能导致数据丢失、业务停滞等严重后果。而智算中心负载波动、可再生能源接入的波动性、柴发备电环评限制等因素叠加是影响供电稳定性的主要症结。
85%的受访企业坦言具有电力的成本压力。报告数据显示，数据中心耗电量巨大，运营成本中，电费占据将近六成，远超折旧(25%)、房租(8%)及人工费(4%)等，成为绝对主导项。如何在满足用电需求的同时有效控制成本，成为数据中心管理者必须面对的挑战。
77%的受访企业面临碳排放管理挑战。2024年7月，国家发展改革委等部门印发的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》中明确提出，要推动数据中心绿色低碳发展，加快节能降碳改造和用能设备更新。报告调研发现，当前仍有63%的受访企业数据中心PUE在1.2以上。高PUE不仅带来沉重的运营成本负担、阻碍业务发展，还会导致碳排放增加，与全球可持续发展目标和日益严格的监管要求形成冲突。
激发“灵活性”潜力：算电协同打造绿色数据中心
造成上述数据中心电能管理三大挑战的一个重要原因是：电力侧和算力侧“各自为政”，传统数据中心主要依赖刚性的电力供应模式、较少考虑算力与电力之间动态协同的管理模式，已难以满足现代数据中心对高效、绿色、可靠运行的需求。
随着风电、光伏等新能源的快速崛起，“算电协同”正是打开数据中心绿色可持续发展的钥匙——它不仅能够有效解决数据中心的高耗能问题，还能显著提升能源利用效率，通过深度融合算力与电力资源，实现了算电的高效协同与动态优化配置。从而在算力、电力和绿色之间实现动态平衡，赋能数据中心由“电老虎”转向“碳管家”。
算电协同的价值正在日益凸显。《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》中提出，到2025年底，算力电力双向协同机制初步形成，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。本次报告中也指出，算电协同不仅关乎企业降本增效，更是支撑国家“双碳”战略与算力基础设施量级跃升的必然选择。
为此，施耐德电气商业价值研究院在报告中创新性提出“算电协同”三层架构，即底层“电力供给基础设施”，中层“算力负荷”和上层“算电协同机制”，自上而下实现算力资源和电力资源的深度融合，打造绿色数据中心：
底层-电力供给基础设施：主要是针对智算负载突增突减的电能质量治理和多种能源(风光等)的接入、应用和管理，为数据中心提供稳定的电力基础。例如：施耐德电气的EcoStruxure架构能够整合多种能源形式，实现能源的优化配置和高效管理。通过智能调度系统，数据中心可以实时监测和调整能源使用，确保供电的稳定性、可靠性和合理性。
上海油压工作室中层-算力负荷：挖掘IT负载的灵活性调节空间，并以IT负载的变化确定非IT负载，去匹配用电信号。例如：施耐德电气SmartCool末端空调节能解决方案助力某公司的数据中心节能改造，不仅帮助其实现了空调能耗下降15%，年度节省电费50万元等经济收益，还大大提高了其运营效率。
上层-算电协同机制：建立算电双向调节的决策框架，通过数据、算法和激励机制的整合，构建电力-算力联合优化模型，实现能源与算力的高效协同优化。
施耐德电气助力打造面向未来的数据中心
算电协同要求上层、中层和底层各个要素之间达到完美协调。然而，现实条件下，由于技术、经济和资源等多方面限制，实现真正的算电协同仍面临诸多挑战。
因此，算电协同三层架构能够真正落地的核心在于“全要素协作”。算电协同不是简单的资源叠加，而是全要素的有机联动。其机制建设过程需要横跨能源领域和算力领域，通过生态协同，打通数据壁垒，让能源流和数据流无缝衔接。
上海油压工作室为此，施耐德电气通过提供覆盖全领域的低碳智能化的创新硬件、覆盖数据中心全生命周期的数字化软件，以及针对数据中心节能减排、电能质量管理、数字化改造升级等方面提供定制化的咨询和改造服务，与数据中心客户和行业伙伴共同应对能源挑战、推动算电协同理念落地。
上海油压工作室算电协同的“双人舞”才刚刚启幕。可以想象，在不久的未来，“算电协同”将成为数据中心绿色转型和可持续运营的新范式。施耐德电气将充分发挥在能源管理与数据中心领域的技术专长，帮助企业构建高效可持续的下一代数据中心基础设施，一同推动算电协同实践规模化落地，为AI产业发展和能源转型注入强劲动力。
