5月13日,媒体披露Meta联合创始人扎克伯格称,AI芯片短缺问题已基本结束,但能源供应问题将成为人工智能(AI)下一个主要瓶颈。3月份,马斯克预测未来两年内人工智能行业将会“缺电”“缺变压器”。两位大咖赚足眼球的言论,对人工智能大国的我国倒是个提醒。
中国信通院发布的《全球数字经济白皮书(2023年)》显示,2023年,我国人工智能市场规模约为5132亿美元,约占全球的1/4;市场收入达1220亿美元,占全球23.8%。截至2023年Q3,我国发表的人工智能(AI)论文为36.8万篇,居世界第一;高水平人工智能论文我国发表2.4万篇,占全球21.8%,仅次于美国。
我国人工智能大模型市场强劲的发展势头和活力,不仅成为了我国经济社会发展的新动能,还为全球人工智能产业发展提供了新的机遇和贡献。所以必须冷静应对人工智能、大数据中心、加密货币等新技术、新兴行业引发的电力供需失衡。
01 算力必备电力
如果大家了解业内已达成的广泛共识:电力是算力发挥作用的必备条件,便不会认为两位大佬的论点是博眼球、赚流量,故意制造紧张气氛。
开源数据显示,2020年,可容纳133万台标准服务器的华为云青海海南州数据中心,每年耗电量高达57亿千瓦时。另有媒体称,华为贵州大数据中心,平均每年节省的电费就高达6亿多元,可见其能耗之高。华为、苹果、腾讯、阿里等知名企业将大数据中心建在贵州的主因是:贵州年平均气温在20摄氏度左,较低的室外温度是服务器正常工作客观条件之一。另外,贵州电力供大于求,电价只有0.456元每千瓦时。
其实,早在几年前,数据中心已经成为我国新的耗能大户。业内专家吕天文曾公开表示,2016年中国数据中心的总耗电量已超1200亿千瓦时,超过了三峡大坝的发电量。2018年中国数据中心的用电量已经达到了1608.89亿千瓦时,比同年上海全社会的用电量还要多。2021 年全国数据中心耗电量为2166亿千瓦时,是当年三峡电站累计发电量1036.49亿千瓦时的两倍。2022年全年,全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时,占全社会用电量约3%。
电力作为算力发挥作用的必备条件,与人工智能市场规模呈正相关。随着互联网数字化进程加速推进,预计到2025年,全国数据中心用电量占全社会用电量的比重将提升至5%,到2030年全国数据中心耗电量将接近4000亿千瓦时。
根据全球数据中心标准组织之一“国际正常运行时间协会”预测,到2025年,人工智能业务在全球数据中心用电量中的占比,将从2%猛增到10%。
3月1日,国际能源署(IEA)的《清洁能源市场监测》报告也证实了以上观点:在2026年,数据中心、人工智能和加密货币行业的用电量可能会翻一番。这些高科技和数字化领域的快速发展对电力的需求有着显著影响,进一步推动了全球用电量的增长。
02 光储平衡新电力需求
国际能源署2024年电力报告数据显示,全球电力需求在2023年经历了大幅增长。并且预计未来三年(包括2024年),全球电力需求将以更快的速度增长。
值得欣慰的是,全球电力需求的增长带动了清洁能源的快速发展。预计到2025年初,清洁能源将超过煤炭,占全球总发电量的1/3以上。这显示了清洁能源在全球能源结构中的重要地位和快速增长的趋势。报告认为,从能源结构的角度看,清洁能源在满足全球电力需求增长方面将发挥重要作用。预计到2026年,清洁电力将满足全球所有的需求增长。同时,低排放能源的发电量将打破纪录,未来三年将满足全球所有需求增长。
为了加速能源转型,实现双碳目标,我国做了大量工作,并取得了显著成绩。国际能源署3月1日发布的《清洁能源市场监测》表明,中国部署清洁能源技术继续大幅领先,2023年发达经济体和中国占全球新建太阳能光伏和风力发电站的90%,以及电动汽车销量的95%。
随着我国新能源发电规模持续快速增长,新型储能正进入大规模发展期。新型储能作为电网运行——源、网、荷、储四大环节中不可或缺的一环,不仅是电力系统、电能生产消费中的必要技术支撑,还是消纳清洁能源的核心技术,其在很大程度上解决了清洁能源发电的随机性、波动性问题,实现了清洁能源发电的平滑输出,有效调节了清洁能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。政策驱动,叠加市场刚性需求和全球清洁能源装机量的迅猛增长,未来电力系统必须具备足够的“柔性”以适应高比例清洁能源的新常态。在这一转变过程中,新型储能因其具有将电能时空平移的能力,无疑会成为未来高比例清洁能源电力系统的关键支撑技术之一。
“十四五”以来,新增新型储能装机直接推动经济投资超过1000亿元。中关村储能产业联盟预计,2024年我国新增并网新型储能项目的规模将有望触及34.5吉瓦/85.4吉瓦时(基准预期),乐观预计可能高达43.4吉瓦/107.1吉瓦时。我国新型储能行业将实现74%至118%的显著增速,在有力支撑清洁能源发展的基础上,又成为推动我国经济发展的新动能。
我国电力系统已处于世界先进水平,无论是特高压输电技术,还是智能电网的建设,中国都走在了世界前列。特高压输电技术、电力电子技术、新型储能技术的掌握,是我国保障电力稳定供应,满足国际电力市场需求增长的技术支撑。
展望未来,随着清洁能源、新型储能基础设施的不断发展与完善,相关软、硬件性能的大幅提升,电力不仅不会阻碍人工智能等新技术的快速发展,还会带动新型储能、数据中心等行业的快速发展。
03 算力催生“数储”新蓝海
微软的都柏林数据中心配置储能型UPS。谷歌的比利时数据中心配备了5.5MWh的锂电池储能。有业内人士认为,数据中心为了降低用电量、提升电能利用率,配置储能,满足能耗需求属于刚性。这种直接的配储应用在降本的同时,还通过调峰调频等辅助服务增加数据中心额外收益。
目前包括华为数字能源、科华数据、科士达、一舟股份、中航太克等企业都已布局数据中心、新型储能市场,其中少数数据中心龙头企业已有兆瓦级储能型UPS落地。
华为数字能源技术有限公司(简称“华为数字能源”)是全球领先的数字能源产品与解决方案提供商。他们致力于融合数字技术和电力电子技术,发展清洁能源与能源数字化,推动能源革命,共建绿色美好未来。在清洁发电方面,推动构建以新能源为主体的新型电力系统;在绿色ICT能源基础设施方面,助力打造绿色、低碳、智能的数据中心和通信网络;在绿色出行方面,重新定义电动汽车驾乘体验和安全,推动交通电动化进程。华为数字能源将通过持续的技术创新,携手全球伙伴开放合作,助力早日实现碳中和目标。
数字化和低碳化是未来社会发展的主旋律,华为数字能源加快研发绿色低碳技术和产品解决方案,推动数据中心产业节能减排,助力算力经济发展。
科华数据前身创立于1988年,30余年来立足电力电子核心技术,融合创新数字科技,提供数据中心、清洁能源(光伏、储能、微网等)、高端电源解决方案,服务全球100多个国家和地区客户,推动政府、金融、工业、通信、交通、互联网等行业数字化、能源低碳化的转型发展。
该公司作为国内数据中心市场的龙头企业,希望在平稳发展数据中心业务与UPS业务的同时,凭借自身在电力电子设备领域的多年经验,成功布局储能与光伏等新能源产品业务,加速释放公司业绩。目前,科华已有兆瓦级储能UPS产品落地。
科士达公司成立于1993年,2010年在深证所上市(股票代码:002518),31年来专注于UPS电源、空调与微模块、电池、光伏、储能、电动汽车充电桩产品的研发制造,是引领行业的智慧能源领域全能方案供应商。
科士达作为引领行业的智慧能源领域全能方案供应商,长期为国内外互联网、电力、通信、医疗、金融、政府、轨道交通、教育等行业提供包括:数据中心、光伏储能、新能源充电桩等全系列能源类基础设施产品、解决方案支持。产品涵盖UPS电源、空调与微模块、电池、光伏逆变器、储能逆变电源、电动汽车充电桩等。其产品及服务已遍布全球各个区域,并获得国内外权威机构的荣誉认证及市场合作伙伴的普遍认可、一致好评。
一舟股份依托30余年的先进制造经验,致力于成为专业的储能基础设施配套及系统集成制造商,为储能行业提供全方位的ODM、OEM服务。他们通过聚集整合国内外领先的储能、供配电、环境控制、安全管理、算法应用等领域的专家与团队,逐步构筑高效、可靠、完善的数字能源产业生态。
他们致力于提供专业的数字通信、数字能源的产品与解决方案的研发、生产、销售及服务。针对大数据、互联网+等不同领域,提供数据中心预端接布线、工业互联布线、F5G泛园区光布线等综合布线领域的产品解决方案。
中航太克成立于2006年,是一家专注于锂电池储能系统、高端工业电源、数字网络能源等新型电力能源系统的研发与制造,业务范围覆盖全国各省市及海外市场。
该公司深耕储能、电力、核电、半导体、轨道交通、石油石化、数据中心、医疗、电能质量等细分领域,是国内仅有两家获得民用核安全设备(1E级电源设备)设计和制造许可证的UPS制造商之一,拥有100多项自主知识产权。