AIDC智算布局下的算电协同战略研究

摘要

随着人工智能（AI）的爆发式增长，以AIDC（人工智能数据中心）为核心的智算算力已成为国家新基建和通信运营商未来业务增长的关键引擎。然而，智算中心，特别是“万卡集群”级别的AIDC，带来了前所未有的能耗挑战，使其发展与国家“双碳”目标之间形成了一定的张力。在此背景下，“算电协同”——即算力与电力系统的协同规划、调度与运营——不再是可选项，而是通信运营商必须掌握的核心能力。

本报告旨在为通信运营商在面向未来布局AIDC和智算算力时，如何有效开展算电协同提供一个系统性的战略框架。报告将从绿电政策与区位资源分析、政策补贴最大化路径、以及算电协同关键技术与落地策略三个维度，进行深入、全面的研究与剖析，旨在帮助运营商在满足算力需求的同时，实现绿色低碳、经济高效的可持续发展。

第一部分：政策环境与资源禀赋——算力布局的宏观考量

成功的算电协同始于对宏观环境的深刻理解。运营商在进行AIDC选址和规划时，必须将各地的绿电政策和能源资源禀赋作为首要决策依据。

1.1 国家及地方绿电政策深度解读：强制性与激励性并举

截至2025年，中国已经构建起一套明确的、以提升可再生能源利用率为核心的数据中心绿色发展政策体系。对运营商而言，理解并遵循这些政策是项目合规性的基本前提。

• 强制性绿电消费比例成为硬性指标：国家多部委联合发布的政策文件，如2025年3月发布的《关于促进可再生能源绿色电力证书市场高质量发展的意见》和7月发布的《关于2025年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》，明确规定了数据中心的绿电消费义务 。核心要求是，到2025年底，国家算力枢纽节点内的新建大型、超大型数据中心，绿色电力消费比例需超过80% 。这一指标已成为项目审批和运营的“高压线”。

• “物理电量+绿证”双轨制核算机制：为了实现80%的目标，政策提供了灵活性。智算中心可以通过“物理电量+绿证”的双轨制方式进行核算 。具体而言：

  • 物理绿电：通过与发电企业签订长期购电协议（PPA）、参与绿电市场化交易等方式直接购买的可再生能源电力 。
  • 绿色电力证书（绿证） ：绿证是可再生能源电量环境属性的唯一证明 。当无法直接消纳足够的物理绿电时，企业可以购买绿证来抵扣。但值得注意的是，政策对绿证抵扣设定了上限，通过购买绿证完成的消纳量不得超过总用电量的50% 。这意味着，一个年用电1亿度的AIDC，至少需要通过物理方式采购4000万度绿电，剩余的4000万度可以通过购买4万张绿证来满足80%的要求 。

• 地方政策的差异化与加码：在国家统一要求的基础上，部分枢纽节点所在省份提出了更高的目标。例如，西部风光资源富集的宁夏，在其宁东基地的规划中，要求到2025年新建智算中心的绿电占比达到90% 。而东部负荷中心如上海，则更侧重于通过绿证交易来完成指标，要求智算中心通过绿证抵扣完成50%的绿电消纳指标 。运营商需密切关注目标区域的具体执行细则。

1.2 全国可再生能源区位资源分布："东数西算"的能源逻辑

中国的可再生能源资源与电力负荷中心存在明显的地理错位，这直接影响了AIDC的布局策略 。

• 西部、北部资源富集区：内蒙古、甘肃、宁夏等枢纽节点所在区域，风能和太阳能资源极其丰富，截至2024年末，这些地区的新能源发电装机占比均已超过50% 。这些地区是建设大规模、高密度、主打训练任务的AIDC的理想之地，能够实现绿电的就近、低成本消纳。

• 西南部水电资源区：贵州、成渝等枢纽节点，水电资源充沛 。水电具有稳定、可调节的特性，非常适合为需要7x24小时不间断运行的数据中心提供基荷电力，形成“水电+算力”的协同模式。

• 东部负荷中心区：京津冀、长三角、粤港澳大湾区等枢纽，虽然算力需求最旺盛，但本地可再生能源资源相对匮乏，目前仍以火电为主 。在这些区域布局主要面向推理和实时交互任务的AIDC，其绿电来源将更多依赖跨省绿电交易、购买绿证以及开发本地的分布式光伏和海上风电。

这种“西算东输”的格局，本质上是“西电东送”的延伸。运营商在全国性算力网络布局中，应根据不同区域的能源禀赋，差异化地部署训练型和推理型数据中心，以优化整体的能源成本和碳足迹。

第二部分：政策红利最大化——补贴与激励的获取路径

在当前政策环境下，直接的“绿电补贴”已不多见，取而代之的是与绿色绩效挂钩的奖励、税收优惠和项目扶持。运营商应将思维从“申请补贴”转向“创造价值以获取激励”。核心路径是成功申报并获得“国家绿色数据中心”等权威认证。

2.1 “国家绿色数据中心”申报全流程解析

获得“国家绿色数据中心”称号是获取政策红利和市场认可的关键一步。以中国移动多个数据中心成功入选的经验来看，申报材料的准备是重中之重 。

一份高质量的申报材料通常包含三大核心部分 ：

1. 基本信息表：准确填报数据中心的基础信息，包括名称、地址、机房面积、IT设备清单、电源系统架构、用电计量方式等 。
2. 绿色数据中心试点创建方案：这是申报的灵魂。方案需详尽阐述：
   • 量化目标：明确具体的、可衡量的绿色目标，如PUE（电能利用效率）计划降低到1.25以下，绿电使用比例达到80%以上，水资源利用效率（WUE）等 。
   • 技术与建设方案：详细描述为实现目标所采用的各项绿色技术，如采用冷板式液冷服务器、间接蒸发冷却、余热回收、分布式光伏、储能系统集成等 。
   • 管理措施：建立完善的能源管理体系（如通过ISO 50001认证）、碳排放在线监测系统、废旧设备回收处理流程等 。
3. 附件清单：提供强有力的证明材料，是方案真实性和可行性的支撑。关键附件包括：
   • 基础文件：营业执照、环评报告、土地使用证明等 。
   • 核心数据证明：上一年度连续12个月的电费、水费缴费单据，以及 PUE的详细测量和计算报告（必须包含原始数据和计算过程） 。
   • 技术证明：已采用的各项绿色技术的详细说明、相关专利或认证 。
   • 管理证明：能源管理体系认证证书、运维管理制度文件等 。

2.2 提升申报成功率的关键指标与最佳实践

要从众多申报者中脱颖而出，运营商需在以下几个关键指标上表现卓越：

• PUE是硬门槛：国家政策明确要求新建大型、超大型数据中心PUE降到1.3以下，枢纽节点内则要降到1.25以下 。运营商必须通过采用先进的制冷技术（如液冷）和精细化的气流组织管理，将PUE做到行业领先水平。中国移动某数据中心通过节能改造将年均PUE降至1.253，年节电3600万度，这便是极具说服力的案例 。
• 绿电消费比例是核心：除了满足80%的政策底线，还应积极探索100%绿电消费的路径。通过“自发自用”的分布式光伏、签订长期绿电采购协议、购买绿证等多种方式，最大化绿电占比 。
• 技术经济性分析报告不可或缺：一份专业的报告，需详细论证所采用的绿色技术不仅在环保上具有优越性，在经济上也具备可行性。例如，分析液冷或储能系统的投入产出比、投资回收期等，证明其长期经济效益 。

第三部分：算电协同的实现路径——关键技术与落地策略

算电协同是运营商将AIDC从“高耗能负荷”转变为“电网友好型灵活资源”的核心手段。这需要硬件层面的“源网荷储”一体化建设和软件层面的智慧协同调度平台的双重支撑。

3.1 算电协同的核心技术体系

1. 硬件层：一体化“源网荷储”建设

   • 源（Source） ：在数据中心园区及周边，因地制宜地建设分布式光伏、分散式风电等，实现部分绿电的“自发自用”，降低对大电网的依赖 。
   • 网（Grid） ：建设智能化的微电网管理系统，实现与大电网的灵活互动、平滑并网，并满足电网的安全稳定运行要求 。
   • 荷（Load） ：负载侧的核心是降低基础能耗和提升负荷弹性。
     • 降耗：大规模采用液体冷却技术（如冷板式液冷），可将服务器散热能耗降低90%以上，使数据中心PUE逼近1.0，是降低整体能耗基线的革命性技术 。
     • 增弹：AIDC的算力任务本身具有可调节性。通过任务调度，可将非紧急的训练任务安排在电价低谷或可再生能源出力大发时段执行，使算力负载成为可调节的“海绵” 。
   • 储（Storage） ：集成储能系统是算电协同的“稳定器”和“调节器”。部署从UPS级到园区级的多层次储能系统 不仅能提供备用电源，更重要的是可以参与电网的调峰调频、需求响应，通过在电价谷底充电、高峰放电，实现峰谷套利，降低用电成本 。

2. 软件层：智慧协同调度平台
   这是算电协同的“大脑”。平台需具备以下核心功能 ：

   • 精准预测：基于AI算法，对算力负载（不同AI任务的功耗曲线）和可再生能源出力（光伏发电曲线）进行精准预测。
   • 实时交互：与电网调度系统实时通信，获取电价信号、需求响应指令等。
   • 协同优化调度：构建双层优化模型，上层以经济性最优（用电成本最低）为目标，下层以满足算力任务SLA（服务等级协议）和电网安全约束为前提，实时动态地调整算力任务的执行时间、地点（跨数据中心调度），以及储能系统的充放电策略 。实现从“电随算动”到“算随电调”的智能进化。

3.2 参与电网需求响应的落地策略

将AIDC打造为“虚拟电厂”（Virtual Power Plant, VPP），是算电协同价值变现的关键。

1. 技术规范与并网接口：
   虽然全国统一的算力中心并网接口国家标准仍在制定中，但运营商可先行参考《并网型微电网需求响应技术要求》（T/CEC 152-2018）等现有标准，确保通信协议、数据交互和控制接口的兼容性 。国际上， OpenADR（开放式自动需求响应通信规范） 是事实标准，运营商应研究并推动其本地化适配，以实现与电网调度系统的无缝、自动化对接 。已有案例显示，中国电力研究机构已在数据中心部署了基于OpenADR协议的系统 。

2. 万卡集群作为“虚拟电厂”的应用：
   一个万卡智算集群的用电负荷可达数十甚至上百兆瓦，相当于一个小城镇 。如此巨大的负荷如果能够被灵活调度，将成为电网宝贵的调节资源。运营商可通过聚合多个AIDC的可调节负荷，形成一个大的虚拟电厂，参与电力辅助服务市场，提供调峰、调频等服务，从而获得额外的收益。例如，在用电高峰期，根据电网指令，平台自动将部分大模型训练任务暂停或迁移至其他空闲集群，释放出电力容量，帮助电网渡过难关。

3. 商业模式创新与合同要点：
   运营商需与电网公司、电力交易中心等签订详细的商业合同。合同关键条款应包括 ：

   • 响应能力：明确可提供的调节容量、响应速度、持续时间等。
   • 补偿机制：清晰定义参与需求响应的补偿价格，可以是容量补偿，也可以是电量电价折扣。
   • 调用与结算：规定电网的调用方式、响应效果的核准方法以及结算周期。
   • 违约责任：明确未能按约定响应时的惩罚措施。

结论与展望

对于通信运营商而言，AIDC和智算算力的未来布局是一场深刻的变革。其核心已不再是单纯的算力堆砌，而是构建一个绿色、经济、高效、智能的“算力-能源”共生体。

通往成功的算电协同之路，需要运营商采取三位一体的综合战略：

1. 战略上，紧随政策航向：深刻理解并利用国家“双碳”目标下的绿电政策，将能源规划置于算力布局的核心，实现合规发展。
2. 战术上，精于价值创造：通过打造极致绿色性能的“国家绿色数据中心”，将能效和绿电使用率转化为实实在在的政策激励和市场竞争力。
3. 技术上，勇攀协同高峰：大力投入“源网荷储”一体化技术和智慧协同调度平台研发，将AIDC从被动的能源消费者，转变为主动的、能为电网创造价值的“虚拟电厂”。

只有这样，通信运营商才能在即将到来的智算时代浪潮中，不仅成为算力的主要提供者，更成为新型电力系统的重要构建者和贡献者，从而驾驭挑战，赢得未来。