算力电力协同发展研究报告(2025年)

算力电力协同发展研究报告 2025年 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 2025年5月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前言 算力作为数字经济时代的新质生产力，已成为推动经济社会发展的核心力量，对现代生产和生活产生了深远影响。在碳达峰碳中和战略背景下，我国积极推动算力的绿色低碳发展，并促进能源电力领域的清洁转型。在此契机下，算力电力协同成为新时代发展的必然趋势。 为推动算力电力协同的科学发展，助力算力产业绿色低碳转型和新型电力系统构建，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所编制 《算力电力协同发展研究报告（2025年）》。报告剖析了算力电力协同发展的背景与需求，预测了未来算力用能的发展趋势和特征，阐述了算力电力协同的内涵、要素与发展阶段，探讨了算电协同发展所面临的挑战，提出了算电协同发展的六大关键举措，最后从政策支持、标准制定、产业协同、市场机制等维度，提出了推动我国算力电力协同高质量发展的策略建议。 算力电力协同相关技术和产业正处于快速发展阶段，本报告在编写过程中，查阅和参考了行业相关材料，并对众多算力和电力产业链核心企业展开调查研究，感谢业界对本报告的支持！如对本报告有建议或意见，请联系云计算与大数据研究所数据中心团队：dcecocaictaccn。 一、算力电力协同是新时代发展的内在要求1 （一）顶层设计勾勒我国算力电力协同发展蓝图1 （二）算力电力协同是算力产业低碳转型的迫切需求3 （三）算力电力协同是构建新型电力系统的重要选择6 二、算力电力协同内涵、要素与发展阶段8 （一）算力电力协同的内涵8 （二）算力电力协同的要素10 （三）算力电力协同的发展阶段11 三、算力电力协同发展面临的挑战13 （一）算力需求及用电集聚化发展，为局部电网带来压力13 （二）算力供电高标准需求与负荷低负载运行现状的不平衡14 （三）绿色电力供不应求，算力企业参与绿电交易难点多15 （四）绿电直供有待提速，源网荷储应用开发不足16 四、算力电力协同发展关键举措16 （一）源荷互动，促进电力平衡消纳低碳转型17 （二）储荷互动，挖掘算力中心回馈电网潜力19 （三）网荷协同，全面提升供配用电安全可靠21 （四）源网荷储，推动算力电力深度一体融合22 （五）算力负载调度，精准匹配算电时空供需24 （六）绿电绿证交易，提升算力中心绿电应用26 五、算力电力协同发展建议28 （一）强化算电协同政策支撑28 （二）构建算电协同标准体系28 （三）培育算电协同产业生态29 （四）营造公平高效市场环境30 图1全国数据中心用电量占比4 图2我国算力中心用电需求预测5 图3算力电力协同发展体系9 图4算力电力协同发展阶段11 图52023年我国算力中心机架布局14 图6源网荷储一体化原理图22 表目录 表1算力电力协同相关政策情况2 一、算力电力协同是新时代发展的内在要求 算力作为数智时代的新质生产力，是推动数字经济发展的重要引擎，正以前所未有的广度和深度向经济社会各领域渗透融合。电力作为算力发展的重要基础资源，深刻影响着算力发展的规模和成本。我国在发展经济的同时，正积极推动环境质量改善与温室气体减排工作，大力发展非化石能源，加快构建新型电力系统，推动电力来源清洁化。算力电力协同既是时代机遇之需，又是产业变革之要，将为庞大的算力需求提供充裕的低碳电力，为新型电力系统建设提供高效的算力支撑，对于促进我国数字经济的发展和能源转型具有重要意义。 （一）顶层设计勾勒我国算力电力协同发展蓝图 我国持续出台算力电力协同发展相关政策，算电协同逐步成为重点发展任务。我国高度重视数字经济的高质量发展，出台了一系列推动算力和电力协同发展的政策文件，为两大产业创新升级提供了指引。2023年12月，国家发展改革委等四部门发布《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》，文件首次提及“算力电力协同”，将创新算力电力协同机制列为重点任务。在国家“双碳”战略目标的引领下，算力与电力的协同发展更加注重节能减排和绿色可持续。2024年7月，国家发展改革委等四部门印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》，提出到2025年底将初步形成算力电力双向协同机制。同月，国家发展改革委等三部门印发《加快构建新型电力系统行动方案（20242027年）》，计划实施一批算力与电力协同项目，提出整合源荷储资源，提升算力与电力协同运行水平，提高数 据中心绿电占比等一系列具体举措。我国算力电力协同相关体制机制持续完善，算力电力协同相关政策情况见表1。 表1算力电力协同相关政策情况 时间 政策名称 具体内容 2023年 12月 《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》 统筹推进算力与绿色电力的一体化融合创新算力电力协同机制： 支持国家枢纽节点地区利用“源网荷储”等新型电力系统模式。面向国家枢纽节点内部及国家枢纽节点之间开展算力电力协同试点，探索分布式新能源参与绿电交易，提升数据中心集群电力供给便利度，充分利用数据中心闲时电力资源，降低用电损耗及算力成本。国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80。 2024年7月 《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》 提升可再生能源利用水平： 将新建及改扩建数据中心可再生能源利用目标和方案作为节能审查重要内容，逐年提升新建数据中心项目可再生能源利用率。在具备稳定支撑电源和灵活调节能力的基础上，引导新建数据中心与可再生能源发电等协同布局，提升用电负荷调节匹配能力。鼓励数据中心通过参与绿电绿证交易等方式提高可再生能源利用率。鼓励有关地区探索开展数据中心绿电直供。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。 2024年7月 《加快构建新型电 实施一批算力与电力协同项目： 力系统行动方案（20242027年）》 统筹数据中心发展需求和新能源资源禀赋，科学整合源荷储资源，开展算力、电力基础设施协同规划布局。探索新能源就近供电、聚合交易、就地消纳的 “绿电聚合供应”模式。 整合调节资源，提升算力与电力协同运行水平，提高数据中心绿电占比，降低电网保障容量需求。探索光热发电与风电、光伏发电联营的绿电稳定供应模式。加强数据中心余热资源回收利用，满足周边地区 用热需求。 来源：国家发改委等 （二）算力电力协同是算力产业低碳转型的迫切需求 大模型训练使得算力需求激增，算力能耗不断攀升。近年来，训练大模型所使用的数据量和参数规模呈现指数级增长，带来智能算力需求的爆炸式突破，算力用能急剧增长。据斯坦福人工智能研究所数据显示，OpenAI训练一次GPT3的耗电量为1287万千瓦时1，而随着GPT4的参数翻倍，其能耗也会大幅增加。我国作为人工智能应用大国，算力创新应用场景和产品形态正不断涌现。IDC调研测算显示，35的中国企业正在做大模型的初步测试和概念验证，24的中国企业已经在生成式AI方面投入了大量资金；到2025年，一半以上的中国500强企业将使用人工智能和自动化技术来检测和自动处理数据2。 1NestorMaslejetalTheAIIndex2023AnnualReportAIIndexSteeringCommitteeInstituteforHumanCenteredAIStanfordUniversityStanfordCAApril2023 2IDC钉钉2024AIGC应用层十大趋势。 数据中心用电量 数据中心用电增速 全社会用电量 全社会用电增速 10000003 80000 025 02 60000 188 165 140 154 015 40000 107 01 20000 68 005 824 40 9391116 39 13001500 00 20192020202120222023 我国企业积极布局智算应用的发展趋势，进一步引发业界对算力能耗问题的关注。 用电量（单位：亿千瓦时） 用电量增速 算力中心用电增速远高于全社会用电量增速，算力用电占全社会用电量的比例持续上升。据中国信息通信研究院测算，2023年全国数据中心用电量为1500亿千瓦时，同比增长154，而同期全社会用电量增速为58，算力中心用电量增速远高于全社会用电量增速，具体数据详见图1。2023年，我国算力中心耗电量占全社会用电量的比例为16，尽管目前我国算力中心用电量在全社会用电量中所占比例不大，短期内仍在电力系统可支持范围内，但算力用电占全社会用电量的比例不断增加，其快速增长的趋势不容忽视。 来源：国家能源局、中国信息通信研究院 图1全国数据中心用电量占比 人工智能是算力增长的主要驱动力，未来人工智能广泛应用后或将消耗更多能源。中国信息通信研究院对我国算力用电需求进行了多 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 中情景 高情景 低情景 用电量（亿千瓦时） 情景预测，基于人工智能技术的发展轨迹，构建了高、中、低三种差异化发展情景：高情景下，人工智能爆发增长，2030年我国算力中心用电或超过7000亿千瓦时，占全社会用电量53；中情景下，人工智能匀速增长，2030年我国算力中心用电或超过4000亿千瓦时，占全社会用电量30；低情景下，人工智能慢速增长，2030年我国算力中心用电将达到3000亿千瓦时左右，占全社会用电量23。具体数据见图2。 来源：中国信息通信研究院 图2我国算力中心用电需求预测 应用绿色电力是算力企业低碳转型的关键，预计未来绿电需求将大幅增加。2023年12月，国家发展改革委等四部门发布《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》，提出到2025年底国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80的目标，加快了数据中心应用绿电的步伐。同时，多家互联网和IDC企业陆续发布其碳中和目标，承诺将于2030年实现100使用可再生能源电 力。根据各企业最新ESG报告数据，2023年，阿里巴巴自建数据中心的清洁能源占比为5393，万国数据可再生能源使用比例为384，腾讯可再生电力使用比例为1245。这些数据显示，尽管与100使用可再生能源的目标还有一定的差距，但业界正在努力扩大绿色电力的应用。未来随着绿电消费责任主体的进一步明确，将激发巨大的潜在绿电需求。 充足可靠、安全稳定、经济节约、绿色低碳成为算力对电力的核心诉求。作为高能耗的基础设施，算力中心的正常运行首先依赖于足量充裕和安全稳定的电力供应，任何突发性停电都可能导致数据丢失或服务中断，造成难以估量的经济损失。同时，电力成本占算力中心运营支出的主要部分，用电成本的优化直接关系到算力产业的经济效益。在双碳战略背景下，加大可再生能源电力应用力度，推动算力产业绿色低碳转型，已成为行业发展的必然趋势。 （三）算力电力协同是构建新型电力系统的重要选择 当前，我国积极推进新型电力系统建设，以新能源为供能主体是新型电力系统的主要特征。截至2024年底，全国可再生能源发电装机达到1889亿千瓦，约占我国发电总装机的56；2024年全国可再生能源发电量达346万亿千瓦时，约占全部发电量的35。其中，风电太阳能发电量合计达183万亿千瓦时，同比增长27。据国家电网预测，未来新型电力系统的能源构成约为3040亿千瓦常规电源 3阿里巴巴环境、社会和治理报告2023。 4万国数据2023年环境、社会及管治报告。 5腾讯腾讯可持续社会价值报告2023。 和70亿千瓦的集中式风光电站、分布式光伏、海上风电等新能源，可再生能源供电占比预计将超过70。电力系统将由可控连续出力的煤电装机占主导，向强不确定性、弱可控出力的新能源发电装机占主导转变。 新能源装机和发电量的快速增长持续推高消纳压力。尽管新能源发电占比不断提高，电力调度运行的机理并没有发生本质性的改变，电网调节和安全裕度日