算力时代呼啸而来，如何将新型数字基础设施与我国现有的电网基础设施充分融合发展，关键是要打造输出算力与电力的新型融合基础设施。两力一体化（智能算力与绿色电力），是实现数字经济高质量发展目标与能源安全可靠、清洁低碳、经济高效的重要途径。
本文作者系盘古智库理事长易鹏。
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随着ChatGPT等大规模人工智能通用模型的应用化加速，智能算力的发展步入新阶段，已成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。
算力时代呼啸而来，如何将新型数字基础设施与我国现有的电网基础设施充分融合发展，关键是要打造输出算力与电力的新型融合基础设施。两力一体化（智能算力与绿色电力），是实现数字经济高质量发展目标与能源安全可靠、清洁低碳、经济高效的重要途径。算力中心发展的必要条件与智能电网建设的客观需求形成互补，这就使得两者可以相互融合，实现算力与电力的一体化发展。
作为算力发展的底部基座，智算中心及其相关行业的发达程度是当代经济发展的重要标志。算力指数平均每提高 1 点，数字经济和 GDP 将分别增长 3.5‰和1.8‰，足够数量智算中心的建设才能为相关产业发展算力基础底座。
从全球已建成的数据中心看，其已经成为增长最快的电力消费源之一。据统计，2021年国内数据中心年耗电量占全社会用电量2.6%，2025年将达到4%以上。长期以来我国数据中心以通用算力为主，智算、超算及边缘数据中心应用和数量还有待增长。
1PFLOPS普通算力功率约为100W，而按照目前的芯片耗电情况推断，智算中心设备更多、更复杂，其耗电量要远高于传统的数据中心（以搭载英伟达A100 80GB SXM的服务器为例，1PFLOPS智能算力功率约为1500W）。因此我们可以保守地预估，到2035年-2040年间，中国远超于十分之一的电力消耗将用于智算中心，实际耗电量超过16000亿千瓦时以上。
智能算力需求面临爆发式增长，但随着摩尔定律逐渐遭遇瓶颈，仅靠芯片性能提升已难以弥补算力能耗与电力供给的缺口。尽管在算力芯片的性能技术层面，美国占据主导地位，但我国随着新能源产业的发展，展现了强大的电力供应实力。在算力发展中，电力的充足与可持续性对于保障计算设备的运行至关重要，我国可以依托新能源电力供给的优势，为大规模的算力中心提供可靠的、低成本的电力支持。
因此，未来智算中心的建设必须与新能源建设结合起来，走“两力一体化项目”发展的道路。将智能算力中心布局在绿色电力资源丰富的地区，将智能算力中心与绿色电力相结合，降低智算中心全生命周期费用，对冲使用美国芯片价格昂贵造成的初期高成本投入，保证我国与国际算力总成本基本趋同。
与此同时，积极引入绿色能源，提升算力设施绿电使用率，促使智算中心“向绿迁徙”。依托风光资源优势，重点推进数据中心“源、网、荷、储”一体化项目建设，既保障智算中心绿电供应，又有利于进一步消纳绿色电力，降低弃风弃光率。
而“两力一体化”项目更长远的意义在于通过智算中心的建设，带动人工智能企业落户，推动算力产业生态链的形成和商业模式创新。利用可再生能源为算力中心供能，促进新能源本地消纳，为经济发展增添新动能。
算力的增长也对网络端的带宽提出更高的要求，而将智算中心与绿电富集区协同发展，进一步需要提高全国光纤电缆网络密度，提供超大带宽、灵活调度的光网络基础设施，为智能算力网络构建新型全光底座。弥补绿电富集区与算力需求区之间的数据通道高延时、高资费等短板，消除地区差异。从技术方面看，400G超高速光传输系统已规模部署，而目前多款800G交换机芯片已发布，800G光模块也逐步开始规模部署。到2025年左右，800G/1.6T将成为主流，并实现更低的长期功耗。
据我们估算，光纤的建设成本远远小于电网的成本，地埋光缆每公里的价格仅在15万元左右；而特高压交流单条线路建造成本约180-250亿元，特高压直流单条线路建造成本约200-300亿元，按照平均单条1500公里计算，每公里成本也要超过1000万。因此，“电力算力双送”应成为更具经济性的选择
综合来看，智算与绿电中心“两力一体化”项目与光纤算网相结合，具有较强的收益性，能够以出租算力的方式持续获得收入。按照目前的平均租赁收入计算，智算中心投资能够在3年左右时间收回本金。优化我国投资边际回报，既适合财政资金直接投入，也是发债投资的优良标的，同时可以吸引更多元的资金进行投资。
在国家“东数西算”八个枢纽十大集群基础之上，经过过去几个月的实地调研，我们总结出适宜于“两力一体化”项目落地，着力建设绿色算力网络的五条黄金线路，推动相关产业链共同发展：
北京及周边地区：呼和浩特-乌兰察布-张家口-北京
中部地区：鄂尔多斯-榆林-黄陵-西安-郑州-武汉-长三角
西部地区：宁夏-甘肃-成都-重庆
西南地区及大湾区：云南-贵州-广州-深圳
东北、华北地区：通辽-白城-松原-长春-沈阳-济南-青岛-长三角
结合以上五条黄金线，提出几点建议：
一是选取新能源丰富地区以“源、网、荷、储”模式建设“两力一体化”项目。新能源资源丰富，电价便宜，长年平均气温较低，适合新一代智算中心建设。相关地区要把两力一体化项目当做重点鼓励、支持的项目，将其做稳增长的重要抓手看待。
二是政府牵头通过多种形式保障算力生态发展。充分调动各方资金参与投资建设。政府牵头，以“两力一体化项目基金”“两力一体化项目债”等多种方式来筹集项目建设资金。发放“算力券”的方式提供免费算力，为研院校与中小型企业提供算力支持，支持算力生态发展。
三是探索建立智算中心属地贡献分配机制。智算中心所在地往往对于算力需求不高，而对于算力需求较高的人工智能相关产业多集中在经济发达地区，其主要经济贡献也留在企业所在地。智算中心所在地往往只有当期固投和后期的电费支出，其他收入不在当地核算。建议探索智算中心属地贡献的分配制度，在属地建立子公司、分公司等企业主体，通过“耗电附加费”、“算力附加费”、“贡献分成”等方式，强化算力贡献属地值，激发各地投资智算中心积极性，拉动中西部地区经济发展。■
