智算中心引发用电量激增，施耐德电气提出“算电协同”三层架构方案

伴随人工智能（AI）快速发展，全球算力需求爆发式增长。作为AI算力的核心基础设施，数据中心电力消耗持续攀升，能源挑战日益凸显。施耐德电气在2025世界人工智能大会（WAIC 2025）期间发布《算电协同——数据中心的能源挑战与应对》洞察报告。报告基于对117位数据中心管理者与专家的深度调研，剖析当前行业面临的稳定性、成本、绿色三大能源挑战，创新性提出“算电协同”三层架构及系统化解决方案。

AI浪潮下，智算中心规模化增长，用电需求同步飙升。据宏观预测，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，近七成受访企业预计其未来三年用电量年均增速将超过15%，61%的受访企业计划未来三年新建或者扩充智算中心。

北京理工大学副教授、博导、能源与动力系动力系统工程研究所副所长、碳中和系统工程北京实验室主任助理王永真指出，智算中心的快速扩张使数据中心能源管理困局凸显：一方面，电力需求呈指数级攀升，高密度散热成为技术瓶颈，碳排放压力持续加剧；另一方面，新型电力系统建设下，风电、光伏等可再生能源的间歇性特征，反向对数据中心的灵活用能提出更高要求。

报告指出，数据中心能源管理将面临供电稳定性、成本控制和碳排放管理三重挑战：93%的受访企业将供电稳定性列为首要痛点，主要受智算中心负载波动、可再生能源接入不稳定、柴发备电环评限制等叠加因素影响；85%的受访企业坦言具有成本压力，其中电费占据运营成本近六成，降本增效为重要议题；77%的受访企业面临碳排放管理挑战。

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，自下而上打通电力供给、算力负荷与协同机制，以推进算力资源与电力资源深度融合。其中，底层是电力供给基础设施，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；中层是算力负荷，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；上层是算电协同机制，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。

然而，实现真正的算电协同面临诸多挑战。报告指出，目前“算电协同”基本上是从能源侧和算力侧展开。

一方面，重构电力供给侧是基础，新能源是大势所趋。受访企业中，56%的数据中心已在使用新能源，通过在电力供给侧引入光伏、风电、储能、核能等新型能源形式，在保障用电稳定性的前提下，尽可能消纳绿电，降低用能成本，并减少碳排放。另一方面，充分挖掘算力需求侧的负载灵活性，通过预测算力需求及功耗，挖掘IT负载灵活性、并对非IT负载开展节能优化，使算力资源高效利用，且主动参与电力供需平衡。

报告指出，为了保障算电系统的整体稳定可靠运行，供配电系统需要在硬件、软件和架构上进行全方位的适配，构建算电波动缓冲体系，为算电协同的最终落地夯实基础。

不论是算电协同模式的探索，还是夯实基础支撑协同落地，都需要全行业协同推进。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，助力数据中心从能源消耗者转型为稳定、高效、低碳的基础设施。