面向智算的“算网电一体化协同”关键技术研究

通信世界网消息（CWW）随着人工智能、大数据等新一代信息技术的迅猛发展，全球算力需求呈现爆发式增长，智能算力逐步成为推动数字经济高质量发展的核心引擎。截至2025年6月，我国智能算力规模已达788EFLOPS（FP16），预计到2030年将突破2500EFLOPS，算力基础设施建设迈入高速发展阶段。

然而，算力扩张也带来了严峻的能源挑战。目前，我国数据中心年耗电量约占全社会用电量的2%；预计至2030年，这一比例将攀升至4%，年耗电量超过4000亿千瓦时，并伴随约3.4亿吨的碳排放。在“双碳”战略的背景下，算力产业的高能耗问题日益凸显，成为制约其健康、可持续发展的关键瓶颈。推动算力基础设施绿色转型，不仅是响应国家节能降碳战略的必然要求，也是构建高质量数字基础设施体系的重要路径。对此，亟须从系统层面推进算电协同与碳效优化，通过技术融合与机制创新，实现算力、网络、能源的深度融合与协同调度。

1 需求分析

在战略层面，国家多个部委已陆续出台多项政策，推动算力基础设施向绿色低碳方向转型。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》明确提出，要初步建立算力与电力双向协同机制，实现国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。2024年，多部门联合发布的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》进一步细化了具体实施路径与目标，为行业低碳发展提供了明确指引。

在行业实践方面，相关企业积极开展绿色算力探索。电信运营商致力于建设高效低碳的数据中心，通过应用液冷技术、利用自然冷源等措施，将PUE控制在1.2左右，并不断提升绿电使用比例。与此同时，企业着力打通算力与电力系统之间的数据壁垒。例如，南方电网推出的电碳算协同运营系统，突破了电碳计量、映射模型等四项关键技术，能够依据实时电价与绿电供应情况，自动调度算力任务，初步实现了资源的优化配置。

尽管如此，当前算力产业仍面临以下关键挑战。

算力需求预测精度不足：现有预测方法多依赖历史数据的线性外推，难以准确捕捉AI工作负载的动态波动特征，也未能充分考虑计算任务在时空维度上的可转移性，导致资源分配与实际需求之间存在偏差。

时空调度协同性不足：算力、电力与碳排放要素尚未实现深度融合与协同调度，西部地区丰富绿电资源的价值未能得到充分释放。

平台化支撑能力薄弱：现有系统多数仍呈“孤岛”状态，缺乏集需求预测、资源调度与碳溯源等功能于一体的平台化解决方案。

综上所述，开展面向低碳目标的算力调度策略研究，构建支撑智能计算的“算力—网络—电力—应用”一体化协同平台，不仅是响应国家“双碳”战略的重要举措，也是推动算力产业高质量发展的内在需求，具有显著的理论价值与实践意义。

*本篇刊载于《通信世界》2026年3月20日第3期*

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